第4章 照明与信号系统

第4章照明与信号系统5.1汽车照明系统8.1汽车灯具的种类及用途汽车照明与信号系统是汽车安全行驶的必备系统之一。它主要包括：外部照明灯具；内部照明灯具；外部信号灯具；内部信号灯具；警报器；电喇叭和蜂鸣器等。外部照明灯内部照明灯8.1.1汽车照明系统图8-1照明系统在轿车上的布置图组合前灯雾灯阅读灯顶灯门灯行李箱灯牌照灯组合后灯第8章照明与信号系统8.1.1照明灯具汽车照明灯具按其所安装的位置可分为外部照明灯具和内部照明灯具。1．外部照明灯具（1）前照灯。前照灯的主要用途是照明车前的道路和物体，确保行车安全。同时还可利用远近开关交替变换作夜间超车信号。前照灯又称“大灯”，安装在汽车头部两侧，有两灯制和四灯制之分。装于外侧的一对应为近、远光双光束灯；装于内侧的一对应为远光单光束灯。二灯制：这种结构所采用的灯泡包含有两个分开的光源，通过一个反射镜投射近光和远光。每只前照灯都能分别发出近光和远光，通常用于轿车上。分为两种一种开远光时近光同时亮。另一种只亮远光灯。四灯制：一对前照灯产生远光和近光或仅产生近光，而另一对前照灯仅提供远光照明。远近光可以同时使用。常用于重型卡车和大型客车上。以及中高档轿车上。最简单的判断是开大灯（近光），然后看前面那个灯泡亮了，然后转远光灯，再去看一次，如果远近光是同一个灯泡亮着就是2灯，不同的灯泡亮的就是4灯前雾灯安装在汽车头部前照灯附近，一般比前照灯的位置稍低。它的作用是在有雾、下雪、大雨或尘埃弥漫等能见度较低的情况下，作道路照明和为迎面来车提供信号的灯具。灯光多为黄色，这是因为黄色光光波较长，具有良好的透雾性能。前雾灯的功率一般是35W左右。后雾灯功率较小，一般为21W，光色为红色，以警示尾随车辆保持安全距离。（2）雾灯（3）倒车灯倒车灯装在汽车的尾部，灯光为白色。它的作用是用于照亮车后的道路和告知其他车辆和行人，车辆正在倒车或准备倒车。它兼有信号装置的作用。（4）牌照灯牌照灯装于汽车尾部牌照的上方或左右两侧，灯光为白色。它的作用是用来照明后牌照，确保行人距车尾20m处看清照牌上的文字及数字。它没有单独的开关控制，受示宽灯或前照灯开关控制。（5）制动灯制动灯寄义:制动灯寄义也很好了解，便是刹车时间亮起的灯。制动灯统共有三处，划分是尾部刹车灯和阁下侧和高位制动灯。制动灯利用:制动灯是和制动踏板相干联，当驾车人踩下制动踏板时，制动灯即亮起，并收回赤色光，提示背面的车辆注重，不要追尾。当驾车人松开制动踏板时制动灯即熄灭。（6）转向灯定义:转向灯是在机动车辆转向时开启以提示前后左右车辆及行人注意的重要指示灯。转向灯灯管采用氙气灯管，单片机控制电路，左右轮换频闪不间断工作。转向灯采用闪光器，实现灯光闪烁。主要可分为阻丝式、电容式和电子式三种。转向灯使用:转向灯是表示汽车动态信息的最主要装置，安装在车身前后，在汽车转弯时开启，它为行车安全提供了保障，为了您和他人的安全，请按规定使用转向灯，使人们提前知道汽车的动向，做出正确的判断。（7）示位灯：又称小灯、示宽灯，一般安装在车辆的前面、后面和侧面，功率为5W，光线多数呈白色或者黄色。后位灯又称尾灯，光色为红色，侧位灯为琥珀色。北迈汽配网专家介绍说，夜间行车接通前照灯时，示位灯、仪表灯、牌照灯同时发亮，用于显示车辆的形位。（8）示廓灯：机动车安全运行条例规定：空载、高3米以上的车辆均应安装示廓灯，示廓灯的功率一般是5W，用于标识车辆的大体轮廓。（9）驻车灯一般安装于车头、车尾两侧，前驻车灯一般是白色，后驻车灯一般是红色，标准是距离车辆150米处可以确认灯光信号，夜间驻车时，通过驻车灯可以标识车辆的形位，此时照明灯、牌照灯并不亮，所以驻车灯的耗电量很小，一般也就3W左右。（10）警示灯：一般装于汽车顶部，功率在40W左右，从来标识车辆的特殊类型。例如消防警车用红色、救护车为蓝色，旋转速度一般是2~6次/秒，公交车和出租车的一般是白色和黄色。2．内部照明灯具（1）顶灯安装在驾驶室或车厢内顶部，为驾驶室或车厢内的照明的灯具。