汽车灯具的技术发展.doc

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1、汽车灯具的技术发展本文由liuzewei2004贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 汽车灯具的技术发展(二 汽车灯具的技术发展 二)信号灯 本文描述信号灯的演变、种类和功能，以及介绍后组合信号灯（组合尾灯）的 新型光源和个性化设计。 信号灯的演变 18 世纪汽车诞生之时，信号灯已问世。最初的信号灯只有单一功能，即一只灯只有一种功能； 当双丝灯泡被广泛采用后，才有结合后位置灯和制动灯合的灯具。直到 80 年代初，才出现将 各种功能信号灯组合在一起的组合尾灯，这种组合尾灯的壳体上有不同功能的灯仓，对应的面 罩也有不同的颜色，使用不同的灯泡，此

2、时的面罩还是单色。90 年代，多色面罩技术广泛使 用，使组合尾灯的面罩成为一个整体，现代汽车的尾灯基本上都使用多色面罩的组合尾灯；单 一功能的信号灯，只有在一些豪华大客车上才能看到。 目前流行的信号灯加工工艺，都是使用多色技术的整体面罩和镀铝的壳体组。壳体和面罩的连 接方式在不同的车系中有不同的方式：欧系车的组合尾灯以焊接为主，日系车以胶粘接为主， 美系车两种方式都有采用；焊接方式有热板焊、磨擦焊、超声波焊等；信号灯使用的胶也有热 胶、冷胶之分。在灯泡座方面，日系和美系车主要使用单个带密封的灯泡座，灯泡座之间用导 线连接，通过共用的组合插头与车体线束连接，为灯泡座式通用件；欧系车通常使用整体的

3、灯 泡座，所有灯泡都装在同一个灯泡座上，灯泡座上有插接器同车体线束连接，灯泡座与灯体之 间有密封和不密封两种形式，灯泡座是为个别产品专门设计的。 信号灯的种类和功能 信号灯围绕着法规的要求而发展，其主要作用是显示车辆的存在、宽度、状态以及辅助照明 等。它包括转向灯、制动灯、前后位置灯、示廓灯、后雾灯、回复反射器等。对于色度的要 求，中国法规和欧洲法规有相同的要求：前雾灯为黄色或白色，目前大多为白色；后位置灯、 制动灯和后雾灯为红色；转向灯为黄色；倒车灯为白色。在美国，允许转向灯使用红色光。 转向灯（故障警告灯）用来向其他车辆和行人表明本车辆将向左或右转向的灯具。当本车有故 障或道路前方有特殊情

4、况时，同时启动左右转向灯，闪烁报警；此时的转向灯的作用是故障警 告。 制动灯向车辆的后方及其他道路使用者表明车辆正在制动。 前后位置灯从车辆前后方向观察，显示车辆存在和宽度。 示廓灯显示车辆最外边缘和最高顶部，引起对其特别关注。 后雾灯在大雾、雨、雪等视野条件恶劣的情况下，从车辆后方观察，使得车辆更容易看见。在 通常的情况下，只装备一盏在车辆前方前进方向的左侧（右侧行使的车辆）；也有左右各装备 1 盏。在雾、雪、雨或尘埃弥漫等能见度较低的情况下，故障警告灯（双闪左转向灯）不适合 开启，而应该开启前、后雾灯，当打开后雾灯时建议车速不要超过 50km/h。 回复反射器通过外来光源照射后的反射光，向

5、位于光源附近的观察者表明车辆的存在。 前雾灯被国家标准描述为“在雾、雪、雨或尘埃弥漫等有碍可见度的情况下，为改善车辆前部 道路照明和使迎面来车容易发现车辆的灯具”。在恶劣气象条件下，它兼有前部照明和信号两 种功能。在一些国家，前雾灯是选装的，2000 年以前中国汽车的前雾灯也是选装的。前雾灯使 用的灯泡有 F2、H1、H2、H3、H4（近光灯丝），目前 F2 灯泡已甚少使用。 后组合信号灯（组合尾灯） 后组合信号灯（组合尾灯） 随着人们生活水平的提高，后组合尾灯的美观性越来越受重视，新颖、独特的个性化产品得到 青睐。信号灯的发展主要体现在：新型光源的应用和个性化的设计两个方面。 新型光源 新型

