1.前照灯的光学组件。 前照灯的光学组件有灯泡、反射镜和配光镜三部分。 (1)灯泡。 灯泡是前照灯的光源,汽车上使用的前照灯灯泡有充气灯泡和卤钨灯泡,最近几年弧光灯在汽车上的应用逐渐增多。 1)充气灯泡。普通的充气灯泡如图3-55a所示。充气灯泡用钨丝作灯丝,灯泡内充以氩和氮的混合情性气体。在灯泡工作时惰性气体受热膨胀而产生较大的压力,可减小灯丝钨的蒸发、提高灯丝的温度、增加发光效率、延长灯泡的使用寿命。 2)卤钨灯泡。卤钨灯泡如图3-55b所示。这种灯泡的灯丝仍为钨丝,但充入的气体中参有某种卤族元素(如碘、溴、氯、氟等)。灯泡工作时,内部形成卤钨再生循环反应,使钨又回到了灯丝上,既避免了从灯丝蒸发的钨沉积在灯泡上而使灯泡发黑,又延长了灯泡的使用寿命。
3)弧光灯。弧光灯也称氙灯,如图3-56所示。弧光灯灯泡内没有灯丝,取面代之的是装在石英管内的一对电极,管内充有氙或金属卤化物。弧光灯的发光原理是:电子控制电路将电源电压升高(约为5000-12000V),再经功率放大器放大后加在电极上,使电极产生电弧放电而发光。弧光灯可发射出近似于日光的光线,亮度高达卤灯泡的2.5倍,寿命可达普通前照灯灯泡的5倍,而电能消耗不及普通灯泡的一半。因此,弧光灯是很有发展前景的汽车前照灯。
(2)反射镜。
反射镜的作用是使灯泡的光线聚合,并导向前方,半封闭式前照灯的反射镜如图3-57所示。
反射镜可将前照灯灯泡发出的光照亮度增强至几百倍甚至上千倍。前照灯的灯泡如果不反射镜聚光,其光度只能照清周围6m左右的距离。而前照灯配备反射镜后,其照明距离了增至150m以上。反射镜有少量的散射光线,其中朝上的完全无用,朝下的散射光线则有助于照明近距离路面和路缘。
(3)配光镜。
前照灯配光镜也被称之为散光玻璃,配光镜由透明玻璃压制而成,其外表面平滑,内侧是凸透镜和棱镜的组合体。前照灯配光镜的结构与原理如图3-58所示。
前照灯配光镜的作用是将反射镜反射出的光线进行折射,以扩大光照范围(图3-59),使车前100m以内的路面和路缘均有前照灯光线的照明。
2.前照灯的结构。
前照灯按其结构型式分有可拆式、半封闭式和全封闭式三种,可拆式前照灯的光学组件全部可解体,密封性差,反射镜容易被湿气和灰尘等污染,因此在汽车上已很少使用。目前在汽车上所使用的前照灯主要有半封闭式和全封闭式两种。
(1)半封闭式前照灯。
半封闭式前照灯的配光镜靠卷曲在反射镜边缘上的牙齿紧固在反射镜上,用橡胶圈密封,再用螺钉固定(图3-60)。灯泡从反射镜的后面装入,所以更换损坏的灯泡时不必拆开配光镜。半封闭式前照灯的缺点是密封性相对较差,湿气及灰尘容易从灯泡和反射镜之间的缝隙进入而污染反射镜,影响反光镜的反光效率,使前照灯的光照强度下降。
(2)全封闭式前照灯。
全封闭式前照灯配光镜与反光镜为一整体,灯丝直接焊在反射镜底座上,如图3-61所示。全密封式前照灯可以根据需要制成长方形、梯形及其他各种不同的形状。有的全封闭式前照灯只有灯丝而没有泡壳。前照灯采用全封闭结构型式,可避免反射镜被污染,因而全封闭式前照灯的反光效率高、使用寿命长。目前,全封闭式前照灯在汽车上的应用已十分普遍。全封闭式前照灯的缺点是当出现灯丝烧断故障时,需更换前照灯整个光学总成,前照灯的维修成本相对较高。
3.前照灯的防眩。
所谓眩目是指人眼睛突然受强光照射,由于视觉神经受刺激而失去对眼睛的控制,本能地闭上眼睛或看不清暗处物体的生理现象。夜间行车时,前照灯光线照射到对方汽车驾驶人的眼睛,就会使驾驶人眩目,使之看不清前方道路情况而容易造成交通事故。
为防止前照灯照射造成眩目,保证夜间汽车行驶安全,汽车上使用了远光灯和近光灯。
远光灯照射距离远,用于无迎面来车时的道路照明,以提高车速;近光灯照射距离较近,但不会产生眩光,用于会车时的照明。远、近光的切换由驾驶人通过变光开关控制。
日前汽车上的前照灯普遍采用具有远光灯丝和近光灯丝的双丝灯泡,双丝灯泡有不同的结构型式,其防眩目的效果有一些差别。
(1)普通双灯丝灯泡。
普通双丝灯泡的光束如图3-62所示,其中远光灯丝位于反光镜旋转抛物面的焦点,并与光轴平行,远光灯丝通电时,产生的光线由反射镜反射后与光轴平行面射向远方,可获得较远的照射距离和较小的散射光束。近光灯丝位于焦点的前上方,通电时,其光线经反射镜反射的主光束倾向于路面,因而会使迎面来车驾驶人的眩目大为减弱。
(2)具有配光屏的双灯丝灯泡。
普通双丝灯泡近光灯丝通电时,会有一部分反射光线偏上照射,使防眩目作用不太理想。在近光灯丝的下方装一配光屏(图3-63),将近光灯丝射向反射镜下半部的光线挡住，就可消除向上的反射光线,使防眩目作用明显提高。
(3)非对称型配光的双灯丝灯泡。
为使近光灯既有良好的防眩目效果的同时,又有较远的近光照明距离,出现了非对称型配光的双丝灯泡。这种灯泡将配光屏单边倾斜15°,使近光灯丝发出的光线经反射镜和配光镜后形成非对称的近光光形,即迎面来车侧灯光下偏而照射较近,另一侧光线照射较远。这种配光符合联合国经济委员会制定的ECE标准,被称之为ECE形配光,根据其光形特征,也被称之为L形配光。