顶灯灯光颜色一般为白色。（2）阅读灯一般安装于乘员前部或者顶部，照明范围较小，聚光时乘员看书不会影响到驾驶员，功率一般是5W。（3）行李厢灯一般安装于轿车或者客车的行李箱内，功率是5W左右，打开行李箱盖时，该灯自动亮起，用于行李箱的照明（4）门灯一般安装于轿车外张式车门内侧底部，用于夜间开门时警示行人、车辆避让，功率一般是5W，光线为红色。（5）踏步灯一般安装在汽车的上下车台阶的左右两侧。它的作用是用来照明车门的踏步处，方便乘客上下车。灯光为白色。（6）仪表照明灯顾名思义，仪表照明灯一般安装在仪表盘上，功率约为2W，有些仪表照明灯可以调节亮度。（7）仪表报警及指示灯这类照明灯又包含充电指示灯、转向指示灯、远光指示灯、机油压力过低报警灯，功率一般也是2W左右。北迈汽配网专家介绍说，一般而言，报警灯为红色或黄色，指示灯为蓝色或绿色。（8）工作灯是一种专门用于车辆维修时移动使用的低压照明工具，功率一般是21W，常有挂钩或夹钳，特征非常明显。8.1.2信号灯具汽车上的信号灯具按其所处位置不同，分为外部信号灯具和内部信号灯具两大类。1．外部信号灯具:（1）示宽灯。一般都安装在车前和车尾的两侧的边缘。某些大型汽车的中部、驾驶室外侧还增设了一对示宽灯，用来表示该车的存在和车体宽度。要求在距车100m处能确认灯光信号。前示宽灯也称为小灯、示位灯。灯光一般为白色或琥珀色，后示宽灯也称为尾灯、行车灯，灯光多为红色。侧位灯光多为琥珀色。（2）转向信号灯。转向信号灯装在汽车的前后左右四角，其用途是在车辆起步、靠边停车、变更车道、超车和转弯时，发出明暗交替的闪烁信号，使前后的车辆、行人、交警知道。前转向信号灯的灯色为橙色，后转向信号灯的灯光颜色为红色或橙色。有的汽车车侧中间装有侧转向灯。（3）制动灯。又称为刹车灯，安装在车尾两侧，用来表明该车正在进行制动的灯具。灯光一律为醒目的红色。要求白天距车尾100m处能确认灯光信号。现在有的轿车后窗内加装了高位制动灯。（4）危险报警灯。由于现代交通密度日益增高，除了给特制车辆使用外，还需为发生交通事故或道路堵塞被迫停在车道上的车辆采取安全措施，通过危险报警闪光器接通前后左右转向灯发出告警光信号。（5）驻车灯。装于车头或车尾两侧，要求从车前和车后150m远处能确认灯光信号。一般车前灯光为白色，车后灯光为红色。夜间驻车时，将驻车灯接通以标志车辆形位。此时仪表照明灯、牌照灯并不亮，电池耗电量比示宽灯小。2．内部信号灯具（1）报警及指示灯。指示灯一般装在仪表盘上，用以指示有关照明、灯光信号及某些装置的工作情况的灯具。灯光的颜色可根据需要为白色、红色、绿色或蓝色。（2）门灯。门灯装于车厢内，用以指示车门关闭状况的灯具。灯光颜色为白色。8.2汽车前照灯及其控制电路8.2.1前照灯的要求、分类与结构8.2.1.1前照灯的要求（1）前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明，使驾驶员能看清车前100m以内路面上的任何障碍物。随着高速公路的建成，汽车行驶速度的提高，要求汽车前照灯的照明距离也相应增长，现代有些汽车的前照灯照明距离已达到200～250m。（2）应具有防止眩目的装置，确保夜间两车迎面相遇时，不使对方驾驶员因产生眩目而造成事故。8.2.1.2前照灯的结构前照灯主要由光源（灯泡）、反射镜、配光镜三部分组成。前照灯反射镜配光镜灯泡1．灯泡目前，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。灯泡的种类：充气灯泡卤钨灯泡高压放电氙气大灯（20kV）汽车照明系统白炽灯泡灯丝用钨丝制成。钨具有熔点高、发光强的优点，但由于钨丝受热后会蒸发，将缩短灯泡的使用寿命。因此制造时要先从玻璃泡内抽出空气，然后充以由约86%的氩和约14%的氮形成的混合惰性气体。优点：由于惰性气体受热后膨胀会产生较大的压力，从而可减少钨的蒸发，从而延长灯泡的使用寿命。