6、光源应用于信号灯的光 源也经历了一个从油灯、煤 气灯、电灯的发展过程。目 前使用最多的光源为白炽 灯，这类灯泡有 P21W、PY21W、P21/5W、R5W、 R10W、W5W、W2.3W、T4W、等。其中 P21W 是白色 的 21 瓦灯泡，它用途广泛，可作为制动灯、转向灯、后 雾灯、倒车灯等的光源；PY21W 为黄色的灯泡，用于转 向灯；P21/5W 为双丝灯泡，主要用于位置和制动灯，同 一灯仓具备两种功能； R5W 和 R10W 两种灯 泡的功率较小，一般用 于位置灯；W5W 灯泡 通常情况下是组合前 灯中的位置灯的光源或高位制动灯 的光源；W2.3W 灯泡是高位制动 灯的光源；T4W

7、是一种微型灯 泡，主要用于高位制动灯和前位置 灯。 在信号灯的新型光源中，有卤素灯 泡、发光二级管（简称 LED）、 氖光灯等。 卤素灯泡 用于 信号灯的卤素灯泡主要有 H21W 和 H6W 两种，其 特点 主要是：能耗低发光效率高，H6W 的功率为 6 瓦， 发光 强度可以达到 125lm，同 R10W 的发光强度相当； H21W 的功率为 21 瓦，发光强度可以达到 600lm，比 P21W 灯泡的发光强度高 30%；尺寸 小， 可以减小安装尺寸，增大反射镜的有效面积。目前 已在 奥迪、宝马等高档轿车中使用。 LED LED（Light Emitting Diode） 从 20 世纪 60

8、 年代问世以来，已有 30 多年的发展 历 史。随着近几年半导体芯片技术的不断改进及封装技术的迅速提高，其光效从最初不到 1lm/W，今天已发展至 100lm/W 红色、100lm/W 橙色和绿色 50lm/W，大大超过了传统白炽 灯。LED 具有体积小、重量轻、耗能少、寿命长、响应时间短及抗振性能好等优点，将来必将 成为信号灯的主要光源。由于 LED 的反应时间大约比 P21W 的白炽灯泡快大约 50ms，在车速 为 100kW/h 的情况下，大约可以减少 1.5m 的制动距离，这 1.5m 对提高行车的安全性很重 要。LED 的工作寿命大于 1 万小时，与整车的寿命相同，在正常使用中不需要

9、更换光源，减少 维护费用。由于 LED 的发光效率高、能耗低、发热量小、发出的光有很好的方向性，大大减少 了灯仓体积，简化结构，降低生产的材料费用和制造成本，降低电能消耗，节约燃油，减少使 用费用。 LED 在高位制动中广泛使用，由多个 LED 构成的制动灯已在中高档轿车中广泛应用，如宝马 7 系列、Audi C6 等轿车的制动灯。其中值得一提的是宝马 7 系列的制动灯，它是由 25 个 LED 构成，分两组，9 个单亮度 LED 和 16 个双亮度 LED。当制动的加速度小于 5m/s 时，9 个单亮 度 LED 发光；当制动的加速度在 5-7m/s 时，25 个 LED 发出相同亮度的光；

10、当制动的加速度 在 5-7m/s 时，9 个单亮度 LED 发光，16 个双亮度 LED 发强光。这样能够提高行车安全性，是 常规灯泡所不能达到的。 氖光灯 氖光灯是低压气体放电灯的一种，属于辉光放电，光谱 640nm，为红色光范围。氖光灯的特点 是：反应快、能耗低、寿命长、形状多样，是高位制动灯和制动灯的理想光源。缺点是成本 高，需要升压变压器，存在电磁干扰问题，对收放机的无线电设备有一定影响。氖光灯是由发 光管和变压器两部分组成：发光管是在充满氖气的玻璃管两端加上电极构成，通过变压器在电 极上加上高压电，击穿氖气形成辉光放电，其工作原理和霓虹灯相同。发光管可以按需要制成 不同的形状，满足整

