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汽车前照灯的结构及其控制电路 14驾修2 1 目录 一 前照灯的要求二 前照灯的结构三 前照灯的防眩目措施四 前照灯的类型五 前照灯电路组成及工作原理 2 前照灯的要求 l 前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明 使驾驶员能辨明车前100米以内路面上的任何障碍物 这个数据是依据汽车的行驶速度而定的 随着现代汽车行驶速度的提高 照明距离是要加大的 现在有些汽车的前照灯照明距离己达到200 250米 2 前照灯应具有防眩目装置 以免夜间两车相会时使对面汽车的驾驶员眩目而肇事 为了避免眩目作用 一般都采用双丝灯泡的前照灯 其中一根功率较大的灯丝为 远光 另一根功率较小的灯丝为 近光 远光灯丝位于反射镜焦点处 夜间行驶对面无来车时使用 近光灯丝位于焦点上方 或前方 夜间两车相会时使用 光束向下倾斜 照亮车前50米内路面 从而避免迎面来车的驾驶员眩目 随着车辆高速化的发展 有些国家开始试行三光束系统 在高速公路上行驶时 用高速远光 在无迎面来车的道路上行驶或在高速公路会车时用高速近光 在有迎面来车和市区运行时使用近光 3 前照灯的结构 前照灯主要由光源 灯泡 反射镜 配光镜三部分组成 一 灯泡 目前 汽车前照灯用的灯泡主要有充气灯泡 卤钨灯泡和高压灯泡三种 额定电压有6v 12v 24v和20kv 高压灯泡 四种 除20kv的高压灯泡以外 其他两种灯泡的灯丝由功率较大的远光灯丝和功率较小的近光灯丝组成 由钨丝制作成螺旋状 以缩小灯丝的尺寸 有利于光束的聚合 4 1 充气灯泡一般前照灯的灯泡是充气灯泡 如图4 11所示 充气灯泡的玻璃泡内的空气被抽出 里面充满惰性混合气体 充气灯泡的惰性气体可以在灯丝受热时膨胀 增大压力 减少钨的蒸发 提高灯丝的温度和发光效率 节省电能 延长灯泡的使用寿命 虽然充气灯泡的玻璃内抽成真空充满了惰性气体 但是灯丝中的钨仍然要蒸发 灯丝有损耗 而蒸发出来的钨成绩在灯泡上 使灯泡发黑 近年来 国内外已使用了一种新型的卤钨灯泡 5 2 卤钨灯泡卤族元素是指碘 溴 氯 氟等元素 现在灯泡使用的卤族元素一般为碘或溴 称为碘钨灯泡或溴钨灯泡 结构如图所示 我国目前生产的是溴钨灯泡 卤钨灯泡是利用卤钨再生循环的原理制成的 卤钨再循环的基本作用过程是 从灯丝蒸发出来的气态钨与卤族元素反应生成了一种挥发性的卤化钨 它扩散到灯丝附近的高温区又受热分解 使钨重新回到灯丝上 被释放出来的卤族元素继续扩散与下一次循环反应 如此周而复始地循环下去 从而防止了钨的蒸发和灯泡发黑现象 卤钨灯泡尺寸小 灯壳用耐高温 机械强度较高的石英玻璃制成 所以充入惰性气体的压力较高 因为工作温度高 灯内的工作气压将比其他灯泡高得多 故钨的蒸发也受到更为有力的抑制 6 3 高压灯泡 高压度弧度灯泡 这种灯的灯泡里没有灯丝 取而代之的是装在石英石内的两个电极 管内充有疝及微量金属 或金属卤化物 在电极上加上5000 12000V的电压后 气体开始电离而导电 由气体原子激发到电极间少量水银蒸气弧光放电 最后转为卤化物弧光灯工作 采用多种气体是为了加快启动 7 2 反射镜反射镜的作用是将灯泡的光线聚合并导向和远方 反射镜一般用0 6 0 8 的薄钢板 玻璃 塑料压制而成 如图所示 反射镜的表面呈旋转抛物面 其内表面镀银 铬或镜铝 然后抛光 由镀铝的反射系数可以达94 以上 机械强度也较好 所以现在一般采用正空镀铝 由于前照灯灯泡灯丝发出的光度有限 若无反射镜 则只能找清楚汽车前6M左右的路面 而有了反射镜之后 灯丝位于焦点F上 灯丝的绝大部分光线向后射在立体角范围内 经反射镜反射后将平行于主光轴的光束射向远方 使光度增强几百倍甚至上千倍 