第6章_汽车照明信号系统第二讲

1、6.2 前照灯及其控制电路前照灯及其控制电路6.2.1对前照灯的基本要求对前照灯的基本要求（1）前照灯的上缘距地面高度不大于）前照灯的上缘距地面高度不大于1.2m，外缘距车外侧，外缘距车外侧不大于不大于0.4m。（2）汽车的前照灯应有远、近光变换装置，并且当远光变为）汽车的前照灯应有远、近光变换装置，并且当远光变为近光时，所有远光应能同时熄灭。近光时，所有远光应能同时熄灭。（3四灯制前照灯并排安装时，装于外侧的一对应为远、近四灯制前照灯并排安装时，装于外侧的一对应为远、近光双光束灯；装于内侧的一对应为远光单光束灯。光双光束灯；装于内侧的一对应为远光单光束灯。（4）夜间远光灯亮时，应能至少照清前

2、方）夜间远光灯亮时，应能至少照清前方100m远的道路；远的道路；近光灯亮时，应能照清前方近光灯亮时，应能照清前方40m远的道路并不得炫目。远的道路并不得炫目。6.2.2前照灯的结构前照灯的结构前照灯的光学系统包括反射镜、配光镜和前照灯灯泡三部分。前照灯的光学系统包括反射镜、配光镜和前照灯灯泡三部分。1.反射镜反射镜反射镜的作用是将灯泡反射镜的作用是将灯泡的光线聚合并导向前方。的光线聚合并导向前方。反射镜的表面形状呈旋反射镜的表面形状呈旋转抛物面。由于前照灯转抛物面。由于前照灯灯泡灯丝发出的光亮有灯泡灯丝发出的光亮有限，功率仅限，功率仅4060W。如无反射镜，只能照清如无反射镜，只能照清车前车前

3、6 m左右的路面。左右的路面。有了反射镜之后，前照有了反射镜之后，前照灯照距可达灯照距可达150 m或更或更远。远。图图6-7 反射镜反射镜 图图6-8 聚光作用聚光作用 2.配光镜配光镜 配光镜又称散光玻璃，其作用是将反射镜反射出来的平行配光镜又称散光玻璃，其作用是将反射镜反射出来的平行光束进行折射（图光束进行折射（图6-9），使车前路面和路缘都有良好而均匀），使车前路面和路缘都有良好而均匀的照明（图的照明（图6-10）。）。 （a）圆形配光镜）圆形配光镜 （b）向左右折射）向左右折射 （c）向下折射）向下折射 图图6-9 配光镜的结构与作用配光镜的结构与作用图图6-10 有无配光镜（散光玻

4、璃）的光形对比有无配光镜（散光玻璃）的光形对比3.前照灯灯泡前照灯灯泡 目前，常用的汽车前照灯的灯泡有白炽灯泡、卤素灯泡目前，常用的汽车前照灯的灯泡有白炽灯泡、卤素灯泡和和HID气体放电灯灯泡（氙气灯泡）等几种。气体放电灯灯泡（氙气灯泡）等几种。1）白炽灯泡）白炽灯泡 白炽灯泡（图白炽灯泡（图6-11）的灯丝用熔点高、发光强的钨丝制）的灯丝用熔点高、发光强的钨丝制成。由于钨丝受热后会蒸发，会缩短灯泡的使用寿命。成。由于钨丝受热后会蒸发，会缩短灯泡的使用寿命。图图6-11 前照灯白炽灯泡前照灯白炽灯泡2）卤素灯泡）卤素灯泡 现在汽车上广泛使用利用卤钨再生循环原理制造的卤素现在汽车上广泛使用利用卤

5、钨再生循环原理制造的卤素灯泡（图灯泡（图6-12）。）。 图图6-12 卤素灯泡卤素灯泡6.2.3前照灯的防炫目装置前照灯的防炫目装置1.采用远、近光束变换采用远、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，为了防炫目，前照灯灯泡中装有远光与近光两根灯丝，由变光开关控制其电路。夜间公路行车且对面无来车时，使由变光开关控制其电路。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。用远光灯，以增大照明距离，保证行车安全。（a）远光灯丝装于反射镜的焦点处）远光灯丝装于反射镜的焦点处 （b）近光灯丝装于反射镜焦点的前上方）近光灯丝装于反射镜焦点的前上方 图图6-13

