夜间汽车转弯时前照灯的改进详解

1、河南师范大学科技创新与发明【论文题目】：夜间汽车转弯时前照灯的改进【引言】：目前汽车前照灯大都是与车身固结在一起的， 不能随车轮的转向而同 步转动，这样在夜间行驶时就存在照明死角， 转弯内侧的路面没有灯 光照明而看不清楚，从而带来了巨大的安全隐患。汽车同步转向灯技 术可以解决夜间汽车转弯时固定式前照灯的“视觉盲点”问题，有利于司机及时观测到转弯处的路况，使车辆驾驶更加轻松，提高夜间汽 车行驶的安全性。【关键词】智能化intelligent ;照明lighting ;控制control ;研 究 research【摘要】汽车照明技术已逐渐发展成能根据具体的驾驶环境适时地 进行全 自动光照亮度调节

2、控制的智能化 自适应照明系统（AFS）。介 绍了前照灯 自动光轴调整装置与可变配光机 构的关 系，电控可变 配 光的原理以厦AFS的研究与开发情况【前言】：随着我国国民经济的迅猛发展，汽车保有量飞速增加，同时，为了满足安全、 节能、舒适、环保等方面的要求，许许多多的 高新技术被融入到汽车中来，汽车 车型、结构、性能不断地改变， 电子化程度不断地提高和更新，更新的结构和装置不断地涌现。外部照明又称外照明，包括前照灯、后照灯、前侧灯、雾灯、牌照灯、 组合式前照灯、小灯等。在此着重研究前照灯汽车前照灯又称大灯，装在车辆前部的两侧，用来照亮车辆前方的道路。它通常有两灯制和四灯制之分。现状：通常，汽车上

3、安装的普通大灯具有固定的照射范围，当夜间汽 车在弯道上转弯时，由于无法调节照明角度，常常会在弯道内侧出现“盲区”，极大地威胁了驾驶员夜间的安全驾车。当夜间驾车行驶在 大弧度的弯道或是在没有路灯照明的山路上时， 弯道内侧的照明和视 野盲点区对驾驶人和车内乘客来说都存在着极大的安全隐忧， 威胁着 夜间行车的安全性。效果图对比:一.汽车前照灯的光束说明前照灯的光束有两种： 一种是远光，在没有对开车的道路行驶时的行驶光束 一种是近光，在照明条件好的道路上或在有对开车的道 路上行驶时的会车光束。 对前照灯的主要要求是：1、汽车在夜间行 驶时，前照灯的远光能照亮车前100m处一定范围内、高2m的物体, 保

4、证司机发现前方有障碍物时及时采取制动或绕行措施，确保行车 安全2、在使用前照灯近光时，不但应保证车前 40m处司机能看清 障碍物，而且不能让迎面对开的司机或行人产 生眩目，以确保汽车 在夜间交会车行驶时的安全。二、汽车前照灯的种类说明1、汽车前照灯的种类，汽车的前照灯一般有白炽、卤素、氤气等类型。 随着 汽车技术的不断发展，过去那种白炽真空灯已先后被 淘汰。现 在汽车的前照灯以卤素灯、氤气灯为主。2、白炽灯普通白炽灯通过灯内的金属鸨在真空环境下发光 所获得照度，但是 金属鸨在真空环境下通电，产生光 的同时也产生鸨蒸气，造成亮度 逐渐下降，灯光越用 越暗。虽然很多车前大灯仍在使用白炽灯，但 是普

5、通 白炽灯还是会逐渐被淘汰的。3、卤素灯卤素灯，就是在灯泡内渗入少量的的惰性气碘，从灯丝蒸发出来的鸨原子与碘原子相遇反应，生成碘 化鸨化合物，当碘化鸨化合物一 接触白热化的灯丝（温度超过1450C）,又会分解还原为鸨和碘，鸨 又重 新归队回到灯丝中去，碘则重新进入气体中。如此循环不已，灯丝几乎不会烧断，灯泡也不会发黑，所以它要比传统的白炽前照灯寿命更长，亮度更大。现在 的汽车普遍采用的都是这种前照灯。三、汽车前照灯的结构说明卤素灯有其独特的配光结构，每支灯光内有两组灯丝，一组是主光束灯丝，发出的灯光经灯罩反射镜反射后径直向前射去，这种光源就 是我们平时所说的“远光”。另一种是偏光束灯丝，发出的

