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老司机也未必知道 汽车大灯的发展历史

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zhuo

从事整车设计7年

汽车前照灯也简称为汽车大灯,是汽车在夜间或大雾、雨雪天气中行驶时,为照明道路、辨认前方障碍物的照明灯具。

老司机也未必知道 汽车大灯的发展历史

一、前照灯的功能:

(1)它能够照亮前方道路,使驾驶者更易识别路障、行人、交通标志,在夜间出行时更加安全、方便;

(2)它有信息传递作用,能够通过灯光的变换,传达车辆自身行驶状态,有效避免与其他车辆的冲突,起到警示、提醒的作用,甚至能够在紧急情况下通过异常灯光变换向其他驾驶员求助。


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二、前照灯的发展历程:

1885年10月,德国人卡尔本茨(Karl.Benz)研制出世界上第一辆真正意义上的汽车,尽管车辆的主要部件配备齐全,但却没有安装前照灯。

老司机也未必知道 汽车大灯的发展历史

1887年,一名驾驶员驾驶汽车在黑暗中迷失,幸好偶遇一位带着手提灯的农民,才得以安全回家,于是家用手提灯便成为了首个汽车前照灯。

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第一代,乙炔前照灯

从最早的乙炔前照灯发展到今天的带透镜反射式前照灯,跨越了约120年的发展历程,这期间,汽车前照灯大致经过了五代的发展。

1909年,乙炔气首次被用作汽车前照灯光源,并一直延续到1925年。乙炔是一种可燃性气体,由车灯内的碳化钙同水发生化学反应而生成,乙炔燃烧时的火焰比较明亮,在当时被广泛采用,作为前照灯照明灯具。

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第二代,白炽前照灯

1913年,螺旋钨丝被用作白炽灯泡灯丝,美国凯迪拉克汽车使用此种灯泡制作前照灯,开启了汽车电器照明时代,但直到1925年,所有出厂汽车才均采用电器照明。白炽灯是第一款真正意义上用于汽车照明的“电灯”,它通过电来加热灯丝至白炽状态而发光,它的诞生拉开了汽车车灯电气照明的时代序幕。但是电于当时车载电气设备还十分落后,白炽前照灯的普及应用十分缓慢。

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第三代,卤素前照灯

1964年法国“斯贝”公司生产了首批卤钨灯泡前照灯,比传统车灯寿命长、亮度高,成功替代了普通白炽灯。

卤素灯是在普通白炽灯基础上发展而来的一种高级版本,它的出现大大延长了钨丝车灯的寿命。

卤素灯是在灯泡内注入卤素气体,钨丝通电后,蒸发的钨丝与卤素气体发生化学反应生成卤化钨,使得蒸发的钨能够重新凝结在钨丝上,这样就避免了钨丝过早的断裂,从而延长灯泡寿命。早期的卤素灯,还存在稳定性不足等各种问题,此后,随着卤素灯的不断技术改进,其一直被沿用至今。目前,绝大多数中低端汽车上的前照灯仍基本采用卤素灯作为前照灯。

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第四代,HID氙气灯

HID(High Intensity Discharge Lamp)即高压气体放电灯。氙气灯能够代替卤素前照灯主要有以下方面:

1)光色纯净、色系广、色温高,其光色接近于正午的日光的颜色,更适合人眼的视觉感受,这样的灯光用在车辆的夜间照明上,有助于缓解驾驶员驾驶时的紧张和疲劳。

(2)正常工作的功率较小,仅35w左右,但光通量大,使用寿命长达普通卤素灯的10倍;

(3)氙气灯不会突然熄灭,所以一旦发生设备故障,氙气灯仍可提供照明至逐渐变暗,能够给予驾驶员相应的反应时间紧急处理,增加了行车安全性;

相比卤素前照灯,氙气前照灯在技术上的进步是压倒性的。但是氙气灯唯一"麻烦"的地方,就是需要专门的设备来将车载电源电压转为稳定的高电压,这个设备叫电子镇流器,也称安定器。

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氙气灯相比卤素灯具有的种种性能优势,使其在汽车前照灯上使用越来越广,但安定器的高技术要求推高了产品成本,因此目前通常也只有中高档汽车才会配备氙气灯。

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第五代,LED前照灯

LED即发光二极管(Light Emitting Diode,LED),是目前最具发展前途的新式固体光源。LED作为汽车前照灯光源,使得汽车前照灯具有体积小、响应快、耗能少、设计灵活、可靠耐用等诸多优点。

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LED光源是一种创新性的照明光源,其独特之处在于LED前照灯没有灯丝,而是采用通过半导体发光照明。相比目前广泛使用的卤素灯和氙气灯,LED前照灯在能耗、寿命、效率、结构等方面占据极为明显的优势,LED光源的发光效率能够达到白炽灯的20倍,将它用于汽车照明还具有以下特点:

(1)安全:LED光源为低压供电,汽车供电系统电压典型值为12v或24v,适含LED光源。且响应时间极短,纳秒级的响应时问不仅适合高频操作,而且为驾驶员提供了更多反应时间。

(2)稳定:LED为固态光源,兼具避震性、抗撞击性、稳固性等物理持征,完全适应汽车照明的工作环境。

(3)寿命长:理论上寿命能够达到10万小时,降低了汽车车灯维修次数。

(4)设计方便:体积小,质里轻,单颗芯片面积仅3~5mmm2,能够根据车身结构更灵活的布置芯片,组装成各种造型。便于控制管理的特点能够更好的满足自适应前照系统设计的需求。

(5)色彩丰富:不同波长的LED光源能够通过改变半导体材料制成,车内外均可使用,并且能够根据车主需求进行个性改装定制。

(6)节能环保:LED制作材料不含汞等重金属,废料可回收利用,并且发光效率高,耗能低,能够有效减少环墳污染,有利于改善温室效应,在节能环保、低碳经济的大背景下,LED作为第四代照明光源应用到汽车前照灯上,有效提高了前照灯寿命、效率。

LED(Light Emitting Diode)光源作为应用前景最广泛的新型固体光源,具有寿命长、体积小、能耗低、抗震动和撞击、亮灯速度快、设计灵活、控制灵活等优点。LED光源已广泛应用于车内照明装置及车外信号装置。随着LED光源技术的发展,其高度和稳定性能都得到大幅度提升,取代传统灯泡光源应用于汽车前照灯已成为一种必然趋势。

目前LED汽车前照灯的研发技术几乎被法雷奥、海拉等几个主要的国外车灯厂商所垄断,而在LED汽车前照灯的核心部件——大功率LED光源芯片的研发上,国内芯片厂家同飞利浦、爱迪生等国外厂家也存在较大技术差距。因此,大力研发我国自己的大功率LED芯片,开发LED汽车前照灯产品,显得尤为迫切。

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第五代,激光大灯

除此之外,汽车前照灯的发展并未止步,各厂家仍不断尝试新的技术和开发新的产品。在2015年举行的CES展上,宝马公司推出了创新性的激光大灯产品,可实现最大600米的照明范围,该款车灯配备在概念版混合动力跑车上。

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●  编后语

不管是已经退出历史舞台的乙炔灯、白炽灯,还是目前逐步要被替代的卤素灯、氙气灯,还是说大有发展前景的LED灯、激光灯。它们都见证了汽车大灯的技术发展。在未来,也许还有更为先进的车灯技术问世,让我们拭目以待。(文/卡家号:zhuo)

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