第6章-汽車照明信號系統(tǒng)第二講

6.2前照燈及其控制電路6.2.1對前照燈的基本要求（1）前照燈的上緣距地面高度不大于1.2m，外緣距車外側(cè)不大于0.4m。（2）汽車的前照燈應(yīng)有遠(yuǎn)、近光變換裝置，并且當(dāng)遠(yuǎn)光變?yōu)榻鈺r，所有遠(yuǎn)光應(yīng)能同時熄滅。（3〕四燈制前照燈并排安裝時，裝于外側(cè)的一對應(yīng)為遠(yuǎn)、近光雙光束燈；裝于內(nèi)側(cè)的一對應(yīng)為遠(yuǎn)光單光束燈。（4）夜間遠(yuǎn)光燈亮?xí)r，應(yīng)能至少照清前方100m遠(yuǎn)的道路；近光燈亮?xí)r，應(yīng)能照清前方40m遠(yuǎn)的道路并不得炫目。6.2.2前照燈的結(jié)構(gòu)前照燈的光學(xué)系統(tǒng)包括反射鏡、配光鏡和前照燈燈泡三部分。1.反射鏡反射鏡的作用是將燈泡的光線聚合并導(dǎo)向前方。反射鏡的表面形狀呈旋轉(zhuǎn)拋物面。由于前照燈燈泡燈絲發(fā)出的光亮有限，功率僅40～60W。如無反射鏡，只能照清車前6m左右的路面。有了反射鏡之后，前照燈照距可達(dá)150m或更遠(yuǎn)。圖6-7反射鏡圖6-8聚光作用2.配光鏡

配光鏡又稱散光玻璃，其作用是將反射鏡反射出來的平行光束進(jìn)行折射（圖6-9），使車前路面和路緣都有良好而均勻的照明（圖6-10）。

（a）圓形配光鏡（b）向左右折射（c）向下折射圖6-9配光鏡的結(jié)構(gòu)與作用圖6-10有無配光鏡（散光玻璃）的光形對比3.前照燈燈泡

目前，常用的汽車前照燈的燈泡有白熾燈泡、鹵素?zé)襞莺虷ID氣體放電燈燈泡（氙氣燈泡）等幾種。1）白熾燈泡

白熾燈泡（圖6-11）的燈絲用熔點(diǎn)高、發(fā)光強(qiáng)的鎢絲制成。由于鎢絲受熱后會蒸發(fā)，會縮短燈泡的使用壽命。圖6-11前照燈白熾燈泡2）鹵素?zé)襞?/p>

現(xiàn)在汽車上廣泛使用利用鹵鎢再生循環(huán)原理制造的鹵素?zé)襞荩▓D6-12）。圖6-12鹵素?zé)襞?.2.3前照燈的防炫目裝置1.采用遠(yuǎn)、近光束變換

為了防炫目，前照燈燈泡中裝有遠(yuǎn)光與近光兩根燈絲，由變光開關(guān)控制其電路。夜間公路行車且對面無來車時，使用遠(yuǎn)光燈，以增大照明距離，保證行車安全。（a）遠(yuǎn)光燈絲裝于反射鏡的焦點(diǎn)處（b）近光燈絲裝于反射鏡焦點(diǎn)的前上方圖6-13近、遠(yuǎn)光燈光束2.近光燈絲加裝配光屏

上述防炫目措施只能減輕炫目，還不能徹底避免炫目。因?yàn)榻鉄艚z射向反射鏡下部的光線經(jīng)反射后，將傾斜向上照射，仍會使對面交會汽車的駕駛員炫目。

為此，現(xiàn)代汽車前照燈的近光燈絲下方均裝設(shè)配光屏（又稱遮光罩、護(hù)罩或光束偏轉(zhuǎn)器），用以遮擋近光燈絲射向反射鏡下半部的光線，消除反射后向上照射的光束，提高防炫目效果。

有些進(jìn)口汽車的前照燈，還在近光燈絲的前方裝設(shè)一個遮光罩，遮擋近光燈絲的直射光線，防止炫目。3.采用不對稱光形（E形或Z形）

為了達(dá)到既能防止炫目，又能以較高車速會車的目的，我國汽車的前照燈近光采用E形不對稱光形（圖6-14），將近光燈右側(cè)亮區(qū)傾斜升高15°，即將本車行進(jìn)方向光束照射距離延長。不對稱光形是將遮光罩單邊傾斜15°形成的。圖6-14前照燈配光光形

有些汽車使用了Z形不對稱近光光形（圖6-14），該光形明暗截止線呈反Z形（圖6-15）,故稱Z形配光。圖6-14前照燈配光光形圖6-15Z形不對稱近光光形明暗截止線呈反Z形Z形近光光形更加優(yōu)越，不僅可以避免迎面來車駕駛員的炫目，還可以防止迎面而來的行人和非機(jī)動車使用者的炫目，進(jìn)一步提高了汽車夜間行駛的安全。6.2.4前照燈類型

