第三章(4)机动车安全技术检验检测设备

第三章机动车安全技术检验检测设备主讲：李耀平高级工程师第八节前照灯检测仪一、概述为了保证机动车夜间行驶的安全，机动车应装备有良好的照明灯具(前照灯)，以便照亮车辆前方的路面，及时发现道路障碍物及其他突发事件。前照灯照射方向，不仅为本车驾驶员提供可靠的照明，同时还要防止夜间会车时给对向车驾驶员提供可靠的照明，同时造成眩目。GB7258—2012对机动车前照灯的远光发光强度和远光、近光光束的照射位置作了规定，机动车安全技术检测机构配备的前照灯检测仪应具备上述测试功能。机动车灯具：A类灯：汽车、摩托车装用的、其配光性能分别符合GB4599-84、GB5948-86规定的前照灯。B类灯：汽车、摩托车允许过渡使用的前照灯。C类灯：运输用轮式拖拉机装用的前照灯。第八节前照灯检测仪二、汽车灯光光学基础原理1、光的物理单位（1）发光强度——它是表示光源在一定方向范围内发出的可见光辐射强弱的物理量，单位是坎德拉，简称“坎”，用符号cd表示。（2）照度——它是表示不发光物体被光源照明的程度，为受光面明亮度的物理量。照度可用下式表示，单位为lx(勒克斯)式中：E——照度；——照射到物体上的光通量；S——被照明的面积。SE/第八节前照灯检测仪2．发光强度与照度的关系在光源发光强度不变的情况下，物体离开光源越远，被照明的程度越差。在不计光源大小，即把光源看作点光源的情况下，照度与离开光源距离的平方成反比，可用下式表示：离开光源距离的平方发光强度照度发光强度与照度的关系第八节前照灯检测仪3．前照灯的特性前照灯的特性可分为配光特性、全光束和照射方向三部分。其特性参数的特征如图的等照度曲线所示。(1)配光特性——把用等照度曲线表示的明亮度分布特征称为配光特性，亦称为光形分布特征。好的配光特性，等照度曲线应左右对称，不偏向一边，上下的扩展也不太宽。这是对称式配光特性。等照度曲线（a）对称式配光特性第八节前照灯检测仪还有一种非对称式配光特性，其光型的分布不是对称的，如图所示。有两种形式：一种是在配光屏幕上明暗截止线（眼睛感觉到的明暗陡变的分界线）水平部分在V—V线的左半边，右半边为与水平线成15°角的斜线，如下图（a）所示。另一种是明暗截止线的左半边平行且低于h—h水平线25cm，而右半边先为一与水平线成45°角的斜线，至与h—h水平线相交时，又转折为与h—h线重合的水平线，如下图（b）所示。第八节前照灯检测仪配光分布图基准中心是指前照灯配光镜有效光透光表面中心。H点是指过基准中心的水平的水平线至前灯配光屏幕的垂足。B50L代表约50m距离处的迎面汽车驾驶员眼睛位置的点。50R、L和25R、L表征和50m和25m距离处的车道右边和左边线光照度的两点。第八节前照灯检测仪(2)全光束光束用明亮度分布纵断面的配光特性曲线来表示，该断面的积分值(该曲线的旋转体积)即为全光束。可以认为，它是光源发出的光的总量，参见图（b）。(3)照射方向一般情况下，可把前照灯光束最亮之处看作是光轴的中心。光轴中心对水平、垂直坐标轴交点的偏离，表示光轴的照射方向，参见图（c）。单位：cm/dam——cm/10mX°X′X″等照度曲线（b）全光束（发光强度）等照度曲线（c）照射方向第八节前照灯检测仪三、前照灯检验方法检验前照灯的配光性能、发光强度和光束照射位置方法有：1、屏幕法；（10m）2、前照灯检验仪。(常见的为3m、1m)①聚光式②屏幕式③投影式④自动追踪光轴式前照灯光束照射位置检验方法中，对检验方法的选择“机动车安全技术检验时宜采用前照灯检测仪检验前照灯光束照射位置。”第八节前照灯检测仪1、屏幕法检测前照灯的光束照射位置汽车空载停放在水平坚硬的场地上，允许乘1名驾驶员，轮胎气压应符合汽车制造厂的规定。在距前照灯10m处设一专用屏幕，专用屏幕应垂直地面，其上画有三条垂直线和三条水平线。