6、 近、远光灯光束近、远光灯光束2.近光灯丝加装配光屏近光灯丝加装配光屏 上述防炫目措施只能减轻炫目，还不能彻底避免炫目。因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，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，仍会使对面交会汽车的驾驶员炫目。仍会使对面交会汽车的驾驶员炫目。 为此，现代汽车前照为此，现代汽车前照灯的近光灯丝下方均装设灯的近光灯丝下方均装设配光屏（又称遮光罩、护配光屏（又称遮光罩、护罩或光束偏转器），用以罩或光束偏转器），用以遮挡近光灯丝射向反射镜遮挡近光灯丝射向反射镜下半部的光线，消除反射下半部的光线，消

7、除反射后向上照射的光束，提高后向上照射的光束，提高防炫目效果。防炫目效果。 有些进口汽车的前照灯，还在近光灯丝的前方装设一个有些进口汽车的前照灯，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。遮光罩，遮挡近光灯丝的直射光线，防止炫目。3.采用不对称光形（采用不对称光形（E形或形或Z形）形） 为了达到既能防止炫目，又能以较高车速会车的目的，我为了达到既能防止炫目，又能以较高车速会车的目的，我国汽车的前照灯近光采用国汽车的前照灯近光采用E形不对称光形（图形不对称光形（图6-14），将近光），将近光灯右侧亮区倾斜升高灯右侧亮区倾斜升高15，即将本车行进方向光束照射距离，即将本车

8、行进方向光束照射距离延长。不对称光形是将遮光罩单边倾斜延长。不对称光形是将遮光罩单边倾斜15形成的。形成的。图图6-14 前照灯配光光形前照灯配光光形 有些汽车使用了有些汽车使用了Z形不对称近光光形（图形不对称近光光形（图6-14），该光形），该光形明暗截止线呈反明暗截止线呈反Z形（图形（图6-15）,故称故称Z形配光。形配光。图图6-14 前照灯配光光形前照灯配光光形图图6-15 Z形不对称近光光形明暗截止线呈反形不对称近光光形明暗截止线呈反Z形形 Z形近光光形更加优越，不仅可以避免迎面来车驾驶员形近光光形更加优越，不仅可以避免迎面来车驾驶员的炫目，还可以防止迎面而来的行人和非机动车使用者的

9、炫的炫目，还可以防止迎面而来的行人和非机动车使用者的炫目，进一步提高了汽车夜间行驶的安全。目，进一步提高了汽车夜间行驶的安全。6.2.4前照灯类型前照灯类型 按光学组件的结构不同，可将前照灯分为半封闭式、封按光学组件的结构不同，可将前照灯分为半封闭式、封闭式两种。闭式两种。1.半封闭式前照灯半封闭式前照灯 半封闭式前照灯的结构如图半封闭式前照灯的结构如图6-16a、图、图6-17和图和图6-18所示，其配光所示，其配光镜是靠卷曲反射镜边缘上的牙齿而紧固在反射镜上的，两者之间垫有橡镜是靠卷曲反射镜边缘上的牙齿而紧固在反射镜上的，两者之间垫有橡胶密封圈，灯泡只能从反射镜后端装入。胶密封圈，灯泡只能

10、从反射镜后端装入。 a）半可折式（白炽灯泡）半可折式（白炽灯泡） b）封闭式灯泡）封闭式灯泡 c）封闭式卤素灯泡）封闭式卤素灯泡图图6-16 单通前照灯类型单通前照灯类型图图6-17 矩形半封闭式前照灯矩形半封闭式前照灯图图6-18 圆形半封闭式前照灯圆形半封闭式前照灯2.封闭式前照灯封闭式前照灯 封闭式前照灯的反射镜和配光镜用玻璃制成一体，里面封闭式前照灯的反射镜和配光镜用玻璃制成一体，里面充以惰性气体。灯丝焊在反射镜底座的灯丝支架上，反射镜充以惰性气体。灯丝焊在反射镜底座的灯丝支架上，反射镜的反射面经真空镀铝。其结构如图的反射面经真空镀铝。其结构如图6-16b、c所示。所示。 a）半可折式

