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画龙点睛的汽车前照灯
作者: 俞庆伟 周应军(编译) 来源: 轿车情报杂志 日期: 2001年第10期

前照灯是汽车前脸的重要组成部分,也是彰显汽车个性化特征的点睛之笔,素有“汽车明眸”的美誉。与汽车齐寿的前照灯在经历百余年的技术发展和革新之后,已经由传统的功能性部件逐步演变为烘托汽车造型魅力的情绪化部件。

前照灯的变迁

从严格意义上说,最初的前照灯只是汽车的附属装置,独立安装于车身之外。但是随着模制成型技术的发展和普及,前照灯与汽车保险杠逐渐合为一体,并成为车身不可分离的一部分:另外,为了减小空气阻力,几乎所有的前照灯透镜都采用了和车身表面平齐的布置型式。

由于早期前照灯自身结构的缺陷,灰尘和水易侵入车灯内部,作为光源的灯丝汽化后,汽化物附着在灯泡的内壁上,降低了灯泡的亮度。车灯的性能随着时间的推移而急剧恶化。20世纪年代,密封光束技术逐渐实用化。将灯丝和媒质密闭在玻璃灯泡内,其反射面镀有金属铝,从而形成了高反射率的反射器。从根本上消除了传统前照灯固有的弊病。

在技术更新中,前照灯的造型也正发生着巨变。事实证明传统规则形状的前照灯已经不能满足个性化设计的需要,将逐渐退出历史舞台。目前,前照灯的设计以椭圆形和圆形为主。同时,组合式前照灯业已显示出强劲的流行趋势。

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前照灯的基本性能

毋庸质疑,前照灯是夜晚安全驾驶的必备组件。在拥堵的公路上,考虑到迎面车辆的安全,车灯不能开得太亮(以免眩目)。但是车灯的亮度也同样需要保证本车驾驶者能够看清路上的行人、障碍物、中心线、路标等等;同时,让其他车辆驾驶者看清自己的车辆也十分重要。前照灯亮度与光源亮度成正比,同时也是由光源生成光的全方位辐射方式所决定。为了确保前照灯的明亮,其反射器的表面区域需要增大。此外,其透镜的聚光作用也可相应地增加光线的亮度。

虽然加装遮光板可以消除短焦距光产生的眩光,但是这将白白浪费掉45%的光通量。复杂曲面反射器不仅能够使光源发出的光定向地射向地面,而且其光通量的利用率可以达到传统灯具的1.5倍,亮度和辐射区域也可达到原来的1.3倍,并且其前照灯的体积也会有所减小。

投影式前照灯具有体积小和光线分布广等优点,其原理与投影成像的投影仪很相似,其反射器起着聚光作用,并由透镜将光线向前投射。由于遮光板能够消除多余的光射,所以投射式前照灯的遮光和光线分布性能都十分突出。另一方面,因为多余的光不能向周围环境散射,周围区域的可视度很低。因此,这种投影式前照灯应与定位灯配套使用。虽然这两种灯具体积较小,且投影式前照灯具有光照密度高的优势,但是两者价格之和还是较普通型前照灯高出许多。

35W的金属卤素放电灯(即氙灯和放电灯)的光通量是55W普通卤素灯的2~3倍。同等体积下,前者的亮度更高,照明区域更广。而且,前者更易于减小体积;其温度很高,接近于自然光,色彩附着性也很好。但是,金属卤素放电灯因增大电压而增设的放大器会占据一定的额外空间,并且价格十分昂贵。

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前照灯的透镜造型

伴随着小型光源的日益推广,综合长短焦距的光束已成为可能,前照灯的外形设计亦获得相对的自由。透镜不再采用玻璃材质,取而代之的是聚碳酸酯材料。这种材料表面硬度很高,并易于模制成型。近来许多汽车在设计中将前照灯置于前脸的棱角处,同时还使用了三维透镜。无论怎样,透镜的角度和表面越多,光线的投射率和利用率就越低。出于安全性考虑,将前照灯布置在汽车前脸的两棱角处不失为良策,因为这样有利于增强汽车的可视性。

前照灯的位置

实际上,前照灯距地面愈低就愈接近平行于地面的光轴,同时光线射程也就愈远。光轴的微小升高都会增加射入迎面车辆驾驶者眼中的眩光。如果前照灯布置得很高,导致光轴向下倾斜,那么前照灯的功能就会相应减弱。这就是短焦距灯必须安装在长焦距灯之上的原因所在。

左右前照灯之间的距离及两者与车身外缘线的距离也至关重要。通常短焦距灯(主要灯束)尽量向车身外缘靠近为宜。这样对面的驾驶者便能够精确地判断来车的宽度,即短焦距灯起到了定位灯的作用。但当车身角弧线化,车灯须向内靠。对于载重型全驱卡车来说,为了保护车灯,其前照灯更靠近中间位置。

此外,安装组合式前照灯的车辆在转向时常常难被察觉。究其根源,主要因为其他灯束发出的强光隐没了转向信号。如果主要灯束设置在附近,转向信号灯的功率就应该加大。

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展望

现在,前照灯已经变得更为宽大,并且其结构也日趋复杂。事实上,到目前为止前照灯技术仍有不完善之处。在坏天气工况下,一些源自前照灯光学系统本身的缺陷可能会导致前照灯照明不够充分,甚至还会对迎面而来的车辆造成眩光。不过,据预测,这项新技术很可能将取代现有的光学前照灯。那么这种新型汽车前端照明的真实面目及工作性能究竟如何?将是关注的新课题!

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(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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