第四章汽车照明及信号装置检测

第四章汽车照明及信号装置检测照明系统基础知识介绍汽车的照明系统主要由灯具、电源和电路（包括控制开关）三大部分组成。灯具大体分为照明用的灯具和信号及标志用的灯具。照明用的灯具有前照灯、防雾灯、后照灯、牌照灯、顶灯、仪表灯和工作灯等。信号及标志用灯具有转向信号灯、制动灯、小灯、尾灯、指示灯和警报灯等。对照明系统必须满足的要求：1、保证运行安全2、符合交通法规本章主要介绍汽车前照灯及信号装置有关技术要求；前照灯检测内容、检测原理、检测方法及检测仪器。各种外部照明灯在车上的位置如下图所示。外部照明灯在车上的位置内部灯包括仪表灯、顶灯、阅读灯等，工作照明灯包括行李厢灯、发动机罩下灯等，如下图所示。内部照明灯位置图§4.1概述一、汽车照明及信号装置的必要性为了保证汽车在夜间或白天能见度低的条件下的行驶安全，需要在汽车有关部位安装多种照明及信号装置。这些装置的具体功用是：第一，在夜间或能见度低的情况下，用灯光给行驶车辆照明道路；第二，夜间行车时，为车厢、驾驶室及仪表照明；第三，用发出的标志和信号达到联络、警示，以保证行车安全的目的。现代汽车照明及信号装置主要包括：前照灯、前位灯、后位灯、示廓灯、仪表灯、转向信号灯、倒车灯、危险报警闪光灯、制动灯、前雾灯、后雾灯以及挂车标识灯等。二、前照灯一般规定与要求前照灯是汽车的主要照明装置。前照灯的配光性能应使其远光、近光均具有足够的发光强度，且近光不炫目。近光是夜间会车或尾随其他车辆时使用的近距离照明光束，近光灯应能照明车前40m远的道路；远光是不会车或不尾随其他车辆时使用的远距离照明光束，远光灯应能照明车前100m远的道路。为了夜间行车安全，前照灯主要从发光强度和光束照射位置两个方面做出如下规定：1、前照灯光束照射位置要求1）机动车在检验前照灯的近光光束照射位置时,前照灯在距离屏幕10m处,光束明暗截止线转角或中点的高度应为0·6H-0·8H(H为前照灯基准中心高度,下同),其水平方向位置向左向右偏差均不得超过100mm。2）四灯制前照灯其远光单光束灯的调整,要求在屏幕上光束中心离地高度为0.85H-0.9OH,水平位置要求左灯向左偏不得大于10Omm,向右偏不得大于170mm；右灯向左或向右偏均不得大于170mm。3）机动车装用远光和近光双光束灯时以调整近光光束为主。对于只能调整远光单光束的灯,调整远光单光束。4）机动车每只前照灯的远光光束发光强度应达到表4-1的要求。测试时,其电源系统应处于充电状态表4-1前照灯远光光束发光强度要求允许四灯制的机动车其中两只对称的灯达到两灯制要求视为合格。三、其他照明及信号装置一般规定与要求汽车的前位灯、后位灯、示廓灯、挂车标志灯、牌照灯、前雾灯、后雾灯和仪表灯等是保证汽车夜间或能见度低的情检查项目车辆类型新注册车两灯制四灯制在用车两灯制四灯制汽车、无轨电车15000120001200010000况下安全行车的一组重要的信号装置。该组信号装置应能同时启闭，在前照灯关闭和发动机熄火时仍能点亮。所有车辆均应装有危险报警信号灯，其操纵装置就不受电源总开关的控制。车辆的转向信号灯、危险报警闪光灯及制动灯白天距离100m可看见，侧转向信号灯白天距离30m可见；前位灯、后位灯、示廓灯和挂车标志灯夜间好天气300m可见；后牌照灯夜间天气好20m能看清牌照号码。制动灯的亮度应明显大于后位灯。车辆照明和信号装置的任一条线路出现故障，都不得干扰其他线路的正常工作。一、光与前照灯的有关概念1.光的单位在光的物理量中，有光束、发光强度、照度、辉度等名词术语，在这里只说明与前照灯检测仪密切相关的发光强度和照度。1）发光强度（坎德拉cd）光线在给定方向上发光强弱。一个光源发出频率为540THz的单色辐射，若在一定方向上的辐射强度为1/683W/sr（即1/683瓦特每球面度），则此光源在该方向上的发光强度为1cd。§4.2汽车前照灯检测2）照度（勒克斯Lx）表示受光表面被照明的程度。2.