第章照明和信號PPT課件

1、第五章：照明與信號系統(tǒng)1.1汽車照明燈和信號燈的種類及用途 一、前照燈的照明要求 世界各國交通管理部門一般都以法律形式規(guī)定了汽車前照燈的照明標(biāo)準(zhǔn)，以確保夜間行車的安全，基本要求如下：1.前照燈應(yīng)保證車前有明亮而均勻的照明，使駕駛員能看清車前100m以內(nèi)路面上的任何障礙物。隨著高速公路的建成，汽車行駛速度的提高，要求汽車前照燈的照明距離也相應(yīng)的增長，現(xiàn)代有些汽車的前照燈照明距離已達(dá)到200250m。 2.應(yīng)具有防止眩目的裝置，確保夜間兩車迎面相遇時(shí)，不使對方駕駛員因產(chǎn)生眩目而造成事故。為了滿足第一個(gè)要求，根據(jù)光路的可逆性原理，在前照燈的設(shè)計(jì)和制造上，裝置了反射鏡、配光鏡和燈泡組成的光學(xué)系統(tǒng)。 為

2、了滿足第二個(gè)要求，對前照燈的使用作了必要的規(guī)章制約，同時(shí)還對燈泡結(jié)構(gòu)作了合理的設(shè)計(jì)。 二、前照燈的結(jié)構(gòu) 前照燈由光源(燈泡)、反光鏡、配光鏡三部分。 1.燈泡 汽車前照燈燈泡的結(jié)構(gòu)如圖52所示。目前，汽車前照燈用燈泡的額定電壓有6V、12V和24V三種。燈泡的燈絲由功率大的遠(yuǎn)光燈絲和功率較小的近光燈絲組成，由鎢絲制作成螺旋狀，以縮小燈絲的尺寸，有利于光束的聚合。 為了保證安裝時(shí)使遠(yuǎn)光燈絲位于反射鏡的焦點(diǎn)上，使近光燈絲位于焦點(diǎn)的上方，故將燈泡的插頭制成插片式（圖52所示）。插頭的凸緣上有半圓形開口，與燈頭上的半圓形凸起配合定位。三個(gè)插片插入燈頭距離不等的三個(gè)插孔中，保證其可靠連接這種插片式燈泡的

3、優(yōu)點(diǎn)具有結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便 接觸性能可靠，并能與全封閉式前照燈通用，因此，國內(nèi)生產(chǎn)的前照燈燈泡多采用這種結(jié)構(gòu)。 前照燈的燈泡是充氣燈泡，是把玻璃泡內(nèi)的空氣抽出后，再充滿情性混合氣體。一般充人的惰性氣體為96的氬氣和4的氮?dú)狻３淙霟襞莸亩栊詺怏w可以在燈絲受熱時(shí)膨脹，增大壓力，減少鎢的蒸發(fā)，提高燈絲的溫度和發(fā)光效率，節(jié)省電能，延長燈泡的使用壽命。 雖然充氣燈泡的周圍抽成真空并充滿了惰性氣體。但是燈絲的鎢質(zhì)點(diǎn)仍然要蒸發(fā)，使燈絲損耗。而蒸發(fā)出來的鎢沉積在燈泡上，使燈泡發(fā)黑。 近年來，國內(nèi)外已使用了一種新型的鹵鎢燈泡（即在燈泡內(nèi)充以情性氣體中滲入某種鹵族元素).鹵族元素是指碘、溴、氯、氟等元素?，F(xiàn)在燈泡

4、使用的鹵族元素一般為碘或溴，叫做碘鎢燈泡或溴鎢燈泡。我國目前生產(chǎn)的是溴鎢燈泡。 鹵鎢燈泡是利用鹵鎢再生循環(huán)反應(yīng)的原理制成的。鹵鎢再生循環(huán)的基本作用過程是：從燈絲蒸發(fā)出來的氣態(tài)鎢與鹵族反應(yīng)生成了一種揮發(fā)性的鹵化鎢，它擴(kuò)散到燈絲附近的高溫區(qū)又受熱分解，使鎢重新回到燈絲上，被釋放出來的鹵素繼續(xù)擴(kuò)散參與下一次循環(huán)反應(yīng)，如此周而復(fù)始地循環(huán)下去，從而 防止了鎢的蒸發(fā)和燈泡的發(fā)黑現(xiàn)象。鹵鎢燈泡尺寸小，泡殼用耐高溫，機(jī)械強(qiáng)度較高的石英玻璃制成，所以充入情性氣體的壓力較高。因工作溫度高，燈內(nèi)的工作氣壓將比其它燈泡高得多，故鎢的蒸發(fā)也受到更為有力的抑制。 2.反射鏡 反射鏡一般用0.60.8mm的薄鋼板沖壓而成，

