汽车车灯的演变与改进..doc

汽车车灯的演变与改进 在每一个汽车博物馆里，我们都能真切的感受到车的演变，它的造型，性能……，但很少有人注意到车的眼睛“车灯”的演变与改进。上海汽车博物馆之行，让我认识很多。对于这个汽车上再寻常不过的部件，它的背后还有很多值得探索的话题。 车灯对于汽车和车辆驾驶者来说十分重要，它可以照亮道路，让夜间行车变得轻松；它也能让其他交通参与者发现车辆，避免发生事故。 最初，德国工程师卡尔.本茨研制出世界第一台汽油机为动力的三轮内燃机，它却是由金属材料制成，汽车从此诞生并迅速发展起来。但要在夜间或黑暗道路行驶，必须有照明工具，可以说，有了汽车就有了车灯，车灯和汽车是同时诞生并同步发展的。 汽车灯具的演变随着汽车光源的更迭而发生，大体上经过如下四个阶段： 第一代汽车光源是由燃料(蜡烛、煤油或乙炔)直接燃烧发光，它能满足早期车灯的要求，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。 最初的前照灯是安装在汽车的煤油灯。但煤油灯的发光强度太低，不能满足照亮车前足够远路面的要求。为了提高前方路面照度，利用了1779年克鲁平发明的带片的式抛物面反光条（反光镜的雏形）。用克鲁平反光镜的灯成为世界上第一只聚光灯，当时被称之为强光无比的灯，它能将置于反光镜焦点上的发光强度提高500倍。当时用这样的反光镜将装置在汽车光源前方的两只光源的光通量，反射汇聚于一狭窄立体角内并使之形成高强度光束的聚光灯式前照灯。除前照灯外，当时还规定汽车上必须配置一只朝向后方的红色窗口——信号灯的雏形。后来出现了乙炔作光源的牌照灯，由于用橡胶管向牌照灯供应乙炔不可靠且有危险，只好也用煤油灯作汽车的后灯。 第二代汽车光源是白炽灯。1879年爱迪生发明白炽灯，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，汽车灯具发生了革命性的变化，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，它很快成为汽车强光源的主要灯泡。 1879年白炽电灯出现后，人们很自然的想到把它应用到汽车上，但最初的尝试失败了。因为当时的真空白炽灯泡的灯丝是由碳丝做成的，很脆，经不起汽车的震振动，特是它的轮廓亮度不够高，仅为4*10000cd/m 左右（cd——坎德拉，光强度单位），而在汽车前方100M初产生1LX（1L ——勒克斯，照度单位）的照度，至少需要光源轮廓亮度为32*10000cd/m。到1905年，乙炔开始用作车灯光源。这是因为乙炔等火燃的轮廓亮度约为7.2*10000cd/m, 比当时电灯所能达到的亮度几乎亮一倍。乙炔是利用装置在汽车脚踏板或车架上的轻便型乙炔发生器由碳化钙和水发生化学反应而产生的。行车时车体的颠簸或晃动刚好成为这个化学反应的“催化剂”，一旦汽车停下来，则反应渐弱，照明渐无。当时已有其他高度光源，虽然也在汽车上试用过，但都因为种种原因未获成功，最终只有乙炔灯成为早期车灯的稳定光源，而且一直沿用到1925年前后。 1913年发明了用螺旋钨丝作发光体的充气（惰性气体）白炽灯泡，使发光效率由碳丝白炽灯泡的1lm/W提高到15lm——18lm/W。美国当年就将它用到凯迪拉克汽车的前照灯上从而开始了汽车电器照明的时代。1017凯迪拉克汽车的前照灯开始采用反光瓦（最早的车灯反光镜）以提高光能的利用率并增加照度。然而，乙炔前照灯仍然继续使用了很长一段时间，只是逐渐的被电光源前照灯所取代。产生这种情况的在于当时的发动机汽缸燃气点火采用本身既为独立电源的高压磁电机，而发电机使用手摇柄启动。汽车上即没有发电机也没有蓄电池。1912年发明了用以启动发电机的电启动机，这就要求在必须装置蓄电池，为给蓄电池充电又要求装置支流发电机，这就给汽车采用电光源照明提供了必要的条件，也是必然的发展趋势。但是，汽车电器设备（启动机、发电机、蓄电池、和电器照明设备）在当时并非每辆汽车都具备，而是根据用户要求另外安装的选装设备。所有汽车出厂都采用电器照明，实际上是从1925年开始的，此后电器设备系统就成为每辆汽车所必备。汽车灯具才在为青一色的电光源。 第三代汽车光源是气体放电灯(HID)。它具有高发光效率、高亮度和高可靠性等优点，将替代白炽灯、卤钨灯成为新型的汽车前照灯的光源。高强度气体放电大灯通过电弧产生光亮，灯泡内部不再使用钨丝，而是依靠一颗置于耐高温灯管（弧光管）内安定的电弧放电器作为发光元件。HID 灯借着特殊设计、内部布涂石英或铝的灯管，并透过两端钨电极打出来的加压电弧，通过灯管后而发出光线。这些灯管内充满了气体和金属。气体帮助灯泡启动，而金属加热达到蒸发点，形成等离子态后而发出光线。 第四代汽车光源是半导体发光二极管(LED)。LED是半导体PN结二极管，当一个正向偏压施加于