缺点：对流的气体会把更多的热量传递给玻壳，并通过玻壳散失到周围的空间，结果增加了热的损失，降低了发光效率。另外，灯丝的钨质点仍然要蒸发，使灯丝损耗；而且蒸发出来的钨沉积在灯泡上，使灯泡发黑。汽车照明系统白炽灯泡1—配光屏2—近光灯丝3—远光灯丝汽车照明系统卤钨灯泡在白炽灯泡内充入的惰性气体中加入微量卤素或卤化物而制成的灯泡。现在使用的卤族元素一般为碘或溴，则此类灯泡就称为碘钨灯炮或溴钨灯泡。卤钨再生循环的基本过程是：从灯丝上蒸发出来的气态钨与卤素反应生成了一种挥发性的卤化钨，它扩散到灯丝附近的高温区又受热分解，使钨重新回到灯丝上，而被释放出来的卤素继续扩散参与下一次循环反应。如此周而夏始地循环进行，从而防止了钨的沉积和灯泡的黑化现象。卤钨灯泡尺寸小，泡壳用耐高温、机械强度较高的石英玻璃或硬玻璃制成，所以充入惰性气体的压力较高。且因工作温度高，灯内的工作气压将比其他灯泡高很多，故钨的蒸发也受到更为有力的抑制。在相同功率下，卤钨灯的亮度为白炽灯的1.5倍，寿命长2～3倍。5.1汽车照明系统卤钨灯泡优点：结构简单、光色好、发光柔和稳定、成本低，使用方便。缺点：光效低、耗电大、寿命短，逐步为节能电光源取代。卤素灯实物汽车照明系统高压放电氙气大灯是依据电弧放电原理，燃烧灯泡内的氙气来发光，取代传统的钨丝燃烧发光，它是以点燃两电极间的电弧发光。系统由弧光灯组件、电子控制器、增压器三部分组成。高压放电氙气大灯汽车照明系统高压放电氙气大灯内装有抗紫外线水晶石英玻璃管内的两个电极，管内充有氙气及微量金属元素（或金属卤化物）。通过增压器将车上12V的直流电压瞬间增压至23000V加在电极上，惰性气体开始电离而导电，气体原子即处于激发状态，使电子发生能级跃迁而开始发光，电极间蒸发少量水银蒸气，光源立即引起水银蒸气弧光放电，待温度上升后再转入卤化物弧光灯工作。优点：（1）高出传统卤素灯三倍的亮度效率；（2）使用寿命长（2500小时）；（3）电力消耗小（节约近1/2）；（4）色光好（跟太阳光相似），可以有效减少驾驶人的视觉疲劳。缺点：价格高。汽车照明系统没有氙气大灯，驾驶员看不清骑自行车的人；装有氙气大灯，驾驶员能够看清骑自行车的人，并有足够时间减速。氙气大灯实物卤素灯与氙气灯的照射效果比较汽车照明系统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、转向指示灯等。发光二极管（LED）车灯汽车照明系统2反射镜：反射镜的作用是将灯泡的光线聚合并导向前方，使前照灯照亮距离可达150m甚至更远。反射镜一般用厚度为0.6～0.8mm的薄钢板冲压而成，近年来已有用热固性塑料制成的反射镜。反射镜的表面形状呈旋转抛物面，如图5-3所示。其内表面镀银、铝或铬，然后抛光。汽车照明系统3配光镜：配光镜又称散光玻璃，它是用透光玻璃压制而成，是很多块特殊的棱镜和透镜的组合。其几何形状比较复杂，外形一般为圆形和方形。配光镜的作用是将反射镜反射出的平行光束进行折射，使车前路面和路线都有良好而均匀的照明。8.2.1.3前照灯的防眩目措施1、采用远、近光束变换为了防眩目，前照灯的灯泡一般采用双灯丝结构，一根为远光灯丝，另一根为近光灯丝。远光灯丝功率较大，位于反射镜焦点；近光灯丝功率较小，位于焦点上方或前方。采用装有遮光罩的双丝灯泡和偏转配光镜实现非对称性配光2．近光灯丝加装配光屏非对称式配光的配光屏安装时偏转一定角度，与新型配光镜配合使用。光形中有条明显的明暗截止线，我国及欧洲国家采用该种配光方式。3．非对称式配光8.2.1.4前照灯的类型前照灯的分类方法较多，通常按前照灯光学组件的结构不同，可分为可拆式前照灯、半封闭式前照灯、封闭式前照灯、投射式前照灯和高亮度弧光灯五类。1．可拆式前照灯气密性差，反射镜易受湿气和尘埃污染而降低反射能力，严重降低照明效果，目前已很少采用。2．半封闭式前照灯由于这种灯具减少了对光学组件的影响因素，维修方便，因此得到广泛使用。3．封闭式前照灯因此其反射效率高，照