5、反射鏡的表面形狀呈旋轉(zhuǎn)拋物面，如圖53所示。其內(nèi)表面鍍銀、鋁或鍍鋁，然后拋光。由于鍍鋁的反射系數(shù)可以達(dá)到94以上，機(jī)械強(qiáng)度也較好，所以現(xiàn)在一般采用真空鍍鋁。 由于前照燈燈泡燈絲發(fā)出的光度有限，功率僅4560W。如無反射鏡，那只能照清汽車燈前6m左右的路面。而有了反射鏡之后，使前照燈照距可達(dá)到150m或更遠(yuǎn)。因此，反射鏡的作用就是將燈泡的光線聚合并導(dǎo)向前方。如圖54所示，燈絲位于焦點(diǎn)F上，燈絲的絕大部分光線向后射在立體角范圍內(nèi)，經(jīng)反射鏡反射后將平行于主光軸的光束射向遠(yuǎn)方，使光度增強(qiáng)幾百倍，甚至上千倍，從而使車前150m，甚至400m內(nèi)的路面照得足夠清楚。 3.配光鏡 配光鏡又稱散光玻璃，它是用透

6、光玻璃壓制而成，是很多塊特殊的棱鏡和透鏡的組合。其幾何形狀比較復(fù)雜，外形一般為圓形和短形，如圖55a所示。配光鏡的作用是將反射鏡反射出的平行光束進(jìn)行折射，使車前路面和路線都有良好而均勻的照明。(1)水平方向散射 (2)鉛直方向下折射 為了彌補(bǔ)具有反射鏡的前照燈因?yàn)楣馐?、照明不大的缺點(diǎn)，采用了配光鏡。采用了配光鏡后，前照燈的光束的分布如圖55b,c所示。 凹透鏡.swf分光鏡.swf三、前照燈避免眩目的措施 1.采用雙絲燈泡.2.采用帶遮光罩的雙絲燈泡，如圖57所示； 3.采用非對稱光形，如圖58所示； 4.Z型光形.四、前照燈的類型 通常按前照燈光學(xué)組件的結(jié)構(gòu)不同，可將其分為可拆式、半封閉

7、式和封閉式前照燈三種 1.可拆式前照燈可拆式前照燈由于反射鏡和配光鏡分別安裝而構(gòu)成組件，因此氣密性差，反射鏡易受濕氣和塵埃污染而降低反射能力，嚴(yán)重降低照明效果，目前已很少采用。 2.半封閉式前照燈 半封閉式前照燈的結(jié)構(gòu)如圖59所示，其配光鏡靠卷曲反射鏡邊緣上的牙齒而緊固在反射鏡上，二者之間墊有橡皮密封圈，燈泡只能從反射鏡后端裝入。當(dāng)需要更換損壞的配光鏡時(shí)，應(yīng)撬開反射鏡外緣的牙齒，安上新的配光鏡后，再將牙齒復(fù)原。 由于這種燈具減少了對光學(xué)組件的影響因素，維修方便，因此得到廣泛使用。 3.封閉式前照燈 封閉式前照燈（又叫真空燈），其反射鏡和配光鏡用玻璃制成一體，形成燈泡，里面充以惰性氣體。燈絲焊在

8、反射鏡底座上，反射鏡的反射面經(jīng)真空鍍鋁，其結(jié)構(gòu)如圖510所示。 由于封閉式前照燈完全避免反射鏡被污染以及遭受大氣的影響，因此其反射效率高，照明效果好，使用壽命長，得到了很快的普及。 但當(dāng)燈絲燒斷后，需要更換整個(gè)總成，成本高，因此限制了它的使用范圍。 4.投射式前照燈 如圖511所示，投射式前照燈的反射鏡近似于橢圓形狀，它具有兩個(gè)焦點(diǎn)。第一焦點(diǎn)處放置燈泡，第二焦點(diǎn)是由光線形成的，凸形配光鏡聚成第二焦點(diǎn)，再通過配光鏡將聚集的光投射到前方，投射式前照燈所采用的燈泡為鹵鎢燈泡。第二焦點(diǎn)附近設(shè)有折光板，可遮擋上半部分光，形成明暗分明的配光。由于它的這種配光特性，因此也可用于霧燈。5.高亮度弧光燈 高亮度

