第6章 汽车照明、信号装置

第6章汽车照明、信号装置汽车灯系的组成前照灯的结构控制电路的工作过程第一讲汽车灯系的组成、前照灯结构及控制电路本节主要内容：视频为了保证发动机的正常工作和汽车的行驶安全可靠，在汽车上必须安装各种照明设备（包括外部照明装置、内部照明装置）和信号装置。汽车照明与信号装置概述不同汽车的照明及信号系统是不完全相同的，除了美观、实用外，必须满足两个要求1、一是保证运行安全；2、二是符合交通法规。第一节汽车照明装置一、汽车照明的组成：1．前照灯：又称前大灯、大灯或头灯。（40～60W）包括远光和近光灯用途是在夜间行车时，照亮车前的道路和物体，确保行车安全；左右各一只，其灯光为白色。前照灯通常采用双丝灯泡，其中远光灯供夜间行车照明道路，近光灯供两车相会时使用以防对方驾驶员眩目和在市区明亮的道路使用，在夜间利用远、近光变化信号超越前方车辆（夜间超车）。转向、前照灯（远光近光）、位灯•吉利美人豹组合车灯识别：将远近光灯分开，采用独立的两个灯炮。•2前侧照灯•东风EQ1090系列汽车在2只前照灯的外侧装了2只前侧照灯，并分别向左右偏斜，这是该车照明电路的一大特点。•前侧照灯主要用来作为前照灯的辅助照明。特别是当汽车在多弯或山路行驶时，汽车正前方及左右两侧的道路均能得到较好的照明。即使急转弯，只要将前侧照灯和前照灯及时打开，也能将道路两侧照得清清楚楚。3、防雾灯：又称雾灯（功率35W）a)安装位置：它装在前照灯附近或比前照灯稍低的。b)防雾灯的用途：主要是在雾、雪、雨天气行车时照明车前道路。它的扩散角大，配光稳定，灯光颜色为黄色或瑰瑰色。有的低配置的车不带前雾灯，要自己买来装上有的低配置的车不带前雾灯，要自己买来装上下面这款则有带前雾灯4．牌照灯（功率一般为8～10w）a)安装位置：它装在汽车后面b)用途：其用途用以夜间照明车辆牌照。夜间在车后20m处应能看清牌照标志。故不仅要求亮度好，而且要求光线均匀。根据牌照的大小，也有用两盏灯照明的。5、其他照明灯有：仪表板照明灯、操作开关照明灯、顶灯、阅读灯、踏步灯、门灯、行礼箱灯等1.对前照灯的要求1、夜间照明(车前100m以远，明亮而均匀）2、夜间两车相会时防止驾驶员眩目而肇事前照灯系统的类型•根据安装的数目不同，可分为二灯制、四灯制、六灯制。•二灯制——双丝灯泡，远/近光•四灯制——外侧为双丝灯泡或仅为近光，内侧仅为远光•六灯制——再加上组合雾灯哈弗前照灯灯泡：哈弗车前照灯采用4灯制分为远、近光灯灯泡和辅助远光灯灯泡。主远光60w，辅助远光55w，近光55w。采用4灯制可以使光线更明亮，扩大驾驶员的视野范围，使夜间驾驶更安全。汽车前照灯一般由光源（灯泡）、反光镜、配光镜（散光镜）三部分组成。（1）反射镜前照灯的结构反射镜多数都是旋转抛物面。一般由0.6～0.8mm的薄钢板冲压而成或由玻璃、塑料制成，其表面镀银、铬、铝等，然后抛光。反射镜的作用反射镜的作用是将灯泡的散射（直射）光反射成平行光束，使光度大大增强，增强几百倍乃至上千倍。（2）配光镜配光镜又称散光玻璃，由透光玻璃压制而成，是棱镜和透镜的组合体，外型一般为圆形和矩形。配光镜的结构配光镜的作用是将反射镜反射出的平行光束，在水平方向扩散，以扩大光线的照射范围；在竖直方向向下折射，使车前100m内的路面各处都有良好而均匀的照明，如下页图所示。配光镜的作用在水平方向扩散在竖直方向向下折射目前，汽车前照灯用灯泡的额定电压有6V、12V和24V三种。灯泡的灯丝由功率大的远光灯丝和功率较小的近光灯丝组成，由钨丝制作成螺旋状。（3）灯泡a)普通充气灯泡b）卤钨灯泡1-配光屏2-近光灯丝3-远光灯丝4-近光灯丝5-远光灯丝6-定焦盘7-配光屏8-泡壳9-插片灯泡发光原理•给灯丝通入足够的电流，灯丝发热至白炽状态，即发出光亮。•灯丝广泛使用的材料是钨丝，所以又称为钨丝灯泡。它能散发出温暖晕黄的光线，价格便宜，使用广泛。•但钨丝灯泡的寿命较短，原因是高温下钨蒸发，使钨丝变细最后熔断，而且灯泡玻璃壳变黑。