汽车灯光的设计

汽车照明系统的设计

摘要

随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，人们对汽车的要求已不仅仅局限于性能，成本，而是越来越多的要求现代汽车更加安全，更加环保，更加人性化。汽车生产商们也正在用更安全、更环保、设计更精美以及更省油料等优点来吸引用户。而同时，新车款型也必须符合最新的规定，这就导致了新技术不断得到应用。作为汽车的三大安全件之一，汽车照明系统是最主要的主动式安全装置，对传统汽车照明系统的改进和创新也日益成为全世界汽车厂商研究的热点问题。因此，如何使汽车照明智能化，驾车更安全，更舒适就成为一个十分紧迫而又有重大现实意义的课题。

Abstract

With the development of society and improvement of living standards, people'srequirements of the vehicle is not limited to performance, cost, but more

and more requirements of modern cars safer, more environmental protection, more humane. Car makers are using more safe, more environmentally friendly, moreexquisite design and more advantages to attract users of oil crops. But at the same time, the new car models must also be consistent with the provisions of the latest, this leads to the new technology had been used. As one of the three safety car, car lighting system is active safety device of the main, to the improvement and innovation of traditional automotive lighting system is becoming a hot problem of automobile manufacturers worldwide research. Therefore, how to make the automobile lighting intelligent, driving safer, more comfortable to become has the important practical significance a very urgent task.

1.前言

汽车照明系统是汽车安全行驶的必备系统之一。它主要包括“外部照明灯具、内部照明灯具、外部信号灯具、内部信号灯具等。汽车照明的发展史大体上经过如下四个阶段：汽车灯具的演变随着汽车光源的更迭而发生。

第一代汽车照明系统是由燃料（蜡烛、煤油或乙炔）直接燃烧发光。但存在发光效率很低、光强弱、性能不稳定、操作复杂等明显缺点。能满足早期车灯的要求。

第二代汽车照明系统是白炽灯。1879年爱迪生发明白炽灯。汽车灯具发生了革命性的变化，1913年美国首先将白炽灯技术应用在凯迪拉克汽车前照灯上。从此汽车照明进入了电气时代。接着，先后出现汽车反光镜、启动机、发电机和蓄电池等新技术，1925年开始汽车真正进入白炽灯汽车灯具时代。20世纪50年代又出现卤钨灯，很快成为汽车强光源的主要灯泡。将替代白炽灯、卤钨灯成为新型的汽车前照灯的光源。

第三代汽车照明系统是气体放电灯（HID具有高发光效率、高亮度和高可靠性等优点。

第四代汽车照明系统是半导体发光二极管（LEDLED半导体PN结二极管。使PN结系统受到激发，当一个正向偏压施加于PN结两端时。载流子由低能态跃迁到高能态，当处于高能态的不稳定载流子回到低能态复合时，根据能量守恒原理，多余的能量将以光子形式释放，就是LED电致发光原理。汽车灯具从最原始的蜡烛灯。

近年来又出现了新型HID灯以及LED灯。自从奥迪家族第一款加装LED前灯的车型R8曝光

以来，发展到普遍使用的白炽灯。国际上高档轿车生产商如奔驰、宝马、丰田、福特等纷纷推出配有五彩缤纷的LED灯具的新款式轿车以吸引顾客，尤其是日本汽车对LED应用已相当广泛。被称为一生不需要更换灯泡的汽车灯，国际上汽车电子化中最耀眼的产品之一。

传统的汽车照明系统主要由前照灯系统，信号照明系统，车内照明系统三大部分组成。随着科技的进步，传统照明系统也经历了长足的发展，相应的交通法规也越来越健全，前照灯系统就经历了从最初的煤油灯到白炽灯，卤素灯到现在的气体放电灯的发展过程，信号照明系统从最初的手提煤油灯发展到现在普遍应用的LED信号灯，车内照明系统更是种类越来越多，越来越人性化。但是实际的使用中，传统的前照灯系统存在着诸多问题。例如，现有近光灯在近距离上的照明效果很不好，特别是在交通状况比较复杂的市区，经常会有很多司机在晚上将近光灯、远光灯和前雾灯统统打开；车辆在转弯的时候也存在照明的暗区，严重影响了司机对弯道上障碍的判断；车辆在雨天行驶的时候，地面积水反射前灯的光线，产生反射眩光等等。据统计，夜间事故中约有50％发生在没有照明设施的黑暗道路上，道路照明越差，事故发生的可能性就越大。夜间事故占事故总数的33．1％(虽然夜间出车率只占白天的1／5)。死亡人数则为50％左右，对比致死率，白天事故为12．4％，