9、弧光燈的的燈泡里沒有燈絲，取而代之的是裝在石英管內(nèi)的兩個(gè)電極，管內(nèi)充有氙及微量金屬（或金屬鹵化物）。在電極上加上500012000V電壓后，氣體開始電離而導(dǎo)電。由氣體原子激發(fā)到電極間少量水銀蒸汽弧光放電，最后轉(zhuǎn)入鹵化物弧光燈工作，采用多種氣體是為了加快起動(dòng)。 弧光式前照燈由弧光燈組件、電子控制器和升壓器三大部分組成。其燈泡的光色和日光燈相似，亮度是目前鹵鎢燈泡的2.5倍，壽命是鹵鎢燈泡的5倍，燈泡的功率為35W，可節(jié)能40%。 五、前照燈的燈光調(diào)整 1.屏幕調(diào)整法：汽車空載，氣壓合乎標(biāo)準(zhǔn)； 將汽車置于平整的地面上； 在屏幕上畫出車燈的中心線； 遮住一側(cè)前照燈光，進(jìn)行調(diào)整。2.儀器調(diào)整法： 六、

10、未來的汽車大燈 轎車大燈（前照燈）有兩種功能，一種是照明，一種是裝飾。過去和現(xiàn)在，大燈的主要功能是照明。在將來，相信它的主要功能仍將是照明。但是在近十幾年中，大燈的外形不斷得到改造，與車身嵌裝組合為一個(gè)整體，越來越顯露出它的裝飾作用。在今后幾年內(nèi)，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，大燈的內(nèi)在結(jié)構(gòu)也將發(fā)生一次重大的技術(shù)革命，燈具將會(huì)裝上“腦袋”變成“聰明”的燈。 傳統(tǒng)的大燈有兩組燈絲，分別射出遠(yuǎn)和近的光束。遠(yuǎn)光束亮些，照得遠(yuǎn)些，主要用于高速行駛；近光束暗些，照得近些，主要用于會(huì)車。何時(shí)用遠(yuǎn)燈或近燈皆由駕車者操縱，而且前大燈的每組光束強(qiáng)弱是不可調(diào)的，角度也是在安裝的過 程中就調(diào)整好了。隨著轎車的行駛速度的不斷提升，傳

11、統(tǒng)大燈的照明已經(jīng)日益顯示出它的弊端，在轉(zhuǎn)彎、會(huì)車、雨霧天及在高速公路上行駛，兩光束的大燈會(huì)使駕車者不易看清路面，視野狹窄，也容易造成對方駕車者眩目。 智能化燈光系統(tǒng)能使汽車大燈隨行駛狀況的變化而實(shí)時(shí)變化，將會(huì)出現(xiàn)具有1015種不同光束的大燈，相對行駛速度和路面而“隨機(jī)應(yīng)變”。例如在高速公路上，汽車大燈會(huì)照亮前方不寬的區(qū)域，要遠(yuǎn)一點(diǎn)。當(dāng)汽車行駛在彎道上，在車輛的轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)要亮度大些，使司機(jī)看清楚彎道情況，而內(nèi)側(cè)要暗些,為的是不要使對面會(huì)車的司機(jī)眩目。 目前有一款法國人搞出來的樣品，大燈組件內(nèi)裝置了3組燈泡，其中1組是活動(dòng)的，其它2組是固定的?；顒?dòng)的部分由電腦操縱隨行車狀態(tài)靈活變化。例如當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)