从而使车前150M甚至400m内的路面照的足够清楚 8 三 配光镜配光镜的作用是将反射镜射出的平行光束进行折射 使车前路面和路线都有良好而均匀的照明 配光镜又称散光玻璃 他是用头光玻璃压制而成的 是很多块特殊的棱镜和透镜的组合 配光镜几何形状比较复杂 外形一般为圆形和矩形 其结构和原理如图4 15所示 为了弥补具有反射镜的前照灯因为光束太窄 照明不强的缺点 现在的车辆上大部分采用了配光镜 9 前照灯的防眩目措施 为了保障夜间会车安全 汽车前照灯必须具有良好的防炫目措施 目前国产汽车方炫目措施有三项 先进轿车还有更严格的防炫目措施 10 2020 1 15 11 1 采用远 近光束变换 为了防炫目 前照灯灯泡中装有远光与近光两根灯丝 由变光开关控制器电路 夜间公路行车且对面无来车时使用远光灯以增大照明距离保证行车安全 夜间公路行车或会车夜间市区行车有路灯或尾随其他车辆时使用近光灯 远光灯丝装与呈旋转抛物面的反射镜的焦点处远光灯丝的光线经放射镜聚光反射后沿光学轴线以平行光线射向远方 由于配光镜的合理配光 是远光灯既能保证足够的照明距离又有一定的光纤覆盖面 近光灯丝装于反射镜焦点的上方或前方 近光灯丝产生的光线经反射镜反射后 光束的大部分将倾斜向下摄像前车的路面 所以可减轻对方驾驶员炫目 12 2 近光灯丝假装配光屛 上述防炫目措施只能减轻炫目 还不能彻底避免炫目 因为近光灯丝射向反射镜下部的光线经反射后将倾斜向上照射 仍会使对面交会车的驾驶员炫目 为此 现代轿车的前照灯丝下方均装设配光屛 又称遮光罩护罩或光束转换器 用于遮挡近光灯丝射向反光镜下半部的光线 消除反射后向上照射的光束 提高防炫目效果 如图4 16所示 现代轿车的前照灯灯泡 还在近光灯丝的前方装设一个遮光罩 遮挡近光灯丝的直射光线 防止炫目 13 3 采用不对称光型 上述两项目防眩目措施起到了防眩目的作用 但车使用近光灯时 电光灯只能照亮着前方50米的路面 因此车速受到限制 为能达到既防止炫目 又能以较高车速会车的目的 我国的前照灯近光采用E型不对称光型 如图4 17所示 将近光灯右侧亮区倾斜升高15 即将本车光束照射速距离延长 不对称光型是将遮光罩单向倾斜15 形成的欧洲行前照灯将近光左侧亮区升高15 这种光行既有遮光罩的作用 也有配光镜的作用 有些车型使用了Z形近光光形如图4 17所示该光形能使本车车型前进方向亮区平行升高 较E形不对称光形更为优越 14 四 前照灯的类型 按照安装的车灯数目不同 前照灯口分为两支灯和四制灯两种 两制前照灯均采用双丝灯为远近双光束灯 四灯制前照灯安装于外侧的一对使用双丝灯为双光束灯 双于内侧的一对为远近单束灯 前照灯的分类方式较多 通常按照前照灯光学组件结构不同可分为可折式前照灯半封闭式前照灯 封闭式前照灯投射性前照灯和高亮度弧光灯 15 1 可拆卸式前照灯 可折射性前照灯是由反射镜和配光镜分别安装构成组件 因此气密性差 发射器一受湿气和尘埃污染而降低反射能力 严重降低照明效果 目前很少采用 16 2 半封闭式前照灯 半封闭式前照灯的结构如 4 18图所示 其配光镜靠卷曲反射镜边缘上的牙齿而紧固在反射镜上 二者之间垫有橡皮密封圈 灯泡只能在反射镜后端装人 当前需要更换损坏的配光镜时因撬开了反射镜边缘的牙齿 安装上新的配光镜后 在将牙齿复原 由于这种灯具减少了对光学组件影响的因素 维修方便因此广泛使用 17 3 封闭式前照灯 封闭式前照灯 又称真空灯 的反射镜和配光镜游泳玻璃制成一体 形成灯泡 里面充以惰性气体灯丝焊在反射镜底座上 反射镜的反射面经由真空镀铝 其结构如图4 19所示 18 4 投射性前照灯 投射性前照灯的反射镜近似于椭圆形状 它具有个焦点 第一焦点处放置灯泡 第二焦点书是由光线形成的凸形配光镜聚成第三焦点再通过配光镜 将聚焦光投射到前方投射性前照灯所采用的灯泡为卤钨灯泡第三焦点附近设有折色板可遮挡