发光强度与照度的关系照度＝发光强度/离开光源距离的平方3.前照灯技术的发展目前，汽车前照灯用灯泡的额定电压有6V、12V和24V三种。灯泡的灯丝由功率大的远光灯丝和功率较小的近光灯丝组成，由钨丝制作成螺旋状。a)普通充气灯泡b）卤钨灯泡1-配光屏2-近光灯丝3-远光灯丝4-近光灯丝5-远光灯丝6-定焦盘7-配光屏8-泡壳9-插片灯泡发光原理给灯丝通入足够的电流，灯丝发热至白炽状态，即发出光亮。灯丝广泛使用的材料是钨丝，所以又称为钨丝灯泡。它能散发出温暖晕黄的光线，价格便宜，使用广泛。但钨丝灯泡的寿命较短，原因是高温下钨蒸发，使钨丝变细最后熔断，而且灯泡玻璃壳变黑。之所以选用钨丝，是因为它是熔点最高的金属（其溶点力3422℃），在1000℃多度的环境下仍旧保持不变，而其他金属在这环境下早已熔掉了。但由于钨和很多金属一样，在高温时很快便会被氧化和烧断，所以灯泡里不能存有氧气。但如果抽出所有空气令灯泡真空，高温的钨又很容易蒸发成为气体，因此钨丝灯泡的使用寿命受到了质疑。普通充气灯泡普通充气灯泡又称白炽灯，它是将氦、氖、氩、氮等惰性气体充入灯泡内。原理：高温下惰性气体并不离解，许多蒸发出的钨原子撞击到惰性气体分子后又反弹回到了钨丝上。显然，氮气对钨丝有保护作用。也就是说，惰性气体能减慢钨蒸发的速度，使钨丝寿命延长。卤钨灯填充气体内含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯称为卤钨灯，又称卤素灯泡。现在使用的灯泡里除惰性气体还加入了一些卤族元素气体（通常是碘或溴），同样是为了减慢钨蒸发的速度。原理：利用卤钨循环原理，使灯泡的寿命延长这是因为钨和碘在约1000℃的环境下会变成碘化钨，但当碘化钨再接触高热的钨丝时，又再分解成钨和碘，这样钨又在灯丝上沉积下来，弥补被蒸发掉的部分。体积比普通充气灯泡小，且外壳用耐高温、机械强度高的石英玻璃制造。其结构有双端直管形、单端圆柱形和反射形。卤钨灯泡体积小，且外壳用耐高温、机械强度高的石英玻璃制造普通充气灯泡氙气灯氙气灯HID就是HighintensityDischarge高压气体放电灯的英文缩写，可称为重金属灯或氙气灯。由氙气所产生的白色超强电弧光，可提高光线色温值，类似白昼的太阳光芒，HID工作时所需的电流量仅为3.5A，亮度是传统卤素灯泡的三倍，使用寿命很长，一般可以用五年左右，而普通卤素灯泡只能用一年多而已。卤素灯（左）与氙气灯（右）夜间照明效果对比汽车前照灯经历了一个从白炽灯到卤素灯再到HID灯的发展过程，然而，这些传统光源均属于真空或充气的玻壳灯具，它们有一个共同的缺点就是寿命不够长。现在汽车照明灯已有白炽灯、卤素灯、氙灯等。除了前大灯外，其它灯具例如小灯、指示灯、厢内照明灯等多是采用白炽灯。但近年也流行LED做指示灯，例如刹车指示灯、转弯指示灯等，甚至前照灯也有采用LED灯的趋势。LED车灯一是寿命长，一般可达几万乃至十万小时。有人认为如果未来的汽车照明灯使用LED,整个汽车使用期限不用更换灯具；二是非常节能，三是光线质量高,基本上无辐射,属于“绿色”光源；四是LED的结构简单，内部支架结构,四周用透明的环氧树脂密封,抗震性能好LED车灯的优点五是无须热启动时间，亮灯响应速度快(纳秒级)，适用于移动速度快的物体使用；六是适用电压在6-12伏特之间,完全可以应用在汽车上；七是LED占用体积小,设计者可以随意变换灯具模式,令汽车造型多样化。汽车前照灯是为了照亮车辆前方路面设置的灯具。其结构结构分为灯丝灯泡、气体放电光源和LED前照灯三种。1）灯丝灯泡前照灯结构的特点近光灯丝位于反射镜的焦点的上方或前方，功率小。夜间行车，当对面来车时，使用近光灯。由于光线较弱，且反射后的大部分射向车前的下方，可避免使对方驾驶员眩目。4.前照灯结构采用带遮光罩的双丝灯泡为了克服上述缺陷，在近光灯丝的下方装有遮光罩。当使用近光灯时，遮光罩能将近光灯丝射向反射镜下部的光线遮挡住，无法反射，提高防眩目效果。