6、光遮 光板挡到灯罩反射镜子的上半部分，其反射出去的光线都是朝下漫射向 地面，不会给对面来车的驾驶者造 成眩目，这种光源就是我们平常所说的“近光”。【工作原理图】：/车辆信号操控家元，L II 111四、灯具用塑料材料介绍1、灯具用塑料种类现代汽车灯具所用的塑料可分为两种类型：1、热塑 性塑料，2、 热固性塑料。 热塑性塑料加热后会变成柔软的树脂， 可以多次改变 形状，如汽车灯具的灯壳与配光镜采用的就是热塑性 塑料注塑成型； 热固性塑料加热后得到的是坚硬的制品，在加热也不 会变软，热固 化制品不能改变形状，现代轿车用的异 形反光镜大多数采用热固性 塑料。2、热塑性塑料1） AB漉料？ ABS塑料

7、除具有扩张强度、冲击强度的优点之外，刚 性和尺寸的稳定性也甚佳。ABS塑料一般用于灯壳的注塑，通常在 160c以上即可成型，在成型过程中热稳定性较好。2 ） PMMA!甲基丙烯酸甲酯？ PMM侬称有机玻璃，他的最大特点是透明性好，通 常用于信 号灯配光镜。具有一定吸水性，具颗粒的吸水性达到 0.3-0.4%。水的存在使溶体出现气泡，从而使制品产生银丝，所以 要求成 型前以85士 15c进行干燥处理4-6小时。3）聚丙烯PP?PP 有质轻、价廉、无毒无味等优点，而且还具有耐腐蚀、耐高 温、机 械强度高等优点，适用于灯壳的注塑。PP吸水率小，但 成型收缩率 高（1-2%）。4 ）聚碳酸酯PC? P

8、C塑料透光度高，冲击韧性好，耐 热性高，尺寸稳定性好、成 型收缩率小，只为0.5-0.7% ,成型前要 进行120c下6小时以上 的预备干燥处理。3、热固性塑料热固性塑料与热塑性塑料相比，具有价格低廉、耐高温、阻燃 性好、 强度高、抗老化及表面光泽好等优点，它可以克服热塑性塑料和金属材料的不足之处，充分发挥以塑代钢的作用。作为汽车前照灯反光镜使用的理想塑料必须能经得住 200c长 期高温下工作而保持尺 寸稳定，要具有不平度低于0.25的光学 精度的平滑成形表面，要具 备收缩率为零，能模塑出符合光学 特性的的精确成形曲面，具有较短的成型周期从能组织良好经 济效益的规模化生产。这中反光镜材 料，最

9、先由英国研制开发 成功，取名为BMC BMO料为团状，美国 称为块状模塑料BCM英国和欧洲称为DCM日本则称为预塑料PMC ? PMC是一种不饱和聚酯热固性塑料，主要原料是由 UR低收 缩树 脂LR短切玻璃纤维JF、无机填料CAC0域ATH引发齐ij TBPB和内 脱模剂Znst等多种组分，搅拌混合而成的预混模塑料。 模压成型时， 将称好重量的团料装入已预热好的模具内，迅速合模并按以下条件压制成型：模温150±5C模压5-10Mp,保 压时间1.0-1.2min/mm。 为了改善汽车前照灯近光的照明效果，目前多采用加大反光镜尺 寸，特别是反光镜的横向尺寸。汽车前照灯在构造上大体分为：

10、反 光镜（反射镜、配光镜（灯玻璃）、光源（灯泡）和灯光调整 机构四大部分。汽车封闭式前照灯包括有：两只不同规格的封闭式真空灯芯、固定圈、调整座、固定架、调节弹簧、调节螺钉及螺钉座。 这是一种典型的汽车四灯制前照灯系统，其中I型真空灯芯只有远 光一组灯丝；而E型真空灯芯内有两组灯丝，即远光和近光。在 汽车装配时,必须将两个E型真空灯芯安装在汽车前端最外侧， 汽车前照灯封闭式真空灯芯的结构由远光灯丝、近光灯丝、反光镜、 配光镜、遮光罩及三个接线片组成。反光镜和配光镜都是由玻璃压制成型，再用加热工艺将两者熔为一体。因此，这种前照灯的密封 性能好，安装尺寸及形状标准，互换性好。2（1）反光镜封闭式真空

