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1、汽车电气设备,沈阳大学 凌永成,配 套 教 材 信 息,教材名称：汽车电气设备（第2版） 教材主编：凌永成 教材定价：38RMB 出版社：北京大学出版社 出版时间/版次：2010年3月第2版 国际标准书号（ISBN ）： 978-7-301-16916-2 教材所属系列： 21世纪全国高等院校汽车类 创新型应用人才培养规划教材,第6章 汽车照明信号系统,6.1 汽车灯具,6.1.1汽车灯具的种类与用途,汽车灯具按功能可分为照明灯具和信号灯具两大类；按安装位置可分为外部灯具和内部灯具。,1.外部灯具,1前转向灯；2前示位灯；3前照灯；4前雾灯；5出租车标志灯；6出租车空车灯；7转向示位组合灯；8
2、示廓灯；9前照灯；10前雾灯；11行李厢灯；12倒车灯；13后雾灯；14后示位灯；15制动灯；16牌照灯；17高位制动灯；18警示灯；19后转向灯；20侧示位灯,外部灯具光色一般采用白色、橙黄色和红色；执行特殊任务的车辆，如消防车、警车、救护车、工程抢修车，则采用具有优先通过权的红色、黄色或蓝色闪光警示灯。,机动车应按时参加安全检测和综合检测，确保外部灯具齐全有效。我国对各种汽车灯具的使用规定见表6-1。,（1）前照灯。前照灯俗称大灯或头灯，装在汽车头部两侧，用来照明车前道路，有两灯制、四灯制之分。四灯制前照灯并排安装时，装于外侧的一对应为近、远光双光束灯；装于内侧的一对应为远光单光束灯。远光
3、灯功率一般为4060W，近光灯功率一般为3555W。,（2）雾灯。安装在汽车头部或尾部。在雾天、下雪、暴雨或尘埃弥漫等情况下，用来改善车前道路的照明情况。前雾灯功率为4555W，光色为橙黄色。后雾灯功率为21W或6W，光色为红色，以警示尾随车辆保持安全间距。,（3）牌照灯。装于汽车尾部牌照上方或左右两侧，用来照明后牌照，功率一般为510W，确保行人在车后20m处看清牌照上的文字及数字。,（4）倒车灯。安装在汽车尾部，当变速器挂倒挡时，自动发亮，照明车后侧，同时警示后方车辆、行人注意安全。功率一般为2025W，光色为白色。,（5）制动灯。俗称刹车灯，安装在汽车尾部。在踩下制动踏板时，发出较强红光
4、，以示制动。功率为2025W，光色为红色，灯罩显示面积较后示位灯大。为避免尾随大型车对轿车碰撞的危险，轿车后窗内可加装由发光二极管成排显示的高位制动灯。,（6）转向灯。主转向灯一般安装在汽车头、尾部的左右两侧，用来指示车辆行驶趋向。一般在汽车车侧中间还装有侧转向灯。近年来，在小型车上，把侧转向灯安装到左右后视镜上（图6-2）渐成趋势。,主转向灯功率一般为2025W，侧转向灯为5W，光色为琥珀色。转向时，灯光呈闪烁状，频率规定为1.50.5 Hz，起动时间不大于1.5s。在紧急遇险状态需其他车辆注意避让时，全部转向灯可通过危险报警灯开关接通同时闪烁。,图6-2 安装在后视镜上的侧转向灯,（7）示
5、位灯。又称示宽灯、位置灯，安装在汽车前面、后面和侧面，夜间行驶接通前照灯时，示位灯、仪表照明灯和牌照灯同时发亮，以标志车辆的形位等。功率一般为520W。前示位灯俗称小灯，光色为白色或黄色，后位灯俗称尾灯，光色为红色；侧位灯光色为琥珀色。,（8）示廓灯。俗称角标灯，空载车高3.0m以上的车辆均应安装示廓灯，标示车辆轮廓。示廓灯功率一般为5W。,（9）驻车灯。装于车头和车尾两侧，要求从车前和车尾150 m 远处能确认灯光信号，要求车前处光色为白色，车尾处为红色。夜间驻车时，将驻车灯接通，标志车辆形位。,（10）警示灯。一般装于车顶部，用来标示车辆特殊类型，功率一般为4045W。消防车、警车用红色，
6、救护车为蓝色，旋转速度为每秒26次；公交车和出租车为白、黄色。出租车空车标示灯装在仪表台上，功率为515W，光色为红底、白字。,2.组合灯具,目前，大多数汽车都采用组合灯具，即把前照灯、前转向灯、前示位灯等组合在一起，构成前组合灯（图6-3），把倒车灯、制动灯、后转向灯、后示位灯等组合在一起，构成后组合灯（图6-4）。,图6-3 前组合灯,鉴于发光二极管LED（Light Emitting Diode）具有省电、环保、寿命长等优点，近年来在汽车后组合灯（图6-4）中的应用日渐广泛。,图6-4 以发光二极管LED为光源的汽车后组合灯,3.内部灯具,常见内部灯具有顶灯、阅读灯、行李厢灯、门灯、踏步