按光學(xué)組件的結(jié)構(gòu)不同，可將前照燈分為半封閉式、封閉式兩種。1.半封閉式前照燈

半封閉式前照燈的結(jié)構(gòu)如圖6-16a、圖6-17和圖6-18所示，其配光鏡是靠卷曲反射鏡邊緣上的牙齒而緊固在反射鏡上的，兩者之間墊有橡膠密封圈，燈泡只能從反射鏡后端裝入。a）半可折式（白熾燈泡）b）封閉式燈泡c）封閉式鹵素?zé)襞輬D6-16單通前照燈類型圖6-17矩形半封閉式前照燈圖6-18圓形半封閉式前照燈2.封閉式前照燈

封閉式前照燈的反射鏡和配光鏡用玻璃制成一體，里面充以惰性氣體。燈絲焊在反射鏡底座的燈絲支架上，反射鏡的反射面經(jīng)真空鍍鋁。其結(jié)構(gòu)如圖6-16b、c所示。a）半可折式（白熾燈泡）b）封閉式燈泡c）封閉式鹵素?zé)襞輬D6-16單通前照燈類型

為實(shí)現(xiàn)前照燈更亮、更遠(yuǎn)、更美觀的要求，許多轎車上采用了投射式前照燈、HID氣體放電燈。（1）投射式前照燈。投射式前照燈外形特點(diǎn)是裝用很厚的無刻紋的凸型散光鏡，由于反射鏡是橢圓形的，所以外徑很小，結(jié)構(gòu)如圖6-19所示。反射鏡有兩個焦點(diǎn)。第一焦點(diǎn)處放置燈泡，第二焦點(diǎn)在燈光中形成。凸形散光鏡的焦點(diǎn)與第二焦點(diǎn)重合。來自燈泡的光利用反射鏡聚成第二焦點(diǎn)，再通過散光鏡將聚集的光投射到前方。投射式前照燈采用的光源為鹵素?zé)襞荨Ｔ诘诙裹c(diǎn)附近設(shè)有遮光板可遮擋上半部分光，形成明暗分明的配光。這種配光特性可適用于前照燈近、遠(yuǎn)光燈，也可用作霧燈。圖6-19投射式前照燈的構(gòu)造（2）HID氣體放電燈。HID是HighIntensityDischargeLamp（高亮度氣體放電燈）的簡稱。這種燈具放電的氣體是氙氣，故亦稱氙氣燈，簡稱氙燈。a）外形b）原理示意圖圖6-20氙氣燈的構(gòu)造HID氣體放電燈的燈泡里沒有傳統(tǒng)燈泡的燈絲，取而代之的是裝在石英管內(nèi)的兩個電極，管內(nèi)充有氙氣（Xenon）及微量金屬（或金屬鹵化物）。在電極上加上足夠高的觸發(fā)電壓后，氣體開始電離而導(dǎo)電發(fā)光。HID氣體放電燈燈泡（圖6-21）發(fā)出的光色成分和日光燈非常相似（圖6-22），亮度是鹵素?zé)襞莸?.5倍，壽命可達(dá)鹵素?zé)襞莸?倍。圖6-21HID氣體放電燈燈泡實(shí)物圖6-22HID氣體放電燈的燈光HID氣體放電燈以汽車12V蓄電池為電源，利用一個特制的鎮(zhèn)流器（圖6-23），在極短的時間內(nèi)產(chǎn)生約為23KV的觸發(fā)電壓（亦稱引弧電壓）點(diǎn)亮燈泡。圖6-23HID氣體放電燈鎮(zhèn)流器HID氣體放電燈通電0.8s其亮度可達(dá)額定亮度的20%（等同于同功率鹵素?zé)舻牧炼龋?，通?s以內(nèi)達(dá)到額定亮度的80%以上。在達(dá)到燈泡正常工作溫度后，鎮(zhèn)流器只需提供約80V供電電壓（功耗僅為35W）即可保持正常工作，可節(jié)約40％的電能。6.2.5前照燈的檢測與調(diào)整

為保證前照燈的性能，應(yīng)及時對前照燈進(jìn)行檢測和調(diào)整。前照燈的檢驗(yàn)可采用屏幕法檢驗(yàn)和前照燈檢查儀檢驗(yàn)兩種方法。

檢驗(yàn)調(diào)整前汽車應(yīng)空載停放在平整的場地上，前照燈總成應(yīng)清潔，屏幕與場地應(yīng)垂直，輪胎氣壓符合規(guī)定，并且駕駛室內(nèi)只允許乘坐一名駕駛員。

根據(jù)GB7258－2004《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》的規(guī)定，機(jī)動車在檢驗(yàn)前照燈的近光光束照射位置時，前照燈在距離屏幕10m處，光束明暗截止線轉(zhuǎn)角或中點(diǎn)高度應(yīng)為0.6～0.8H（H為前照燈基準(zhǔn)中心高度），其水平方向位置向左向右偏差均不得大于100mm。