目前广泛使用，如下图所示。带遮光罩的双丝灯泡远光近光近光的灯丝下面都有一个金属的遮光罩，作用是防止灯光反射到下半个灯碗按前照灯光学组件的结构不同，可分为：可拆式前照灯、封闭式前照灯、半封闭式前照灯和投射式前照灯。封闭式前照灯灯丝焊接在反射镜底座上HID前照灯系统基本上有反光镜和配光镜、光源及镇流器三部分组成。2）气体放电光源（HID）前照灯结构特点1-配光镜2-灯泡3-反光镜4-插座5-接线器6-灯壳半封闭式前照灯半封闭式前照灯灯泡灯泡从后端拆装、应用最广泛投射式前照灯1-屏幕2-凸形配光镜3-遮光镜4-椭圆反射镜5-第一焦点（F1）6-第二焦点（F2）7-总成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，结构如图所示。反射镜有两个焦点。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，再通过凸形散光镜2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。由于它的这种配光特性可适用于前照灯近、远光灯，也可用作雾灯。投射式前照灯外形美观，现代轿车经常采用。采用氙气灯泡时，是通过上下移动遮光板形成远近光的。凸形配光镜凸形配光镜凸形配光镜最前面的不是散光玻璃凸形配光镜工作特点采用了凸形配光镜后，在远光，近光的状态下，光线不会太发散，不会因造成刺眼，从而影响对面来车的正常行驶。且对地面的照明效果非常好。在欧洲，法律明文规定装有氙气灯的车必须有带有配光透镜，这样出来的光才不会发散晃到对方来车司机的眼睛。只换氙气灯泡，而不换总成的改装时，因传统卤素灯的灯罩会使发出来的光线太发散，造成刺眼。投射式前照灯因为多余的光不能向周围环境散射，周围区域的可视度很低。因此，这种投影式前照灯应与定位灯（小灯）配套使用。3）LED前照灯的结构特点汽车前照灯经历了一个从白炽灯到卤素灯再到HID灯的发展过程，然而，这些传统光源均属于真空或充气的玻壳灯具，它们有一个共同的缺点就是寿命不够长。现在汽车照明灯已有白炽灯、卤素灯、氙灯等。除了前大灯外，其它灯具例如小灯、指示灯、厢内照明灯等多是采用白炽灯。但近年也流行LED做指示灯，例如刹车指示灯、转弯指示灯等，甚至前照灯也有采用LED灯的趋势。（1）寿命长，一般可达几万乃至十万小时。有人认为如果未来的汽车照明灯使用LED,整个汽车使用期限不用更换灯具；（2）非常节能，（3）光线质量高,基本上无辐射,属于“绿色”光源；（4）LED的结构简单，内部支架结构,四周用透明的环氧树脂密封,抗震性能好LED车灯的优点：（5）是无须热启动时间，亮灯响应速度快(纳秒级)，适用于移动速度快的物体使用；（6）是适用电压在6-12伏特之间,完全可以应用在汽车上；（7）是LED占用体积小,设计者可以随意变换灯具模式,令汽车造型多样化。奥迪A8W12的装有LED的前照灯总成，5个LED配置在前照灯内。白色LED并不是主光，而是同时用作车幅灯以及通过白天亮灯提醒周围车辆注意的“Daytimerunninglight”。5.前照灯的特性前照灯特性有配光特性、光束照射位置和发光强度三种特性参数。（1）配光特性：配光特性即是用等照度曲线表示的明亮度分布特征。有SAE标准和ECE标准两种。前照灯配光标准：美国的SAE标准和欧洲的ECE标准。我国国家标准所规定的配光标准与ECE标准一致，按照此标准制造的前照灯属于“非对称防眩光前照灯”。两种配光方式的远光基本相同，区别在于近光的照射位置和防炫目的方法。ECE配光方式有两种：一种在配光屏幕上，左半边明暗截止线是与水平的前照灯基准中线高度水平线h—h重合，右半部分明暗截止线以h—h与V—V线（汽车纵向中心平面在屏幕上的投影线）的交点为起点，呈15°向右上方倾斜。另外一种配光方式，灯光在屏幕上的投影呈Z字形。左半部分投影明暗截止线在h—h线下250mm处，右半部分则先在左半部分投影明暗截止线