11、灯芯反光镜多数是抛物线旋转形成的抛物面。 在反光镜生产过程中，采用真空镀膜工艺将铝蒸发涂敷在内表面上，它具 有极高的亮度，可使反射出去的光亮度比灯丝本身亮 度提高6000倍以上。灯丝是缠绕的鸽丝构成，远光灯丝安装在反 光镜抛物面的焦点上，近光灯丝安装在焦点的上方稍偏左（对右 侧通行车灯）。当远光灯丝点亮工作时,灯丝发出的光线经反光镜 反射后其光线都是沿着光学轴线平行射向远方。在近光灯丝点亮工 作时,灯丝发出的光线经反光镜抛物面反射后，其光线斜向下方 （路面），而灯丝发出的光线照射到反光镜及其区间抛物面上，经反射后光线斜向上方。但灯丝发出的总光通量经反光镜反射后，斜向 下方的有用光通量远远大于斜

12、向上方的光通量，从而减轻了对面车辆 司机的眩目作用。又因为近光灯丝稍偏左 ，又可以使向下的有效光 束向右偏了一个角度。这就形成美国和日本法规要求的非对称光，这种光形没有欧洲前照灯那样清晰的明暗截止线。所以，在会车时这 种SAE标 准前照灯近光产生眩目的程度要大于欧洲 ECE标准前照 灯。（2）遮光罩 在真空灯芯内灯丝的前上方装备了一个遮光罩 （遮 光板）它的作用是在灯丝点亮工作时 可以遮掉向上的直射光线。汽车前照灯这部分向上的光线如果不遮挡掉，它不但会造成迎面车 辆司机的严重眩目，而且，这些散乱光 在雨天或雾天环境中还会 在车前形 成一个光幕，使得本车司机难以辨别路况。五、目标：研制一种随动转

13、向前照灯，它能够根据行车速度、转向角度等自动调节大灯的偏转，以便能够提 前照亮“未到达”的区域，提供全方位的安全照明，以确保驾驶员在 任何时刻都拥有最佳的可见度。随动转向大灯也称作主动转向大灯，它能能够不断对大灯进行动态调节，保持与汽车的当前行驶方向一致，以确保对前方道路提供最佳照明并对驾驶员提供最佳可见度，从而显著增强了黑暗中驾驶的安全性。汽车前照灯的光源经过反光镜形成的光束是难以满足法规对前照灯提出的要求，还需要配光镜对 该光束作配光变化或加宽或变窄，以便在车前形成所需要的照明， 这一功能是靠前照灯配光镜（前照灯玻璃）来完成的。前照灯配光 镜是由很多凸凹不平的小棱镜组成的。它可以把经反光镜

14、反射后的光 线进行折射、散射，使其达到前照灯的配光要求，同时还把一部分 光线向两边扩散，以加宽前照灯在水平方向的照明范围，并得到 期望的配光效果。也有的汽车前照灯只靠反光镜的特殊结构、复杂的形状以及很高的加工精度来满足配光要求，但生产这种反光镜的设 计工艺的难度还是很大的。半封闭式前照灯1.小尺寸半封闭式前照灯汽车用小尺寸半封闭式前照灯的配光镜 与反光镜是通过粘接或滚压成一体的，具结构有半可拆金属玻璃组 件或胶合金属玻璃组件。反光镜多采用 钢板冲压制成，现代则大量 采用热固性塑料注塑成型。这种半封闭式前照灯的灯泡一般都是从后面装入或更换。 由于这种前照灯结构简单、成本低、便于维修，所以至今还普

15、遍应用在卡车与农用车上。2.大尺寸半封闭式前照灯 汽车用半封闭式前照灯除了圆形前照灯外，还有长方形半封闭式前 照灯。这种前照灯的配光镜与反光镜的固定分别采用单独可拆式连接，因为这种前照灯尺寸比较大，如果配光镜与反光镜也采用固定式连接，当灯光在水平方向调整要求达到 4。时配光镜的侧边将要 产 生较大的前后直线位移可达15mm2Omm这会造成整车前面极不美 观，有时还会卡在外装饰圈的边缘上，使灯光不能调整；在灯光垂直方 向调整中也存在同样的问题因此，往往把这种前照灯设计成反光镜是 可调的，在灯光需要调整时,只需调整反光镜而配光镜是不动的，3.组合前照灯近年来世界各国生产的轿车多采用组合前照灯。它往

