汽车车灯发展史(正式版)

汽车车灯相关资料

一、汽车车灯发展历史

据说第一个汽车前大灯是家用手提灯。

1887年，一个驾驶员在黑暗的旷野上迷路时，一位农民用手提灯把他引回家。

1898年，波士顿举办美国首届汽车展览会，美国哥伦比亚号汽车将电灯作为前灯和尾灯，车灯从此诞生。最初的前大灯不能调光，所以在会车时有些晃眼，为了克服这个缺点，后来采用了附加光度调节器。这种前大灯可以在垂直方向移动，但驾驶员必须下车搬动夹具装置。

1916年，美国一个名叫C·H·托马斯的人为了让对方驾驶员在晚上能看到他打的手势，把一个带电池的灯泡装在手套上，由此转向信号灯幽默登场。

1938年，别克汽车制造商提供了转向灯作为选用的附件，但当时只在汽车尾部安装，到1940年以后汽车前面也装有转向信号灯了，而且信号开关具有随时调节的功能。

1906年，世界上第一次用一个蓄电池供电的电灯照明。

1909年，首次把乙炔灯作为变光装置。

1916年，美国使用了行车灯。

1920年，当选用倒档装置时，使用了倒车灯。

1920年，美国通用汽车公司首次安装了内灯。

1926年，通用汽车公司把大灯变光开关从方向盘移到地板。

1938年，第一次采用封闭的内灯。

1898年，美国电气公司将电灯抛物面反射镜推广于大灯，侧灯和尾灯。

从早期乙炔气前照灯发展到当今的自由面反射镜气体放电前照灯，差不多经历了120年，其演变过程如下：

第一代--乙炔气前照灯

前照灯具有高的轮廓亮度，乙炔气火焰的亮度比当时的电光源所能达到的亮度高出一倍，因而，在1925年以前使用的汽车前照灯几乎全是乙炔前照灯。

第二代--电光源前照灯

1913年带螺旋灯丝的充气白炽灯泡问世，因其具有较高亮度，给电光源前照灯开辟了广阔的前景。然而由于当时汽车电气设备系统的制约，直到1925年，电气照明

才得到广泛的应用。

第三代--双光灯芯前照灯

具备有高轮廓亮度充气灯泡的电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炫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兼容的要求：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辆驾驶员不炫目。汽车会车时的这种炫目问题，仍是汽车照明技术中最难以解决的问题。为解决会车炫目的问题，1924年，欧洲发明了双光灯芯前照灯之后，美国也出现了带双丝灯泡的前照灯。然而，欧洲和美国具备不炫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，两大系统的协调问题是当今世界汽车灯光发展的重大课题之一。

第四代--不对称近光前照灯

双光灯芯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。但由于行车光(远光)变到会车光(近光)时，视见距离缩短，迫使车速降低。为解决在会车过程中，前照灯既不产生炫目，又能保证对道路具有良好的照明，1932年美国发明了不对称前照灯，它是以基准轴为中心，将光束一分为二，*近来车一侧的落地距离短(即光束压低，从而防炫)，而另一侧光束的落地距离长(即光束抬高，从而增加视见)。

第五代--H4卤钨前照灯

第一批装有卤钨灯泡的汽车前照灯是由法国“斯贝”公司在1964年生产的，其灯丝允许工作温度较普通白炽灯泡高，光效增加约50%，寿命也增加一倍。卤素灯，就是在灯泡内渗入少量的的惰性气碘，从灯丝蒸发出来的钨原子与碘原子相遇反应，生成碘化钨化合物，当碘化钨化合物一接触白热化的灯丝(温度超过1450℃)，又会分解还原为钨和碘，钨又重新归队回到灯丝中去，碘则重新进入气体中。如此循环不已，

灯丝几乎不会烧断，灯泡也不会发黑，所以它要比传统的白炽前照灯寿命更长，亮度更大。现在的汽车普遍采用的都是这种前照灯。

第六代--自由面反射镜前照灯及氙气灯

自由面反射镜，即使用凸透镜聚光技术的前照灯。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、结构形式以及制造材料等方面又发生了一系列的重大变化。氙气灯所发出的光照亮度是普通卤素灯的两倍，而能耗仅为其三分之二，使用寿命可达普通卤素灯的十倍。氙气灯极大地增加了驾驶的安全性与舒适性，还有助于缓解人们夜间行驶的紧张与疲劳。氙气灯逐步成为现代汽车车灯的主流趋势。

二、汽车前照灯照明原理

汽车前照灯主要由光源, 反射镜及配光镜三部分组成。

1. H4 灯的结构

图1 H4灯结构图图2 H4灯灯丝尺寸及遮光方法在我国使用的前照灯中用得最多的光源是H4 灯, 其结构及灯丝尺寸如图1、图2 所示。H4 灯是双灯丝的卤钨灯泡, 两根圆柱状灯丝沿轴向安放, 主灯丝位于抛物面反射镜焦点附近, 用于远光照明, 副灯丝位于抛物面反射镜焦点的前方, 这样副灯丝被反射镜上部所反射的光可以照明路面。在副灯丝的下方有一个钼制的遮光罩, 遮光罩一侧沿水平遮光, 另一侧向下倾斜15°遮光, 经反射镜反射后, 前者形成一条水平明暗截止线, 后者形成一条向上倾斜15°的明暗截止线。

主灯丝,副灯丝及安装基面之间的尺寸位置都有严格要求,车灯制造厂一般通过调整LCL 的大小来调整灯丝在反射镜中的位置,使远光、近光呈最佳配光状况,如图3 所示。当LCL 较小时,意味着整个H4 灯向前移动,使近光灯丝向前离焦点较远,因为光形

尺寸变大,中心暗区变大;当LCL较大时,意味着整个H4 灯向后移动,使近光灯丝向前离焦点较近,因此光形尺寸变小,中心暗区变小。远光灯丝(主灯丝) 中心在焦点上时,远光光形较小,中心偏离焦点时,远光光形增大。

图3 H4 灯与反射镜安装基准

2. 反射镜原理

图4 抛物面反射镜反射特性图5 灯丝移到焦点前方照明情况

汽车灯具中常用的反射镜是抛物面反射镜。抛物面是以抛物线为母线绕轴旋转180°而构成,它的剖面图如图4 所示。抛物面反射镜有一个焦点F,在其焦点F 上放置一个点光源,则点光源发出的光线经抛物面反射镜反射后,光线将平行ox 轴出射,光线的光路为FAB 光线非常集中,适宜于远距离照明,远光主灯丝一般都置于抛物面反射镜的焦点附近,由于灯丝有一定大小,虽然置于焦点上,经反射后仍有一个微小的发散角。如果将点光源从焦点F 向前移到S 时,由S 点发出的光线经反射镜反射后光线光路为FAC,考虑抛物面绕轴旋转对称性,反射镜上部的反射光照明下方,而反射镜下部的反射光照明上方,图5 表示一段圆柱灯丝移到焦点前方照明情况。前照灯的近光灯丝就是置于焦点前面,使上部的反射光照明下方路面,而下部的反射光照明上方, 这对迎面而来