7、灯、仪表照明灯、报警及指示灯、工作灯等，如图6-5所示。,图6-5 常见汽车内部灯具 1发动机罩下灯；2工作灯；3仪表照明灯、报警指示灯； 4顶灯；5门灯；6阅读灯；7行李厢灯；8开关照明灯,6.1.2对汽车灯具的要求,照明灯具与信号装置应安装可靠、完好有效，不得因车辆振动而松脱、损坏、失去作用或改变光照方向；所有灯光的开关应安装牢固、开关自如，不得因车辆振动而自行开关。开关的位置应便于驾驶员操纵。,除前照灯的远光外，所有灯光均不得炫目，左、右两边布置的灯具光色、规格必须一致，安装位置对称。,前位灯、后位灯、示廓灯、牌照灯和仪表灯应能同时启闭，当前照灯关闭或发动机熄火时仍能点亮。,危险报警灯、
8、指示灯的操纵装置应不受点火开关和灯光总开关的控制。汽车转向信号灯在侧面可见时视为满足要求，否则应安装侧转向信号灯。照明和信号装置的任一条线路出现故障，不得干扰其他线路的工作。前、后转向信号灯，危险报警闪光灯及制动灯白天距100m可见；侧转向信号灯白天距30m可见；前、后位置灯和示廓灯夜间良好天气距300 m可见。,6.1.3照明系统控制电路,照明系统工作情况一般服从如下规律：,（1）前照灯位于二挡，示位灯、仪表板照明灯及牌照灯位于一挡。二挡接通时，挡接通的灯具仍发亮。 （2）通过变光开关可使前照灯远光与近光交替通电闪烁，作为超车用灯光信号，变光开关一般控制前照灯火线支路。 （3）雾灯不但受雾灯
9、开关控制，其电源电路还受车灯开关控制。 （4）顶灯还兼有监视车门关闭的作用，当车门未关严时顶灯发亮以示警告。,为确保照明及信号灯系统正常工作，不但配备了灯光开关、变光开关、雾灯开关、转向灯开关、制动灯开关、倒车灯开关，许多汽车还加装了后位灯继电器、前照灯继电器、雾灯继电器。灯具开关也由分散的独立式开关发展为组合式开关。为确保灯具的发光强度，许多汽车前照灯、雾灯等灯具搭铁线的搭铁部位逐渐移到了发动机、变速器等金属机体上。,为了提高工作可靠性，车灯均采用并联电路，在每个灯具支路上还安装了熔断器，以确保某支路出现故障时，不会影响其他支路电器的工作。,图6-6 北京切诺基汽车照明电路,6.2 前照灯及
10、其控制电路,6.2.1对前照灯的基本要求,（1）前照灯的上缘距地面高度不大于1.2m，外缘距车外侧不大于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，应能至少照清前方100m远的道路；近光灯亮时，应能照清前方40m远的道路并不得炫目。,6.2.2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。,1.反射镜,反射镜的作用是将灯泡的光线聚合并导向前方。反射镜的表面形状呈旋转抛物面。由于前照灯灯泡灯丝发出的光亮
11、有限，功率仅4060W。如无反射镜，只能照清车前6 m左右的路面。有了反射镜之后，前照灯照距可达150 m或更远。,图6-7 反射镜,图6-8 聚光作用,2.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光束进行折射（图6-9），使车前路面和路缘都有良好而均匀的照明（图6-10）。,（a）圆形配光镜 （b）向左右折射 （c）向下折射 图6-9 配光镜的结构与作用,图6-10 有无配光镜（散光玻璃）的光形对比,3.前照灯灯泡,目前，常用的汽车前照灯的灯泡有白炽灯泡、卤素灯泡和HID气体放电灯灯泡（氙气灯泡）等几种。,1）白炽灯泡,白炽灯泡（图6-11）的灯丝用熔点高、发光强的钨丝制成