16、往根据汽车造型的美学观点将其外形设计成与整车造型相协调，并可使整车风阻系数减小。这 种前照灯亦称为异形前 照灯。它除了在功能上具有普通前照灯的近光和远光功能以外 ，还带有驻车灯、转 向灯等功能。 红旗轿车采用的前照灯就属于异形半封闭式前照灯。它具有前照灯和驻车灯两种功能。其组件主要有：反光镜、配光镜, 灯泡及灯光调整机构等。（1）反光镜 汽车采用的半封闭式前照灯反 光镜一般使用薄钢板冲压或热固性塑料注塑制成，并在其工作表面蒸发涂敷一层铝反光膜，为了防止铝膜受热后挥发和增加其表面 抗划伤。2、光镜的横向尺 寸由130mm增力口至U 260mm时，汽车前方50m偏 右侧的照度值可增加一倍。 同时,

17、也大大增加了前照灯的照明宽度 这对汽车夜间行驶的安全性极为重要。同样横向尺寸的反光镜，由于焦点位置不同（焦距不同）,反光 镜的反光效果也不同。焦距尺寸小的反光镜作成的前照灯可以提高 地面和侧面的照度，这对汽车行驶弯路或转弯行驶时是十分有利的。但焦距小的反光镜需将前照灯总成做的很深，这会给整车布置带来一定的困难，并且也给 反光镜生产增加了难度。为了解决这个矛盾，往往把反光镜设计成阶段式共焦反光镜或者是阶段式双焦点反光镜 共焦反光镜的副反光镜与主反光镜共用一个焦点，焦距小的为主反光 镜，这可以显著增加有效光通量。反光镜的光线是为增强军前附近地面和侧 面的照明，但不能增大前 照灯的照射范围。共焦反光

18、镜适合采用双灯丝光源（近光和远光） 的两灯制前照灯系统。因为共焦反光镜由于反光镜面之间形成阶梯（阶段式），所以，只能用塑料制成。双焦点反光镜是由几个不同 焦点的反光镜面组成的。它最大的优点是能把一般照不到反光镜下部 镜面上的光线经这一抛物面将其反射到地面上。这一抛物面的焦点必须位于灯丝前面。由反光原理获得的附加光线只能照射到近距离的 地面上。所以，这种双焦反光镜往往采用在单灯丝光源 （近光） 囚灯制前照灯系统。（2）配光镜汽车采用的异形前照灯的配光镜与 封闭式前照灯配光镜的作用基本相同。它亦是将反光镜反射后的光束 向所需要的方向聚光或扩散，以达到期望 的配光效果。在配光镜上 的各棱镜是一个一个

19、地计算出来的聚光镜单元，通过它们的组合设 计最终得到所要求的照度值和光形。前照灯配光镜所用的材料应该是透明度高，能够形成正确配光单元的高质量的材料。因为汽车前照灯配光镜总是受到外部环境的影响，所以要求 它长期受到日晒 不老化，不变色，并具有一定的强度和耐擦伤性、耐腐蚀性以及耐 候性等。为了满足上述要求，过去前照灯配光镜都是用高纯度的无机玻璃制成，现在国外已大量采用不饱和聚脂热塑性有机材料制成。为 了增加其表面的耐磨 性，在配光镜的外表面 需涂敷硅醋类保护 层。这种有机材料配光镜的特点是设计自由度大，成型工艺也不像无 机玻璃配光镜成型那样受到制约，对异形前照灯配光镜的设计和制 造都有利。另外，用这种有机材料制成的配光镜可大幅度地减轻重量 大量生产的配光镜用有机材料比重约是元机玻璃的1/2,配光镜的厚度也减薄了 14左右，相同设计的配光镜重量约减轻到 1/31/40尺寸越大的配光镜，这种优越性就越明显【参考文献】：【1】郑志军.智能前照灯系统的发展。中国照明电器20