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廣州汽車展專題--氣體在汽車照明中的應(yīng)用

2011-11-26 11:36:51

不同類型的車型配備不同類型的汽車照明，讓人從直觀上就能體會到照明的重要性，宏觀上來來講，它是汽車行駛過程中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，微觀上來說，它更是體現(xiàn)一輛車身份和地位的標志，這期我們就大家重點來說說氣體在汽車照明中的應(yīng)用。

　　汽車照明類型

　　汽車照明從設(shè)備商來看，主要分為駐車燈、示寬燈、近光燈、遠光燈、前霧燈、后霧燈、轉(zhuǎn)向燈、警示燈、制動燈、倒車燈、車牌燈等等。示寬燈是用來在夜間顯示車身寬度和長度的;駐車燈是停車關(guān)閉點火開關(guān)后打方向燈開關(guān)，顯示停車位置;轉(zhuǎn)向燈是在車輛轉(zhuǎn)向時開啟，斷續(xù)閃亮，以提示前后左右的車輛和行人注意;剎車燈則是用來告知后車，前車要減速或停車;霧燈則可以幫助駕駛員在霧天駕駛時提高能見度，并能保證使對面來車及時發(fā)現(xiàn)，以采取措施，安全會車;近光燈和遠光燈都是夜間照明系統(tǒng)，近光燈照射角度向下，避免直接照射對面司機和行人。

　　以上介紹的汽車照明都屬于汽車的外部燈具，外部燈具光色一般采用白色、橙黃色和紅色。

　　汽車照明同樣還包括內(nèi)部燈具，比較常見的有頂燈、閱讀燈、行李廂燈、門燈、踏步燈、儀表照明燈、工作燈、儀表板警指示燈等等。轎車及載貨車一般僅設(shè)一只頂燈，除用作車室內(nèi)照明外，還可兼起監(jiān)視車門是否可靠關(guān)閉的作用，在監(jiān)視車門狀態(tài)下，只要還有車門未可靠關(guān)緊，頂燈就發(fā)亮。功率一般為5-15 W，公共汽車頂燈有向熒光燈發(fā)展的趨勢;閱讀燈則裝于乘員席前部或頂部，聚光時乘員看書不會給駕駛員產(chǎn)生眩目現(xiàn)象，照明范圍較小，有的還有光軸方向調(diào)節(jié)機構(gòu)。發(fā)黃光的頂燈、閱讀燈、行李廂燈、門燈、踏步燈、剎車燈、警示燈、轉(zhuǎn)向燈基本是小功率的鹵素燈，填充有少量的氪氣鹵素混合氣；熒光燈主要填充的是氪氣和氬氣的混合氣體；行李廂燈是裝于轎車或客車行李廂內(nèi)，當開啟行李廂蓋時，燈自動發(fā)亮，照亮行李廂內(nèi)空間。門燈則是裝于轎車外張式車門內(nèi)側(cè)底部，開啟車門時，門燈發(fā)亮，以告示后來行人、車輛注意避讓;踏步燈是裝在大中型客車乘員門內(nèi)的臺階上，夜間開啟乘員門時，照亮踏板;儀表照明燈，裝在儀表板反面，用來照明儀表指針及刻度板，功率為2W。

　　儀表照明燈一般與示位燈、牌照燈并聯(lián)。有些汽車儀表照明燈發(fā)光強度可調(diào)節(jié);報警及指示燈，常見的有機油壓力報警燈、水溫過高報警燈、充電指示燈、轉(zhuǎn)向指示燈、遠光指示燈等，報警燈一般為紅色、黃色，指示燈一般為綠色或藍色;工作燈是車輛維修時可以移動使用的一種隨車低壓照明工具，電源來自汽車發(fā)電機或蓄電池。功率一般為21W，常帶有掛鉤或夾鉗，插頭有點煙器式和兩柱插頭式兩種。一般此類的儀表指示燈傳統(tǒng)都以填充有氖氣的氖燈為主，不過一些新的車型已經(jīng)被LED燈等所替代。

　　汽車照明更新?lián)Q代

　　鹵素大燈

　　鹵素前大燈燈泡內(nèi)的惰性氣體中摻有某種鹵族元素的混合氣體。鹵素燈泡尺寸較小，殼體用耐高溫、機械強度較高的石英玻璃和硬玻璃制成，充人鹵素氣體后，壓力較高，摻入的鹵素一般為碘或溴。因工作溫度高，燈內(nèi)工作氣壓比其他燈泡高得多。利用鹵鎢循環(huán)原理，因此鎢的蒸發(fā)受到了有效的限制。這些惰性稀有氣體通常是氪氣和氙氣，這些稀有氣體并不是用來發(fā)光，而是用來保護和抑制鎢絲的蒸發(fā)和幫助鎢絲的循環(huán)。

　　在相同功率情況下，鹵素燈的亮度是白熾燈的1.5倍，而壽命是白熾燈的2-3倍。鹵素燈泡從外形上分H1、H2、H3、H4四種，其中H4雙燈絲燈泡廣泛用于前照燈，H1、H2、H3燈泡為單燈絲燈泡常用作輔助前照燈(如霧燈和探照前燈)。

　 氙氣大燈

　　氙氣大燈的全稱是HID(High Intensity Discharge Lamp)氣體放電燈，它利用配套電子鎮(zhèn)流器，將汽車電池12V電壓瞬間提升到23KV以上的觸發(fā)電壓，將氙氣大燈中的氙氣電離形成電弧放電并使之穩(wěn)定發(fā)光，提供穩(wěn)定的汽車大燈照明系統(tǒng)。