中间垂直线V—V与被检车辆的纵向中心线面对正，两侧的垂直线VL—VL和VR—VR分别为被检测车辆左右前照灯的中心垂线；三条水平线中的h—h线与被检车辆前照灯的基准中心等高，距地面高度为H（mm）；中间水平线与被检车辆前照灯远光光束的中心等高，距地面高度H1（mm）为0.7-0.9H；下边水平线与被检车辆前照灯远光光束的中心等高，距地面高度H2（mm）为0.6-0.8H；H为被检车前照灯基准中心距地面的高度，其值视被检车车型而定。检测时，先遮盖住一边的前照灯，然后打开前照灯的近光开关，其偏斜方向和偏斜量可在屏幕上直接测得。用同样方法，检测另一边前照灯近光光束照射位置。用屏幕法检测前照灯光束照射位置第八节前照灯检测仪2、前照灯检验仪及发光强度和光轴偏斜量的检测前照灯检测仪是按一定测量距离放在被榆车辆的对面，用来检测前照灯发光强度与光轴偏斜量的专用设备。1)前照灯检测仪的检测原理各型前照灯检测仪的测量原理基本相同，都是采用能把吸收的光能变成电流的硅光电池或硒光电池作为传感器，按照前照灯主光轴照射光电池产生电流的大小和比例，来测量前照灯发光强度和光轴偏斜量的。第八节前照灯检测仪前照灯检测仪上使用的光电池。主要是硒光电池，其结构及工作原理如图所示。当硒光电池受光照射后，光使金属薄膜和非结晶硒的左右部产生电动势，其左部带负电、右部带正电，因此若在金属薄膜和铁底板上装上引线，并将其用导线与电流表连接起来，光电流就会流过电流表，使电流表指针动作。硒光电池结构及工作原理1、电流表2、引线3、金属薄膜4、非结晶硒5、结晶硒6、铁底板第八节前照灯检测仪①发光强度的检测原理测量前照灯发光强度的电路由光电池、光度计和可变电阻等组成，如图所示。按规定的距离使前照灯照射光电池，光电池便按接受光强度的大小产生相应的光电流使光度计指针摆动，指示出前照灯的发光强度。发光强度检测原理图1、光度计2、可变电阻3、光电池第八节前照灯检测仪②光轴偏斜量的检测原理测量前照灯光轴偏斜量的电路，如图所示，其中有四块硒光电池即Bu、Bd、BL和BR。在Bu和Bd之间接有上下偏斜指示计，在BL和BR之间接有左右偏斜指示计。当前照灯光束照射光电池后，如果光束照射方向偏斜，将使四块光电池的受光面不一致，因而产生的电流大小也不一致。根据Bu和Bd、BL和BR的电流差值分别使上下偏斜指示计及左右偏斜指示计的指针摆动，从而检测出光轴的偏斜方向和偏斜量。光轴偏斜量检测原理图1、左右偏斜指针计2、光电池3、上下偏斜指针计第八节前照灯检测仪第八节前照灯检测仪四、（远光光轴）全自动前照灯检测仪的工作原理1、外形及结构原理控制盒QD-300A型全自动前照灯检测仪第八节前照灯检测仪第八节前照灯检测仪第八节前照灯检测仪仪器的工作原理如下所述。1．光轴自动对正原理图a所示为前照灯远光光束在屏幕上的光分布图形，呈椭圆状。为了使仪器能找寻到该光束的中心，在仪器的光接收箱正面，布置有如图b所示的两组四个光电池，分别标注为U、D(上、下)和L、R(左、右)。当仪器的光接收箱未有对正光束中心时(例如偏左)，此时L光电池产生的电信号将大于R光电池，由这一组光电池及其他器件所构成的水平方向光照偏差检测电路将产生一个偏差信号。该信号经放大后，由三状态比较器判别其极性，从而使正转或反转控制继电器动作，使电机向相应方向启动，通过传动机构的作用，使光接收箱向右移动，直至L～R两光电池所接收的光照度相等，此时偏差信号为零，光接收箱停止水平方向的运动。于是，在图c所示的控制系统作用下，光接收箱在水平方向与光束中心对正。同理，在垂直方向上。也有一套相同的控制系统，使光接收箱自动对正光束中心。第八节前照灯检测仪图a前照灯远光光束在屏幕上的光分布图形图b两组四个光电池图c控制系统第八节前照灯检测仪2、光轴角测量原理在仪器的光接收箱内，装有一套光轴角测量装置。其原理为：被检前照灯的光束经活动透镜会聚以后，照射至安装在光接收箱后部的四象限光电池组上。如果光束是向下偏斜的，则会聚后的光斑将落在四象限光电池组的下部，从而使U、D偏差检测电路输出一偏差信号，通过类似于上图c所示的控制系统的作用，使活动透镜向上移动，从而使光斑向上移动，直到该光斑落在四象限光电池组的中心位置时为止(如图虚线所示)。