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汽车灯光技术的发展   

   汽车灯光用于为汽车行驶提供照明以及将其行驶状况向交通过程的其它参加者发出信号。随着汽车工业的发展,汽车行驶速度越来越快,道路越来越拥挤,道路交通事故已成为世界性的社会问题。据统计,全世界每年死于交通事故的人数估计超过50万人,而夜间发生的交通事故大约是白天的3倍; 具有良好照明条件的道路上的交通事故只是没有照明或照明条件不良道路的30%。随着装有内燃机的汽车问世,汽车前照灯也相继诞生。从早期的乙炔气前照灯发展到今天的自由反射镜气体放电前照灯,差不多经历了120年,其演变的过程如下:

第一代:乙炔气前照灯

    前照灯要求光源具有高的轮廓亮度,乙炔气火焰的轮廓高度约为7.2×104 cd/m2,比当时的电光源所能达到的亮度高一倍。因而,在1925年以前使用的汽车前照灯几乎全是乙炔气前照灯。

第二代:电光源前照灯

    1913年发明的带螺旋灯丝的充气白炽灯泡,因其具有较高的轮廓亮度,给电光源前照灯的应用开辟了广阔的前景。然而由于汽车电气设备系统的制约,直到1925年,电光源前照灯才得到广泛的应用。

第三代:双丝前照灯

     配备有高轮廓亮度充气灯泡的前照灯一装在汽车上,就出现了在交会车时因前照灯的强光造成驾驶员眩目而导致发生交通事故和撞车的严重问题。因而,对前照灯的设计提出了两个互不相容的要求:一个是如何在不小于100m的距离内使道路和高度至少为2~2.5m的障碍物得到良好的照明;另一个是如何使迎面车驾驶员不产生眩目。汽车会车时的这种眩目问题是汽车照明技术中最难解决的问题,为了解决眩目问题,1924年,欧洲发明了双丝前照灯,之后,美国也出现了带双丝灯泡的前照灯。然而,欧洲和美国具备不眩目近光的前照灯的光学系统结构原理不尽相同。其灯泡的差异在于灯丝的形状和位置不同;配光镜的差异在于折光单元的图案和计算不同,因而,近光的配光也有所不同。近光系统分为欧洲系统和美国系统两种,两大系统的调和问题是当今世界的汽车灯光发展的重大课题之一。

第四代:不对称近光前照灯

    双丝前照灯系统属于对称近光系统,近光光型的左右两侧完全相同,因而左右两侧行驶皆适用。但由行车光(远光)变为会车光(近光)时,视见距离缩短,迫使车速降低。为解决在会车过程中,前照灯既不产生眩目,又能保证对道路具有良好的照明。1932年后美国、欧洲先后发明了不对称前照灯,它是以基准轴线为中心,将光束一分为二,靠近迎面来车一侧的光束落地距离短(即光束压低,从而防眩),而另一侧光束的落地距离长(即光束抬高,从而增加视见距离)。

第五代:H4卤素前照灯

    1962年,德国海拉公司引入了第一只卤素前照灯,1971年,海拉公司开发出的H4双丝卤素前照灯获得世界上第一个许可证。其灯丝允许工作温度较普通白炽灯泡高,光效增加约50%,寿命也延长一倍。

第六代:自由面反射镜前照灯

    以自由面反射镜前照灯为代表的现代汽车前照灯在发光原理、结构型式以及制造材料等方面也发生了一系列重大的变化。

    1.光源经历了从双丝卤素灯泡H4发展到单丝HB3、HB4和H7灯泡的过程,双丝变成单丝是由于反射镜的改变不再允许远光和近光由同一反射镜发出。近年来,在一些高级轿车上使用气体放电光源。

    2.反射镜由传统的金属制成的抛物面发展到热固性塑料(BMC)制成的三维椭圆型。继而发展到自由面型(FF)反射镜。

    3.透光镜由原来具有复杂花纹的玻璃配光镜改为塑料制成的平镜。

    信号灯灯具的发展是随着汽车制造技术及电光源技术的发展而逐步完善的。它经历了机油(或煤油)灯、乙炔气灯到电光源灯的发展历程。现代汽车信号灯灯具已经开始使用发光二极管(LED)技术以及光导技术,这是信号灯灯具的一次飞跃。

 

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