而夜间为33、7％。夜间事故多发和高的致死率，其原因就是驾驶员的视力与白天相比约降低1／2。此外雨和雾也会使视力下降，前窗玻璃脏得和水滴不仅使视力降低，还会使距离感失真，必须引起驾驶员的注意。欧洲汽车照明研究机构曾经就此作过专项调查，结果显示，欧洲司机们最希望改善的是阴雨天气积水路面的照明，排在第二位的是乡村公路的照明，接下来依次是弯道照明、高速公路照明和市区照明[1】。上述这些问题的存在，就使得研制一种具有多种照明功能的照明系统成为必要，并且这些功能的切换，出于安全上的考虑，必须是自动实现的，由此，自适应照明系统(ALS)也就应运而生了。

汽车对安全性、舒适性、节能和环保性能等都有一定要求，汽车仪表盘对汽车的安全性、舒适性有着至关重要的地位。而随着驾驶环境的变化，仪表照明也显得更为重要。在夜间或驾驶环境光照条件很差的情况下，仪表照明是驾驶员在驾驶室内观察仪表显示读数所必需的条件，而仪表的照明不但影响驾驶员获取仪表显示信息的效率，而且影响驾驶员观察外界环境的效率，所以仪表照明不但要求对仪表起到照明与美观作用，而且要适应人眼视觉特性，从而保证驾驶的安全性与舒适性。

汽车灯具按照功能功用划分，主要有两个种类：“汽车照明灯和汽车信号灯”。

汽车照明灯按照其安装的位置及功用包括：“ 前照灯、雾灯、牌照灯、仪表灯、顶灯、工作灯”。

汽车灯光信号灯又包括：“ 转向信号灯、危险报警灯、示宽灯、尾灯、制动灯、倒车灯”。

前照灯

汽车前照灯[1]

前照灯又叫前大灯，装于汽车头部两侧，用于夜间行车道路的照明。有两灯制和四灯制之分。每辆车安装2只或4只，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。

前照灯灯光光色为白色，灯泡功率远光灯为45～60W，近光灯为25～55W。要求前照灯应能保证提供车前100m以上路面明亮、均匀的照明，并且不应对迎面来车的驾驶员造成眩目。随着车速的不断提高，汽车上的前照灯的照明距离可达到200 ～300m。

雾灯

雾灯安装于汽车的前部和后部。用于在雨雾天气行车时照明道路和为迎面来车及后面来车提供信号。前雾灯安装在前照灯附近，一般比前照灯的位置稍低，因为雾天能见度低，驾驶员视线受到限制。红色和黄色是穿透力最强的颜色，前雾灯光色为黄色，这是因为黄色光光波较长，具有良好的透雾性能，灯泡功率一般为 35W 。后雾灯采用单只时，应安装在车辆纵向平面的左侧，与制动灯间的距离应大于100mm，后雾灯灯光光色为红色，以警示尾随车辆保持安全距离，灯泡功率一般为21W。

倒车灯

倒车灯装于汽车尾部，用于倒车时汽车后方道路照明和警告其他车辆和行人，表示该车正在倒车，兼有灯光信号装置的功能。倒，灯光光色为白色，功率一般为 28W。

牌照灯

牌照灯用于照亮车辆牌照，要求夜间在车后20m处能看清牌照号码。牌照灯装在汽车尾部牌照的上方或左右两侧，灯光光色为白色，灯泡功率为8～10W。它没有单独的开关控制，受示宽灯或前照灯开关控制。必有按规定要求牌照灯，必须与小灯同一个开关控制。

汽车内部照明系统

汽车内部照明系统由顶灯、仪表灯、踏步灯、工作灯、行李厢灯组成。主要是为驾驶员、乘客提供方便。灯光光色为白色，灯泡功率在2～20 W范围内。

顶灯，安装在驾驶室或车厢内顶部，为驾驶室或车厢内的照明灯具。灯光颜色一般为白色。

仪表灯，安装于仪表盘内，它用来照明汽车仪表。灯光颜色一般为白色。

踏步灯，一般安装在汽车的上下车台阶的左右两侧，作用是用来照明车门的踏步处，方便乘客上下车，灯光颜色一般为白色。

工作灯：是车辆维修时可以移动使用的一种随车低压照明工具，电源来自发电机或蓄电池。常常带有挂钩或夹钳，插头有点烟器式或两柱插头式两种。

行李厢灯：为轿车行李厢内的灯具，灯光为白色。

阅读灯：装于乘员席前部或顶部，聚光时乘员看书不会给驾驶员产生眩目现象，照明范围较小，有的还有光轴方向调节机构。