12、向時(shí)，會(huì)有傳感器立即探明車輛要轉(zhuǎn)彎，電腦接到信息后立即發(fā)指令指揮大燈內(nèi)的活動(dòng)組燈，隨方向盤的角度變化來更改燈光的投射角度。 一、燈光繼電器 作用：當(dāng)前照燈、前小燈、尾燈線路有故障時(shí)，作為輔助照明電路為汽車的行駛提供應(yīng)急措施。如圖513所示。繼電器有鐵心、線圈、外殼等組成。 正常情況下，燈光繼電器上A點(diǎn)和B點(diǎn)電壓相等，線圈無電流通過，繼電器觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，側(cè)燈不亮。 當(dāng)燈光開關(guān)在1、2擋中任一檔時(shí)，如果燈光線路搭鐵，則按鈕斷路器將因通過大電流而使自身觸點(diǎn)斷開，燈光熄滅。此時(shí)燈光繼電器A點(diǎn)電位高，B點(diǎn)電位低，電流通過線圈，其電路是： 燈光繼電器和閃光器的種類及電路 蓄電池（+）按鈕斷路器E點(diǎn)繼電

13、器A點(diǎn)線圈繼電器B點(diǎn)按鈕斷路器F點(diǎn)燈光開關(guān)接柱搭鐵燈線路接柱，由搭鐵點(diǎn)構(gòu)成通路。 線圈因通過電流而產(chǎn)生磁力將觸點(diǎn)吸閉，與此同時(shí)電流由燈光繼電器A點(diǎn)支梁觸點(diǎn)輔助前照燈絲接鐵發(fā)亮，這時(shí)保證了駕駛?cè)藛T的安全操作。 二、閃光器的種類及電路 在轉(zhuǎn)向或危急報(bào)警信號系統(tǒng)中，用于控制信號燈閃光的裝置稱為閃光器，汽車用閃光器有電熱式、電容式、電子式等型式。如圖5-14所示 電熱式閃光器 1.熱絲式閃光器及轉(zhuǎn)向燈電路，如圖5-14所示。 (1)組成 主要由電磁鐵1、觸點(diǎn)2、觸點(diǎn)臂3、電熱絲4及附加電阻5組成。 (2)工作原理 觸點(diǎn)臂的一端用彈片鉚在支架上；另一端用和支架絕緣的電熱絲拉緊。平時(shí)由于電熱絲的拉力大于彈

14、片的彈力，觸點(diǎn)保持在張開的狀態(tài)。在轉(zhuǎn)向時(shí)，當(dāng)把開關(guān)撥至所要轉(zhuǎn)向的一方，電流經(jīng)過附加電阻、電熱絲和轉(zhuǎn)向燈泡構(gòu)成回路。 2.翼片式閃光器及轉(zhuǎn)向等電路注意：電熱式閃光器的閃光頻率隨轉(zhuǎn)向燈的功率大小而變化1.組成：(電壓型）電容式閃光器轉(zhuǎn)向燈故障監(jiān)視信號類型1、指示燈不亮2、指示燈一直亮3、指示燈閃爍頻率明顯加快（150次/分以上）4、指示燈閃爍頻率明顯減慢（50次/分以下）電子閃工期工作可靠，使用壽命長，目前廣泛使用。電子閃光器分為有觸點(diǎn)和無觸點(diǎn)、集成電路和晶體管等多種形式。 電子閃光器 1、有觸點(diǎn)電子閃光器1、有觸點(diǎn)電子閃光器控制觸點(diǎn)的開閉是電容和三極管，所以閃爍頻率和燈泡功率無關(guān)。 法國KUCE

15、LLIER晶體管閃光電路 2、無觸點(diǎn)電子閃光器集成電路閃光器夏利集成電路電子閃光器信號燈監(jiān)控電路一、制動(dòng)信號燈監(jiān)視電路二、倒車燈和中性安全開關(guān)三、報(bào)警燈電路四、順序式轉(zhuǎn)向信號系統(tǒng)第五節(jié) 音響信號汽車上采用的喇叭和氣喇叭之分，電喇叭的形式有以下幾種：筒形、螺旋形（蝸牛形）和盆形。結(jié)構(gòu)1、振動(dòng)機(jī)構(gòu)2、電路斷續(xù)機(jī)構(gòu)一、筒型、螺旋形電喇叭 二、盆型喇叭三、喇叭繼電器在裝有兩只喇叭（高低、音）的汽車上，為使喇叭正常工作，在電路中設(shè)了繼電器。當(dāng)按下喇叭按鈕后，電流從蓄電池“+”極熔斷絲“電池”接柱線圈2按鈕3搭鐵，由于線圈2通過了電流，鐵心被磁化而吸閉觸點(diǎn)，接通喇叭電路，電流從蓄電池“+”極開始經(jīng)“電池”

