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照亮前途:探究汽车大灯演变史

2014-10-09 10:12:51

  汽车改变了人类交通状况,拥有汽车工业成了每一个强大工业国家的象征。回首百年,从蒸汽机到以汽油、柴油为燃料的汽车发动机;从三轮车到敞篷跑车、SUV,现代汽车工业的发展推进着现代文明的繁荣。应该说,汽车确实载着人类向前发展,向前奔驶,使人类更追求自由,视野更加开阔。其中,车灯的发展也起到了至关重要的作用,从最初的照亮夜路,方便司机行驶一直衍生到现在成为一个安全标准,历时120多年,其演变进程大约经历了七代。

  听说,第一个汽车前大灯是家用手提灯充当的。1887年,一个驾驶员在黑暗的旷野上迷路时,一位农人用手提灯把他引回家。1898年,哥伦比亚电动汽车(全世界最早的几款电动汽车之一)把电力用于前灯和尾灯,这样车灯就诞生了。最初的前大灯没有汽车大灯调光电机,不能调光,所以在会车时有些晃眼,为了克服这个缺点,后来采用了附加光度汽车大灯调节器。这种前大灯能够在笔直方向移动,这就是现代车灯的雏形。

  第一代乙炔气前照灯




  最早普及的汽车大灯基本都是有明火的乙炔气前照灯,此类灯具有较高的轮廓亮度,乙炔气火焰的亮度比当时电光源所能达到的亮度高出一倍,因此,在1925年以前使用的汽车前照灯几乎全是乙炔气前照灯。当时,乙炔气前照灯还能作为民用手提灯使用。咱们现在还能在一些好莱坞古装片、牛仔片中看到它们的身影。再看看当时的清朝,灯笼仍然是主旋律。


  第二代电光源前照灯



  1913年,带螺旋灯丝的充气白炽灯泡问世,因其具有较高亮度,且没有明火,给电光源前照灯开辟了广阔的前景。然后由于当时汽车电气设备系统的制约(主要是电瓶还未普及),直到1925年,车用电灯照明才得到广泛的应用。


  第三代双光灯芯前照灯



  充气灯泡具备高轮廓亮度,一装在汽车上,就呈现了在会车时因前照灯的强光形成驾驶员夺目而导致发生交通事故和撞车的严重问题。因此,对前照灯的设计提出了两个互不相容的要求:一个是如何在不小于100米的间隔内使道路和高度至少为2-2.5米的障碍物得到良好的照明;另一个是如何使迎面车辆驾驶员不夺目。要知道,汽车会车时的这种夺目问题,至今仍是汽车照明技能中最难以处理的问题,当然,现在的隐患大多跟驾驶员的道德、人品有关。

  当时,为处理夺目的问题,1924年,欧洲发明了双光灯芯前照灯之后,美国也呈现了带双丝灯泡的前照灯。然而,欧洲和美国具备不夺目近光的前照灯的光学系统结构原理不尽相同。其灯泡的差异在于灯丝的形状和位置不同:配光镜的差异在于折光单元的图案和计算不同,因此,近光的配光也有所不同。如今,近光系统分为欧洲系统和美国系统两种,两大系统的协调问题是当今世界汽车灯火发展的重要课题之一。


  第四代不对称近光前照灯




  双光灯芯前照灯系统归于对称近光系统,近光光型的左右两侧完全相同,因此左、右两侧行驶皆适用。但由于行车光(远光)变到会车光(近光)时,视见间隔缩短,迫使车速降低。为处理在会车进程中,前照灯既不产生夺目,又能保证对道路具有良好的照明,1932年,美国发明了不对称前照灯,它是以基准轴为中心,将光束一分为二,靠近来车一侧的落地间隔短(即光束压低,从而防炫),而另一侧光束的落地间隔长(即光束抬高,从而增加视见)。


  第五代卤素前照灯



  第一批装有卤素灯泡的汽车前照灯是由法国"斯贝"公司在1964年生产的。卤素灯泡与其他白炽灯的最大不同在于一点,就是卤素灯的玻璃外壳中充有一些卤族元素气体(通常是碘或溴),其作业原理为:当灯丝发热时,钨原子被蒸发后向玻璃管壁方向移动,当接近玻璃管壁时,钨蒸气被冷却到大约800℃并和卤素原子结合在一起,形成卤化钨(碘化钨或溴化钨)。卤化钨向玻璃管中央继续移动,又重新回到被氧化的灯丝上,由于卤化钨是一种很不稳定的化合物,其遇热后又会重新分解成卤素蒸气和钨,这样钨又在灯丝上沉积下来,弥补被蒸发掉的部分。通过这种再生循环进程,灯丝的使用寿命不只得到了大大延伸(几乎是白炽灯的4倍),同时由于灯丝能够作业在更高温度下,从而得到了更高的亮度,更高的色温和更高的发光效率。在国内,至今仍有半数以上车型使用卤素灯泡。


  第六代氙气前照灯(HID灯)




  氙气灯,也叫HID气体放电式头灯,由海拉公司在90年代初开发而来。是用包裹在石英管内的高压氙气替代传统的钨丝,提供更高色温、更聚集的照明。由于氙灯是采用高压电流激活氙气而形成的一束电弧光,可在两电极之间持续放电发光。普通汽车灯泡的功率达到55瓦,而氙灯仅需35瓦,降低近一半,可明显减轻车辆电力系统的负担。汽车氙气灯的色温在4000-6000K之间,穿透力远远高于卤素灯泡,能够提高夜间和大雾天气的行车安全性。当晚上行车在没有灯火的路段,路又狭窄弯曲,此刻,假如你的车灯会更亮,照得更远,那么行车的安全性必然提高许多。氙气灯正是基于夜间行车安全而开发出来的。在国内,较多车企只有顶配车型才配备氙气灯,从而促使大量车主买下低配车配后把卤素灯改装为氙气灯,再加装一对安定器。


  第七代LED前照灯



  LED车灯是指采用LED(发光二极管)为光源的车灯。由于LED具有亮度高、色彩种类丰富、低功耗、寿命长的特色,当前已被广泛应用于汽车领域。如奥迪、宝马、奔驰、凯迪拉克灯等豪华品牌已经大量运用此类技能。再加上车企鼓吹的"日间行车灯"概念,大众、现代、起亚等中级车品牌也将LED车灯配备于自家的新车上。想必,LED成为未来车辆照明的发展趋势不可阻挡。