11、车造型的要求。 个性化的设计 个性化的设计分为统一色调技术、晶亮外观和复层面罩几个方面。 二种色调 红黄色调（倒车灯加红色或黄色装饰条），即后组合灯面罩由红色和黄色 两种颜色组成，倒车灯的白色部分需要掩饰。一种方法是在面罩内表面热压 上红色或黄色的不透明材料；另一种方法是将倒车灯从该组合灯中移出，单 独设计，将倒车灯和后雾灯单独组合在一起。 红白色调即外面罩分红和白两种颜色。通常情况下白色区域为转向灯和倒车灯，位置灯、制 动灯和后雾灯等其他功能在红色面罩内。此时转向灯使用 PY21W 黄色灯泡，位置灯、制动灯 通常使用 P21/5W 灯泡，倒车灯和后雾灯使用白色的 P21W 灯泡。宝马 5 系

12、尾灯是一个典型的 例子。上面的白色部分是转向灯，使用 PY21W 黄色灯泡，下面一个很小的白色区域为倒车 灯；中间的红色区域为制动灯、位置灯和后雾灯。倒车灯附近，颜色为暗红色的区域是回复反 射器。 红灰色调即外面罩分红和灰两种颜色，通常情况下灰色区域为转向灯和倒车灯，位置灯、制 动灯和后雾灯等其他功能在红色面罩内。此时转向灯使用 PY21W 黄色灯泡，或增加一个黄色 附加面罩后使用 P21W 白色灯泡，位置灯和制动灯通常使用 P21/5W 灯泡，倒车灯、后雾灯使 用白色的 P21W 灯泡。 统一色调 统一色调采用光谱滤波技术，通过增加附加配光镜，可实现红、灰、蓝、绿等外观效果，同时 满足法规的

13、配光要求。这里所说的红色实际上是一种粉红色，它与黄绿色的附加配光镜配合可 得到黄光，用于转向灯；同蓝色的附加配光镜配合可得到白光，用于倒车灯；同红色的附加配 光镜配合可得到红光，用于制动灯、位置灯和后雾灯。这里的全红面罩不能使用纯正的红色， 转向灯和倒车灯无法满足法规的色度要求。单色的统一色调面罩都存在一个问题，就是回复反 射器不能在该灯上，需要单独安装反射器，因为反射器法规要求反射光为红色。对于红色面罩 还有另外一种解决方法，就是采用三色面罩的生产技术，在同一面罩上的不同区域使用不同的 材料，如转向灯和倒车灯的部位使用粉红色，其他部分使用红色，以满足转向灯和倒车灯配光 的色度要求，并节省了制

14、动灯等的红色附加面罩，还可以将回复反射器作在面罩的红色部分 上。 晶亮外观 大部分日本车都相继使用晶亮外观的灯具。这种灯的主要特点是外观效果非常有冲击力，整盏 灯晶莹剔透，相似一块大水晶，故又名为 “水晶灯”。 该灯采用了很多前照灯的技术，如反射镜的自由曲面技术、镜面镀铝技术等，同时结合多色面 罩技术生产出来的一种全新感觉的尾灯。在造型上应整车造型要求，首先确定面罩和反射镜是 否有花纹；再进行配光设计，达到法规的要求。花纹的形式包括：面罩带花纹、反射镜带花 纹，面罩带花纹、反射镜不带花纹，面罩不带花纹、反射镜不带花纹和面罩不带花纹、反射镜 带花纹等。通常情况下无附加面罩，也有在黄色的转向灯泡外加镀铝遮光片来提高整体效果的 一致性。该灯面罩、反射镜等零件的表面质量要求比较高。 复层面罩 顾名思义，复层面罩采用了两层面罩，是“水晶灯”的一种变型。通常情况下，两层面罩中有 一层是无色透明的，整体效果比“水晶灯”稳重一些；由于有两层面罩，看上去面罩有很大的 纵深，立体视觉效果很好。1