16、接柱觸點(diǎn)臂1觸點(diǎn)5“喇叭”接柱喇叭6回到蓄電池“-”極。此時(shí)因電流通過了喇叭線圈，便發(fā)出響聲。放開喇叭按鈕后，繼電器線圈的電流切斷，電磁鐵的磁性消失，觸點(diǎn)臂便在彈簧張力的作用下，使觸點(diǎn)分開，切斷喇叭電流，喇叭工作停止四、無觸點(diǎn)電喇叭汽車音響報(bào)警器汽車報(bào)警信號裝置的結(jié)構(gòu)及電路 學(xué)習(xí)內(nèi)容 汽車報(bào)警裝置分為對內(nèi)報(bào)警和對外報(bào)警,對外報(bào)警已在前面敘述過這里介紹對內(nèi)報(bào)警裝置。 對內(nèi)報(bào)警通常由報(bào)警燈和報(bào)警自動(dòng)開關(guān)組成，當(dāng)被監(jiān)測的系統(tǒng)不正常時(shí)，開關(guān)自動(dòng)接通，而指示燈自動(dòng)發(fā)亮，提醒駕駛員注意，如機(jī)油壓力過高或過低報(bào)警、制動(dòng)液壓力不足報(bào)警、真空度過低報(bào)警、水溫過高報(bào)警、燃油不足報(bào)警等等。一、報(bào)警燈及報(bào)警開關(guān) 1.

17、報(bào)警燈 一般安裝在駕駛室內(nèi)儀表盤上，在燈泡前有濾光片，以使燈泡發(fā)出黃光或紅光，濾光片上一般標(biāo)有符號，以示出報(bào)警項(xiàng)目。報(bào)警燈一般與報(bào)警開關(guān)串聯(lián)后接在電路中。2.報(bào)警開關(guān) 為滿足不同的功能要求，報(bào)警開關(guān)有很多種，其共同特點(diǎn)是一對受工作物質(zhì)操縱的觸點(diǎn)。 二、蜂鳴器 1.倒車蜂鳴器 當(dāng)汽車倒車時(shí)，為了警告車后的行人和車輛駕駛員而設(shè)置的報(bào)警裝置即倒車報(bào)警裝器；報(bào)警器和倒車燈都由倒車燈開關(guān)控制，報(bào)警器設(shè)置了蜂鳴器，實(shí)物如圖所示。倒車報(bào)警器的電路圖如圖523所示，倒車燈開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖524所示。當(dāng)變速器處于倒檔位置時(shí)，由于倒車燈開關(guān)閉合，使得倒車燈點(diǎn)亮，同時(shí)接通報(bào)警器電路，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。此時(shí)，蓄電池通過線圈

18、W2對電容6進(jìn)行充電；由于此時(shí)流入線圈W1和W2的電流大小相等、所產(chǎn)生的磁場方向相反，從而使線圈吸引力減弱，因此繼電器觸點(diǎn)4繼續(xù)閉合。隨著電容器6的充電，其兩端電壓逐漸升高，使得W2中的電流減小，這時(shí)線圈W1產(chǎn)生的磁通大于線圈W2的磁通，于是，觸點(diǎn)4打開，報(bào)警器電路切斷，蜂鳴器停止警報(bào)。 在繼電器觸點(diǎn)4打開時(shí)，電容器又通過線圈W2和W1放電，使得線圈產(chǎn)生電磁力，觸點(diǎn)4持續(xù)打開。當(dāng)電容器兩端電壓為“0”時(shí)，線圈磁力消失，繼電器觸點(diǎn)4又重新閉合，報(bào)警器再次報(bào)警，電容器又開始充電。如此反復(fù)，繼電器觸點(diǎn)不斷地開、閉，倒車警報(bào)器就發(fā)出斷續(xù)的警報(bào)，以示倒車。倒車燈并不受繼電器的控制，只要變速器處于倒檔位置，倒車燈即點(diǎn)亮。 2.北京吉普蜂鳴器 在北京切諾基