　　氙氣燈是一種含有氙氣的新型大燈，又稱高強度放電式氣體燈，氙氣燈打破了愛迪生發(fā)明的鎢絲發(fā)光原理，在石英燈管內(nèi)填充高壓惰性氣體—Xenon氙氣，取代傳統(tǒng)的燈絲，在兩段電極上有水銀和碳素化合物，透過安定器以23000 伏高壓電流刺激氙氣發(fā)光，在兩極間形成完美的白色電弧，發(fā)出的光接近非常完美的太陽光與普通燈泡相比，氙氣燈泡有兩個顯著的優(yōu)點：一方面，氙氣燈泡擁有比普通鹵素燈泡高三倍的光照強度，耗能卻僅為其三分之二;另一方面，氙氣燈泡采用與日光近乎相同的光色，為駕駛者創(chuàng)造出更佳的視覺條件。氙氣燈具使光照范圍更廣，光照強度更大，大大地改善了駕駛的安全性和舒適性。

　　鹵素燈與普通燈泡一樣有燈絲，而氙燈則是沒有燈絲，這是氙燈與傳統(tǒng)燈具最重要的區(qū)別。氙燈是利用兩電極之間放電器產(chǎn)生的電弧來發(fā)光的，如同電焊中產(chǎn)生的電弧的亮光。高壓脈沖電加在完全密閉的微型石英燈泡(管)內(nèi)的金屬電極之間，激勵燈泡內(nèi)的物質(zhì)(氙氣、少量的水銀蒸氣、金屬鹵化物)在電弧中電離產(chǎn)生光亮。這種光亮的色溫與太陽光相似，但含較多的綠色與藍色成份，因此呈現(xiàn)藍白色光。這種藍白色光大幅提高了道路標志和指示牌的亮度。氙燈發(fā)射的光通量是鹵素燈的2倍以上，同時電能轉(zhuǎn)化為光能的效率也比鹵素燈提高70%以上，所以氙燈具有比較高的能量密度和光照強度，而運行電流僅為鹵素燈的一半。車燈亮度的提高也有效擴大了車前方的視覺范圍，從而營造出更為安全的駕駛條件。

　　汽車HID氙氣燈與傳統(tǒng)鹵素燈不同，這是一種高壓放電燈，它的發(fā)光原理是利用正負電刺激氙氣與稀有金屬化學反應(yīng)發(fā)光，因此燈管內(nèi)有一顆小小的玻璃球，這其中就是灌滿了氙氣及少許稀有金屬，只要用電流去刺激它們進行化學反應(yīng)，兩者就會發(fā)出高達4000K-12000K色溫度的光芒。它采用一個特制的鎮(zhèn)流器，利用汽車電池12V電壓產(chǎn)生23000V以上的觸發(fā)電壓使燈啟動。啟動時0.8秒的亮度是額定亮度的20%，達到鹵素燈的亮度，并使大燈4 秒以內(nèi)達到額定亮度的80%以上。在燈穩(wěn)定后鎮(zhèn)流器向燈提供約85V供電電壓保持燈以恒定功率運轉(zhuǎn)。

　　LED大燈

　　LED燈在汽車方面應(yīng)用已相當豐富，例如汽車車內(nèi)照明、系統(tǒng)狀態(tài)指示燈、日間行車燈、霧燈以及裝備LED的后組合燈的車型目前也越來越多，在這其中最常見的還屬剎車燈和轉(zhuǎn)向燈。目前，裝配LED照明燈具的汽車的價格也呈現(xiàn)出越來越低的趨勢，例如自主品牌車型比亞迪、奇瑞，合資品牌上汽通用凱悅等車型的后組合燈也越來越多地使用了LED光源，而且LED在汽車信號燈中已經(jīng)完全進入了市場中低端車型。

　　LED前照燈作為一種新生事物，市場上反應(yīng)一直是褒貶不一，但是LED應(yīng)用于汽車前照燈已被越來越多的汽車生產(chǎn)商和車燈生產(chǎn)商所重視。其主要原因還在于其相對其它光源具有節(jié)能和長壽命的優(yōu)點。在當今環(huán)保和節(jié)能減排的社會環(huán)境下，LED的發(fā)展前景寬廣毋庸置疑。LED光源與環(huán)保低耗永遠是緊密聯(lián)系在一起的，2011年歐洲將全面強制使用晝行燈(DRL)，而LED技術(shù)主要針對降低CO2排放與燃油消耗的降低。

　　目前汽車前照燈的遠近光燈主要使用鹵素與氙氣光源等單光源系統(tǒng)，這大大限制了汽車燈具的造型。但隨著大功率LED技術(shù)發(fā)展，LED作為遠近光燈的光源成為可能。與此同時，LED可采用多光源組合形式，這將完全改變汽車前照燈的形狀和布置方式。過去用鹵素燈或氙氣燈光源無法實現(xiàn)的概念車造型，使用LED光源都能得以完美的實現(xiàn)。例如，LED光源可以使用多顆光源排列，多只反射鏡或透鏡進行光學設(shè)計，讓燈具更加緊湊。設(shè)計師們可以使用2顆LED組合成近光燈，也可以用更多的模塊來組合出近光燈，而這些模塊可以完全的服從造型設(shè)計師的要求。

鹵素燈雖然光質(zhì)最接近自然光，但效能低，能耗大;熒光燈發(fā)光效能比白熾燈高，但光質(zhì)不好，而且其中含汞，生產(chǎn)和廢品處理污染大;LED照明效能高，但它是點光源，比較刺眼，特別是LED制成的剎車燈，會讓后車感覺到很刺眼，沒有鹵素燈的面光源看起來舒服。LED燈必須要經(jīng)過封裝、加裝燈罩、配備散熱裝置才能使用，這樣效能就有所下降，而且成本較高。

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