同理，如果光束在水平方向偏斜，活动透镜在控制系统的作用下，在水平方向作适当移动，从而使光斑落在四象限光电池组的中心位置。根据活动透镜水平方向(或垂直方向)的位移量，可得知被检前照灯光束在相应方向上的偏移角度(偏移量)。光轴角测量示意图第八节前照灯检测仪3．发光强度测量原理根据光度学上的反比平方定律：式中：E——受照面的照度，lx；I——光源的发光强度，cd；L——光源至受照面的距离，m。在距离一定的前提下，受照面的光照度与光源的发光强度成正比。据此，测量受照面的光照度，就可获知光源的发光强度。光电池的输出电流与表面照度成正比。当前照灯光束通过活动透镜会聚至四象限光电池组的中央位置后，四象限硅光电池组的各单元光电池输出相应的电流，转换成电压信号后，由叠加器进行叠加，并经放大器放大后，通过指示电表指示出相应的发光强度值。2LIE第八节前照灯检测仪五、设备检定前照灯检测仪的检定应按照国家计量规程JJG745—2002《机动车前照灯检测仪检定规程》进行。（一）检定用工具与量具标准灯光校准器1只、经纬仪1台、水平仪器1台、钢卷尺1把、铅锤1只和15m长细绳1根。（二）检定主要技术参数1、发光强度(1)光轴偏移值(角)为零时，发光强度的示值误差不大±12％。(2)光轴偏移值(角)在检定范围内的任意值时，发光强度的示值误差不大于±15％。2、光轴偏移值(角)(1)发光强度为定值(如l5000cd)时，光轴偏移值(角)的示值误差不大于以下规定：第八节前照灯检测仪a)首次检定：±3.5cm／dam(±12′)(dam表示10m)。b)后续检定和使用中检定：±4.4cm／dam(±15′)。(2)自动式前照灯检测仪的光轴偏移值(角)示值间差不大于以下规定：a)首次检定：±3.5cm／dam(±12′)。b)后续检定和使用中检定：±4.4cm／dam(±15′)。(3)发光强度改变时，光轴偏移值(角)的示值误差不大于±3.5cm／dam(±12′)。3、跟踪时间自动式前照灯检测仪在能接收前照灯光束照射的范围内，自动跟踪测定时间不大于20s。4、近光明暗截止线转角或中点偏移值(角)对远、近光都能检测的前照灯检测仪，其近光明暗截止线转角或中点偏移值(角)示值误差不大于±4.4cm／dam(±15′)。GB7258-20128灯光、信号装置和其它电气设备8.5前照灯8.5.1基本要求8.5.1.1机动车装备的前照灯应有远、近光变换功能；当远光变为近光时，所有远光应能同时熄灭。同一辆机动车上的前照灯不得左、右的远、近光灯交叉开亮。8.5.1.2所有前照灯的近光均不应眩目，汽车（三轮汽车和装用单缸柴油机的低速货车除外）、摩托车装用的前照灯应分别符合GB4599、GB21259、GB25991、GB5948及GB19152的规定。28前照灯判定标准：GB7258-20128灯光、信号装置和其它电气设备8.5.3光束照射位置要求8.5.3.1检验前照灯近光光束照射位置时，前照灯照射在距离10m的屏幕上，乘用车前照灯近光光束明暗截止线转角或中点的高度应为0.7H～0.9H（H为前照灯基准中心高度，下同），其他机动车（拖拉机运输机组除外）应为0.6H～0.8H。机动车（装用一只前照灯的机动车除外）前照灯近光光束水平方向位置向左偏应小于等于170mm，向右偏应小于等于350mm。8.5.3.2轮式拖拉机运输机组装用的前照灯近光光束的照射位置，按照上述方法检验时，要求在屏幕上光束中点的离地高度应小于等于0.7H；水平位置要求，向右偏移应小于等于350mm，不得向左偏移。30前照灯判定标准：GB7258-20128灯光、信号装置和其它电气设备8.5.3.3检验前照灯远光照射位置时，对于能单独调整远光光束的前照灯，前照灯照射在距离10m的屏幕上时，要求在屏幕光束中心离地高度，对乘用车为0.85H～0.95H（但不得低于前照灯近光光束明暗截