•之所以选用钨丝，是因为它是熔点最高的金属（其溶点力3422℃），在1000℃多度的环境下仍旧保持不变，而其他金属在这环境下早已熔掉了。•但由于钨和很多金属一样，在高温时很快便会被氧化和烧断，所以灯泡里不能存有氧气。•但如果抽出所有空气令灯泡真空，高温的钨又很容易蒸发成为气体，因此钨丝灯泡的使用寿命受到了质疑。普通充气灯泡•普通充气灯泡又称白炽灯，它是将氦、氖、氩、氮等惰性气体充入灯泡内。•原理：高温下惰性气体并不离解，许多蒸发出的钨原子撞击到惰性气体分子后又反弹回到了钨丝上。显然，氮气对钨丝有保护作用。也就是说，惰性气体能减慢钨蒸发的速度，使钨丝寿命延长。卤钨灯•填充气体内含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯称为卤钨灯，又称卤素灯泡。•现在使用的灯泡里除惰性气体还加入了一些卤族元素气体（通常是碘或溴），同样是为了减慢钨蒸发的速度。•原理：利用卤钨循环原理，使灯泡的寿命延长•这是因为钨和碘在约1000℃的环境下会变成碘化钨，但当碘化钨再接触高热的钨丝时，又再分解成钨和碘，这样钨又在灯丝上沉积下来，弥补被蒸发掉的部分。体积比普通充气灯泡小，且外壳用耐高温、机械强度高的石英玻璃制造。其结构有双端直管形、单端圆柱形和反射形。卤钨灯泡体积小，且外壳用耐高温、机械强度高的石英玻璃制造普通充气灯泡1、钨丝2、碘或溴卤素3、钨蒸发物4、钨卤化物5、钨沉淀物氙气灯•氙气灯HID就是HighintensityDischarge高压气体放电灯的英文缩写，可称为重金属灯或氙气灯。•由氙气所产生的白色超强电弧光，可提高光线色温值，类似白昼的太阳光芒，HID工作时所需的电流量仅为3.5A，亮度是传统卤素灯泡的三倍，使用寿命很长，一般可以用五年左右，而普通卤素灯泡只能用一年多而已。卤素灯（左）与氙气灯（右）夜间照明效果对比•结构特点：氙气灯不是带灯丝的，它是利用正负电极刺激氙气（XENON）与稀有金属化学反映发光。因此汽车氙气灯的灯管里不是金属丝而是一个小玻璃球，里面充满了氙气和稀有金属。在电极上加上5000～12000V电压后，气体开始电离而导电。由气体原子激发到电极间少量的水银蒸气弧光放电，最后转成卤化物弧光灯工作。汽车氙气灯的组成•灯泡——起发光作用；•电子镇流器（也叫做安定器，稳压器等）——起到升压，稳定灯光电流的作用；电子镇流器：利用蓄电池12V的直流电压，经过一系列的转换、控制、保护、升压、变频等动作后，产生一个瞬间23000V的点火高压对灯头进行点火，点亮后再维持85V的交流电压；•线束——和汽车自身线路连接，为氙灯提供电量。LED（发光二极管）前照灯•汽车前照灯经历了一个从白炽灯到卤素灯再到HID灯的发展过程，然而，这些传统光源均属于真空或充气的玻壳灯具，它们有一个共同的缺点就是寿命不够长。•现在汽车照明灯已有白炽灯、卤素灯、氙灯等。除了前大灯外，其它灯具例如小灯、指示灯、厢内照明灯等多是采用白炽灯。但近年也流行LED做指示灯，例如刹车指示灯、转弯指示灯等，甚至前照灯也有采用LED灯的趋势。•一是寿命长，一般可达几万乃至十万小时。有人认为如果未来的汽车照明灯使用LED,整个汽车使用期限不用更换灯具；•二是非常节能，•三是光线质量高,基本上无辐射,属于“绿色”光源；•四是LED的结构简单，内部支架结构,四周用透明的环氧树脂密封,抗震性能好LED车灯的优点•五是无须热启动时间，亮灯响应速度快(纳秒级)，适用于移动速度快的物体使用；•六是适用电压在6-12伏特之间,完全可以应用在汽车上；•七是LED占用体积小,设计者可以随意变换灯具模式,令汽车造型多样化。奥迪A8W12的装有LED的前照灯总成，5个LED配置在前照灯内。白色LED并不是主光，而是同时用作车幅灯以及通过白天亮灯提醒周围车辆注意的“Daytimerunninglight”。防眩目措施有：•1．采用双丝灯泡远光灯丝位于反射镜的焦点上，功率为45～60W；对面无车时使用；近光灯丝位于反射镜焦点的上方或前方，功率为20～50W。