11、（白炽灯泡）半可折式（白炽灯泡） b）封闭式灯泡）封闭式灯泡 c）封闭式卤素灯泡）封闭式卤素灯泡 图图6-16 单通前照灯类型单通前照灯类型 为实现前照灯更亮、更远、更美观的要求，许多轿车上为实现前照灯更亮、更远、更美观的要求，许多轿车上采用了投射式前照灯、采用了投射式前照灯、HID气体放电灯。气体放电灯。（1）投射式前照灯。）投射式前照灯。 投射式前照灯外形特点是装用很投射式前照灯外形特点是装用很厚的无刻纹的凸型散光镜，由于反射镜是椭圆形的，所以外厚的无刻纹的凸型散光镜，由于反射镜是椭圆形的，所以外径很小，结构如图径很小，结构如图6-19所示。所示。反射镜有两个焦点。第一焦点反射镜有两个焦点

12、。第一焦点处放置灯泡，第二焦点在灯光处放置灯泡，第二焦点在灯光中形成。凸形散光镜的焦点与中形成。凸形散光镜的焦点与第二焦点重合。来自灯泡的光第二焦点重合。来自灯泡的光利用反射镜聚成第二焦点，再利用反射镜聚成第二焦点，再通过散光镜将聚集的光投射到通过散光镜将聚集的光投射到前方。投射式前照灯采用的光前方。投射式前照灯采用的光源为卤素灯泡。源为卤素灯泡。在第二焦点附近设有遮光板可在第二焦点附近设有遮光板可遮挡上半部分光，形成明暗分遮挡上半部分光，形成明暗分明的配光。这种配光特性可适明的配光。这种配光特性可适用于前照灯近、远光灯，也可用于前照灯近、远光灯，也可用作雾灯。用作雾灯。图图6-19 投射式前

13、照灯的构造投射式前照灯的构造（2）HID气体放电灯。气体放电灯。 HID是是High Intensity Discharge Lamp（高亮度气体放电灯）的简称。这种灯具放电的气体是（高亮度气体放电灯）的简称。这种灯具放电的气体是氙气，故亦称氙气灯，简称氙灯。氙气，故亦称氙气灯，简称氙灯。 a）外形）外形 b）原理示意图）原理示意图 图图6-20 氙气灯的构造氙气灯的构造 HID气体放电灯的灯泡里没有传统灯泡的灯丝，取而代之气体放电灯的灯泡里没有传统灯泡的灯丝，取而代之的是装在石英管内的两个电极，管内充有氙气（的是装在石英管内的两个电极，管内充有氙气（Xenon）及）及微量金属（或金属卤化物）

14、。在电极上加上足够高的触发电压微量金属（或金属卤化物）。在电极上加上足够高的触发电压后，气体开始电离而导电发光。后，气体开始电离而导电发光。 HID气体放电灯灯泡（图气体放电灯灯泡（图6-21）发出的光色成分和日光）发出的光色成分和日光灯非常相似（图灯非常相似（图6-22），亮度是卤素灯泡的），亮度是卤素灯泡的2.5倍，寿命可达倍，寿命可达卤素灯泡的卤素灯泡的5倍。倍。图图6-21 HID气体放电灯灯泡实物气体放电灯灯泡实物图图6-22 HID气体放电灯的灯光气体放电灯的灯光 HID气体放电灯以汽车气体放电灯以汽车12V蓄电池为电源，利用一个特制蓄电池为电源，利用一个特制的镇流器（图的镇流器（

15、图6-23），在极短的时间内产生约为），在极短的时间内产生约为23KV的触发的触发电压（亦称引弧电压）点亮灯泡。电压（亦称引弧电压）点亮灯泡。图图6-23 HID气体放电灯镇流器气体放电灯镇流器 HID气体放电灯通气体放电灯通电电0.8s其亮度可达额定其亮度可达额定亮度的亮度的20%（等同于同（等同于同功率卤素灯的亮度），功率卤素灯的亮度），通电通电4 s以内达到额定以内达到额定亮度的亮度的80%以上。在达以上。在达到灯泡正常工作温度后，到灯泡正常工作温度后，镇流器只需提供约镇流器只需提供约80V供电电压（功耗仅为供电电压（功耗仅为35W）即可保持正常）即可保持正常工作，可节约工作，可节约40