12、。由于钨丝受热后会蒸发，会缩短灯泡的使用寿命。,图6-11 前照灯白炽灯泡,2）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灯泡（图6-12）。,图6-12 卤素灯泡,6.2.3前照灯的防炫目装置,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。,（a）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 图6-13 近、远光灯光束,2.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。因为近光灯丝射向反射镜下部的光线经反射后，将倾斜向
13、上照射，仍会使对面交会汽车的驾驶员炫目。,为此，现代汽车前照灯的近光灯丝下方均装设配光屏（又称遮光罩、护罩或光束偏转器），用以遮挡近光灯丝射向反射镜下半部的光线，消除反射后向上照射的光束，提高防炫目效果。,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。,3.采用不对称光形（E形或Z形）,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E形不对称光形（图6-14），将近光灯右侧亮区倾斜升高15，即将本车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15形成的。,图6-14 前照灯配光光形,有些汽车使用了Z形不对称近光光形
14、（图6-14），该光形明暗截止线呈反Z形（图6-15）,故称Z形配光。,图6-14 前照灯配光光形,图6-15 Z形不对称近光光形明暗截止线呈反Z形,Z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炫目，进一步提高了汽车夜间行驶的安全。,6.2.4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、封闭式两种。,1.半封闭式前照灯,半封闭式前照灯的结构如图6-16a、图6-17和图6-18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，两者之间垫有橡胶密封圈，灯泡只能从反射镜后端装入。,a）半可折式（白炽灯泡） b）封闭式灯泡
15、 c）封闭式卤素灯泡 图6-16 单通前照灯类型,图6-17 矩形半封闭式前照灯,图6-18 圆形半封闭式前照灯,2.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6-16b、c所示。,a）半可折式（白炽灯泡） b）封闭式灯泡 c）封闭式卤素灯泡 图6-16 单通前照灯类型,为实现前照灯更亮、更远、更美观的要求，许多轿车上采用了投射式前照灯、HID气体放电灯。,（1）投射式前照灯。 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，所以外径很小，结构如图6-19所示。,反射
16、镜有两个焦点。第一焦点处放置灯泡，第二焦点在灯光中形成。凸形散光镜的焦点与第二焦点重合。来自灯泡的光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前方。投射式前照灯采用的光源为卤素灯泡。,在第二焦点附近设有遮光板可遮挡上半部分光，形成明暗分明的配光。这种配光特性可适用于前照灯近、远光灯，也可用作雾灯。,图6-19 投射式前照灯的构造,（2）HID气体放电灯。 HID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氙气，故亦称氙气灯，简称氙灯。,a）外形 b）原理示意图 图6-20 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，取而代之的是装在石英管内的两个电极，管内充有氙气（Xenon）及微量金属（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。,HID气体放电灯灯泡