四燈制前照燈其遠(yuǎn)光單光束燈的調(diào)整，要求在屏幕上光束中心離地高度為0.85～0.90H，水平位置要求左燈向左偏差不得大于100mm，左燈向右偏差和右燈向左向右偏差均不得大于170mm。

對于安裝兩只前照燈的機(jī)動車，每只燈的發(fā)光強(qiáng)度在用車應(yīng)為12000cd以上，新車應(yīng)為15000cd以上；對于安裝四只前照燈的機(jī)動車，每只燈的發(fā)光強(qiáng)度在用車應(yīng)為10000cd以上，新車應(yīng)為15000cd以上。1.用屏幕法檢驗(yàn)前照燈的配光性能圖6-24前照燈的屏幕法檢查2.用檢驗(yàn)儀檢驗(yàn)前照燈的發(fā)光強(qiáng)度和配光性能前照燈檢驗(yàn)儀大多采用光電池感光。把光電池與光度計（電流表）連接起來，在適當(dāng)?shù)木嚯x內(nèi)使前照燈照射光電池，光電池會產(chǎn)生相應(yīng)大小的電流，使光度計動作，便可測出前照燈的發(fā)光強(qiáng)度。把光電池分割成上下左右四塊，經(jīng)前照燈照射后，各塊光電池分別產(chǎn)生電動勢，其差值可以使上下偏斜指示計或左右偏斜指示計產(chǎn)生動作，從而判斷出光軸位置，如圖6-25所示。圖6-25前照燈檢測原理3.前照燈的調(diào)整與修理

前照燈光軸方向偏斜時，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整部位一般分外側(cè)調(diào)整式和內(nèi)側(cè)調(diào)整式兩種，如圖6-26所示。圖6-26前照燈調(diào)整部位6.2.6前照燈控制電路與智能化燈光系統(tǒng)1.前照燈的控制電路（a）控制火線式（b）控制搭鐵線式圖6-27前照燈的控制電路2.前照燈自動變光電路圖6-28前照燈自動變光電路原理圖3.燈光提示報警與自動關(guān)燈電路

汽車在白天行駛時，如果遇到陰沉沉的雨雪天氣，或通過黑暗的涵洞、隧道時，駕駛員為了行車安全而打開前照燈，可有時在光線轉(zhuǎn)亮之后一直到停車斷開點(diǎn)火開關(guān)，容易忘記關(guān)燈。燈光提示報警與自動關(guān)燈電路能夠自動發(fā)出報警，警告駕駛員關(guān)閉前照燈和尾燈，或者自動關(guān)閉燈光。

圖6-29提醒關(guān)燈電路

1-車燈開關(guān)；2-至前照燈；3-至停車燈；

4-接點(diǎn)火開關(guān)；5-閃光器；6-蜂鳴器4.前照燈自動延時關(guān)閉電路

前照燈自動關(guān)閉延時器是一種自動關(guān)閉前照燈的控制裝置。當(dāng)汽車停駛時，為駕駛員下車離去提供一段照明時間。圖6-30前照燈延時關(guān)閉控制電路1-延時按鈕開關(guān)；2-延時繼電器；

3-前照燈變光開關(guān)；4、5-接前照燈6-機(jī)油壓力開關(guān)5.前照燈昏暗自動發(fā)光控制電路

前照燈昏暗自動發(fā)光控制電路的作用是：在汽車行駛過程中（并非夜間行駛），汽車前方的自然光的強(qiáng)度降低到一定程度時，如汽車通過隧道、高架橋、林蔭路、樹林或天空突然烏云密布等，該電路便自動將前照燈電路按通，打開前照燈開以確保行車安全。6.智能化燈光系統(tǒng)

智能化燈光系統(tǒng)能使汽車前照燈隨行駛狀況的變化而實(shí)時變化，將會出現(xiàn)具有10～15種不同光束的前照燈燈光，相對行駛速度和路面“隨機(jī)應(yīng)變”。例如，在高速公路上，汽車前照燈會照亮前方不寬的區(qū)域，且更遠(yuǎn)一點(diǎn)。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時，外側(cè)亮度要亮些，能讓駕駛員看清楚彎道情況；而內(nèi)側(cè)要暗些，目的是不要使對面會車的駕駛員炫目。

智能化燈光系統(tǒng)的代表性產(chǎn)品是AFS隨動轉(zhuǎn)向燈光系統(tǒng)，其前照燈的燈光分布明顯優(yōu)越于普通燈光系統(tǒng)（圖6-31）。a）智能化AFS隨動轉(zhuǎn)向燈光系統(tǒng)b）普通前照燈燈光系統(tǒng)圖6-31智能化AFS隨動轉(zhuǎn)向燈光系統(tǒng)與普通前照燈燈光系統(tǒng)的比較

氙氣大燈的隨動轉(zhuǎn)向功能使大燈可以作上下左右四向運(yùn)動，光束隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。此外，光軸自動調(diào)整系統(tǒng)能根據(jù)車速以及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角度，自動調(diào)整近光燈的照射中心，自動指向入彎，確保彎道中的高能見度。

在后排載重較大導(dǎo)致