16、的的电能。电能。6.2.5前照灯的检测与调整前照灯的检测与调整 为保证前照灯的性能，应及时对前照灯进行检测和调整。前为保证前照灯的性能，应及时对前照灯进行检测和调整。前照灯的检验可采用屏幕法检验和前照灯检查仪检验两种方法。照灯的检验可采用屏幕法检验和前照灯检查仪检验两种方法。 检验调整前汽车应空载停放在平整的场地上，前照灯总检验调整前汽车应空载停放在平整的场地上，前照灯总成应清洁，屏幕与场地应垂直，轮胎气压符合规定，并且驾成应清洁，屏幕与场地应垂直，轮胎气压符合规定，并且驾驶室内只允许乘坐一名驾驶员。驶室内只允许乘坐一名驾驶员。 根据根据GB72582004机动车运行安全技术条件机动车运行安全

17、技术条件的规的规定，机动车在检验前照灯的近光光束照射位置时，前照灯在定，机动车在检验前照灯的近光光束照射位置时，前照灯在距离屏幕距离屏幕10m处，光束明暗截止线转角或中点高度应为处，光束明暗截止线转角或中点高度应为0.60.8H（H为前照灯基准中心高度），其水平方向位置向左向为前照灯基准中心高度），其水平方向位置向左向右偏差均不得大于右偏差均不得大于100 mm。 四灯制前照灯其远光单光束灯的调整，要求在屏幕上光束四灯制前照灯其远光单光束灯的调整，要求在屏幕上光束中心离地高度为中心离地高度为0.850.90H，水平位置要求左灯向左偏差不，水平位置要求左灯向左偏差不得大于得大于100 mm，左灯

18、向右偏差和右灯向左向右偏差均不得大，左灯向右偏差和右灯向左向右偏差均不得大于于170 mm。 对于安装两只前照灯的机动车，每只灯的发光强度在用车对于安装两只前照灯的机动车，每只灯的发光强度在用车应为应为12000 cd以上，新车应为以上，新车应为15000 cd以上；对于安装四只以上；对于安装四只前照灯的机动车，每只灯的发光强度在用车应为前照灯的机动车，每只灯的发光强度在用车应为10000 cd以以上，新车应为上，新车应为15000 cd以上。以上。1.用屏幕法检验前照灯的配光性能用屏幕法检验前照灯的配光性能图图6-24 前照灯的屏幕法检查前照灯的屏幕法检查2.用检验仪检验前照灯的发光强度和配

19、光性能用检验仪检验前照灯的发光强度和配光性能前照灯检验仪大多采用光电前照灯检验仪大多采用光电池感光。把光电池与光度计池感光。把光电池与光度计（电流表）连接起来，在适（电流表）连接起来，在适当的距离内使前照灯照射光当的距离内使前照灯照射光电池，光电池会产生相应大电池，光电池会产生相应大小的电流，使光度计动作，小的电流，使光度计动作，便可测出前照灯的发光强度。便可测出前照灯的发光强度。把光电池分割成上下左右四把光电池分割成上下左右四块，经前照灯照射后，各块块，经前照灯照射后，各块光电池分别产生电动势，其光电池分别产生电动势，其差值可以使上下偏斜指示计差值可以使上下偏斜指示计或左右偏斜指示计产生动作

20、，或左右偏斜指示计产生动作，从而判断出光轴位置，如图从而判断出光轴位置，如图6-25所示。所示。图图6-25 前照灯检测原理前照灯检测原理3.前照灯的调整与修理前照灯的调整与修理 前照灯光轴方向偏斜时，应进行调整，调整部位一般分前照灯光轴方向偏斜时，应进行调整，调整部位一般分外侧调整式和内侧调整式两种，如图外侧调整式和内侧调整式两种，如图6-26所示。所示。图图6-26 前照灯调整部位前照灯调整部位6.2.6前照灯控制电路与智能化灯光系统前照灯控制电路与智能化灯光系统1.前照灯的控制电路前照灯的控制电路（a）控制火线式）控制火线式 （b）控制搭铁线式）控制搭铁线式图图6-27 前照灯的控制电路