对面来车时使用远、近光的光路近光灯丝位于反射镜的焦点的上方或前方，功率小。夜间行车，当对面来车时，使用近光灯。由于光线较弱，且反射后的大部分射向车前的下方，可避免使对方驾驶员眩目2．采用带遮光罩的双丝灯泡为了克服上述缺陷，在近光灯丝的下方装有遮光罩。当使用近光灯时，遮光罩能将近光灯丝射向反射镜下部的光线遮挡住，无法反射，提高防眩目效果。目前广泛使用，如图5－7所示。带遮光罩的双丝灯泡远光近光近光的灯丝下面都有一个金属的遮光罩，作用是防止灯光反射到下半个灯碗3．采用非对称光制式防眩灯这是一种新型的防眩目前照灯，安装时将遮光罩偏转一定的角度，使近光的光形分布不对称，将近光灯右侧光线倾斜升高15度，如图所示。Z型配光光形的明暗截至线呈Z形，它不仅解决了会车驾驶员防炫目的问题，还可以防止对面行人和非机动车使用者的炫目。上述方式又称Z型光形4具有光敏电阻的自动变光器电路前照灯自动变光器是一种根据对方车辆灯光的亮度自动变远光为近光或变近光为远光的自动控制装置。在夜间两车相对行驶，当相距150～200m时，对方的灯光照射到自动变光器上，就立即自动变远光为近光，从而有效地避免了远光给对方驾驶员带来的眩目，待两车相会后，变光器又自动变近光为远光，汽车即可恢复原来的行驶速度。优点：实现了自动控制，不需要驾驶员操纵，其次是它的体积小，性能稳定可靠，且灵敏度高。（会车时自动关闭远光）按前照灯光学组件的结构不同，可分为：可拆式前照灯、封闭式前照灯、半封闭式前照灯和投射式前照灯。前照灯的分类⑴封闭式前照灯灯丝焊接在反射镜底座上1-配光镜2-灯泡3-反光镜4-插座5-接线器6-灯壳⑵半封闭式前照灯半封闭式前照灯灯泡灯泡从后端拆装、应用最广泛⑶投射式前照灯1-屏幕2-凸形配光镜3-遮光镜4-椭圆反射镜5-第一焦点（F1）6-第二焦点（F2）7-总成投射式前照灯外形特点是装用很厚的无刻纹的凸型散光镜，由于反射镜是椭圆形的，所以外径很小，结构如图所示。反射镜有两个焦点。第一焦点处放置灯泡，第二焦点在灯光中形成。凸形散光镜的焦点与第二焦点重合。来自灯泡的光利用反射镜聚成第二焦点，再通过凸形散光镜2将聚集的光投射到前方。投射式前照灯采用的光源为卤素灯泡。在第二焦点附近设有遮光板，可遮挡上半部分光，形成明暗分明的配光。由于它的这种配光特性可适用于前照灯近、远光灯，也可用作雾灯。投射式前照灯外形美观，现代轿车经常采用。采用氙气灯泡时，是通过上下移动遮光板形成远近光的。凸形配光镜凸形配光镜•哈弗辅助远光灯采用的是投射式大灯最前面的不是散光玻璃凸形配光镜现代i30的投射式前大灯和前雾灯工作特点•采用了凸形配光镜后，在远光，近光的状态下，光线不会太发散，不会因造成刺眼，从而影响对面来车的正常行驶。且对地面的照明效果非常好。•在欧洲，法律明文规定装有氙气灯的车必须有带有配光透镜，这样出来的光才不会发散晃到对方来车司机的眼睛。•只换氙气灯泡，而不换总成的改装时，因传统卤素灯的灯罩会使发出来的光线太发散，造成刺眼。•有些车，比如马六，现代酷派，桑3k，A4标准版，虽然它们也配的是卤素灯，但大灯总成里也带了配光透镜。•若要改装氙气灯，可直接可氙气灯套装换掉卤素灯即可。•投射式前照灯因为多余的光不能向周围环境散射，周围区域的可视度很低。•因此，这种投影式前照灯应与定位灯（小灯）配套使用。•正常情况下，两前照灯光束不应分散或上下错位，也不应直射前方，以免使迎面来车的驾驶员眩目及车前近处照明亮度不足。前照灯的检测前照灯检测的方法有屏幕检验法和仪器检验法。（1）屏幕检验法：见教材P2011、在屏幕上画出两条垂直线和二条水平线，下侧水平线与两垂直线分别相交于a、b两点，即为光照要求的中心点。屏幕检验法示意图画两条垂线——分别通过左右前照灯中心，画三条水平线（四灯制）——二灯制画两条H，H2（远、近双光束灯只检查近光）上侧水平线与前照灯基准中心等高，离地高度H，中间水平线与远光光束的中心等高，离地高度H1，H1=0.85～0.90H。下侧水平线与近光光束的