21、前照灯的控制电路2.前照灯自动变光电路前照灯自动变光电路图图6-28 前照灯自动变光电路原理图前照灯自动变光电路原理图3.灯光提示报警与自动关灯电路灯光提示报警与自动关灯电路 汽车在白天行驶时，如果遇到阴沉沉的雨雪天气，或通过汽车在白天行驶时，如果遇到阴沉沉的雨雪天气，或通过黑暗的涵洞、隧道时，驾驶员为了行车安全而打开前照灯，可黑暗的涵洞、隧道时，驾驶员为了行车安全而打开前照灯，可有时在光线转亮之后一直到停车断开点火开关，容易忘记关灯。有时在光线转亮之后一直到停车断开点火开关，容易忘记关灯。灯光提示报警与自灯光提示报警与自动关灯电路能够自动关灯电路能够自动发出报警，警告动发出报警，警告驾驶员关

22、闭前照灯驾驶员关闭前照灯和尾灯，或者自动和尾灯，或者自动关闭灯光。关闭灯光。 图图6-29 提醒关灯电路提醒关灯电路 1-车灯开关；车灯开关；2-至前照灯；至前照灯；3-至停车灯；至停车灯； 4-接点火开关；接点火开关；5-闪光器；闪光器；6-蜂鸣器蜂鸣器4.前照灯自动延时关闭电路前照灯自动延时关闭电路 前照灯自动关闭延时器是一种自动关闭前照灯的控制装前照灯自动关闭延时器是一种自动关闭前照灯的控制装置。当汽车停驶时，为驾驶员下车离去提供一段照明时间。置。当汽车停驶时，为驾驶员下车离去提供一段照明时间。图图6-30 前照灯延时关闭控制电路前照灯延时关闭控制电路1-延时按钮开关；延时按钮开关；2-

23、延时继电器；延时继电器； 3-前照灯变光开关；前照灯变光开关；4、5-接前照灯接前照灯 6-机油压力开关机油压力开关5.前照灯昏暗自动发光控制电路前照灯昏暗自动发光控制电路 前照灯昏暗自动发光控制电路的作用是：在汽车行驶过前照灯昏暗自动发光控制电路的作用是：在汽车行驶过程中（并非夜间行驶），汽车前方的自然光的强度降低到一程中（并非夜间行驶），汽车前方的自然光的强度降低到一定程度时，如汽车通过隧道、高架桥、林荫路、树林或天空定程度时，如汽车通过隧道、高架桥、林荫路、树林或天空突然乌云密布等，该电路便自动将前照灯电路按通，打开前突然乌云密布等，该电路便自动将前照灯电路按通，打开前照灯开以确保行车安

24、全。照灯开以确保行车安全。6.智能化灯光系统智能化灯光系统 智能化灯光系统能使汽车前照灯随行驶状况的变化而实智能化灯光系统能使汽车前照灯随行驶状况的变化而实时变化，将会出现具有时变化，将会出现具有1015种不同光束的前照灯灯光，相种不同光束的前照灯灯光，相对行驶速度和路面对行驶速度和路面“随机应变随机应变”。例如，在高速公路上，汽。例如，在高速公路上，汽车前照灯会照亮前方不宽的区域，且更远一点。当汽车转弯车前照灯会照亮前方不宽的区域，且更远一点。当汽车转弯时，外侧亮度要亮些，能让驾驶员看清楚弯道情况；而内侧时，外侧亮度要亮些，能让驾驶员看清楚弯道情况；而内侧要暗些，目的是不要使对面会车的驾驶员炫目。要暗些，目的是不要使对面会车的驾驶员炫目。 智能化灯光系统的代表性产品是智能化灯光系统的代表性产品是AFS随动转向灯光系统，随动转向灯光系统，其前照灯的灯光分布明显优越于普通灯光系统（图其前照灯的灯光分布明显优越于普通灯光系统（图6-31）。）。 a）智能化）智能化AFS随动转向灯光系统随动转向灯光系统 b）