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汽车制造

从煤油灯到激光大灯 回顾汽车大灯进化史

星之球科技 来源:搜狐汽车济南站2014-07-23 我要评论(0 )   

随着1885年卡尔本茨将人类历史上第一台汽车产品带到我们身边,汽车零配件也在超过百年的历史中不断进化。随着汽车新兴技术的不断进步,作为汽车眼睛的前照明大灯,也在...

       随着1885年卡尔•本茨将人类历史上第一台汽车产品带到我们身边,汽车零配件也在超过百年的历史中不断进化。随着汽车新兴技术的不断进步,作为汽车眼睛的前照明大灯,也在进化的历程中得以不断升级,直至现在我们所看到的更为智能且安全的照明系统。在2014北京车展中,宝马汽车带来了应用于i8超级跑车的激光大灯,向人们展示了未来宝马汽车在车前照明总成的发展方向,以及大灯总成进化的必然趋势。我们就一起来简单回顾下汽车大灯的进化史。

  第一代车辆照明系统:蜡烛/煤油灯

  功能:提供车辆识别光源、兼具照明功能

  优点:价格低廉、应用广泛

  缺点:极易受到外界因素影响

 

  最早应用于汽车的照明装置为装在灯筒中的蜡烛、煤油灯,这也是在当时家庭、商店、甚至是市政照明,都普遍使用的照明装置。

  不过,应用于汽车中的照明装置不同于在家庭与商店中的功能,应用于汽车的照明装置需要在行车过程中提供稳定且高亮度的照明条件,从而确保行车安全。不过,蜡烛与煤油灯均需要不间断的提供蜡烛与没有,照明可持续时间较低,因此,不停的更换蜡烛与煤油,则为行车增添了不少麻烦。

  另外,蜡烛与煤油作为照明装置,均需要点燃燃料,通过火光实现照明。不过,火光照明却极容易受到天气条件的制约,无论是下雨还是刮风,都会在一定程度上影响此类光源的照明强度,因此,汽车照明装置的更新换代迫在眉睫。

第二代车辆照明系统:白炽灯

  功能:提供车前照明、车辆识别功能

  优点:光源稳定且使用寿命相对较长

  缺点:电能转化为光源效率低、照明距离短

 

  爱迪生发明了电灯,极大的改变了人们的生活,令人们不再担心黑夜的到来。随着电灯在人们生活中的普及,用电能转化为光源的形式不仅令人们在夜晚的生活更为便利,更令照明脱离的燃烧的时代。

  汽车同样如此,在爱迪生发明了电灯后,汽车制造商同样将白炽灯应用在汽车上,用以取代依靠燃烧蜡烛或煤油的照明装置,从而为车辆提供稳定且强度更高的照明光源。相比于煤油灯而言,白炽灯的优势在于光源稳定,光源强度不随天气条件的变化而改变,因此,在当时对于人们来说,白炽灯作为汽车照明光源是极为方便与实用的改变。

  不过,随着白炽灯的普遍应用,越来越多的人们开始发现,白炽灯虽然照明效果稳定,但其能量转化效率较低,超过95%的电能都被转化为热能,长时间使用极易造成灯体本身的破损,并且白炽灯的光源强度不足以支撑夜晚无路灯状态下的照明工作,相对狭小的照明范围还是不足以满足人们对于夜晚行车的需求,因此,又一次关于车前照明装置的头脑风暴展开了。

 

第三代车辆照明系统:卤素灯泡

  功能:提供车前照明、车辆识别功能

  优点:光源稳定、穿透性更强

  缺点:使用寿命较短、能耗大

 

  作为白炽灯的其中一种,卤素灯泡逐渐被人们广为应用。相比于白炽灯而言,卤素灯泡在白炽灯的基础上加以改进,采用了熔点更高的金属钨丝,因此其光照强度也更高于传统白炽灯。

 

  作为传统白炽灯最著名的特点之一,极强的光源穿透性,为雨雪雾天行车提供了充分的安全保证。由于白炽灯采用的是高温暖色调的设置,因此在杂质空气中的传播途径更为长远,因此其光源穿透性强度也更高。作为白炽灯的进化版本,卤素灯泡将这一优势进一步扩大,而这也就是为什么众多采用氙气大灯的汽车,依旧采用卤素灯泡作为前后雾灯的原因所在。

 

  不过,相同于白炽灯的一点是,卤素灯泡同样具有使用寿命短暂,能耗大的短板,更多的电能被转化为热能所浪费,卤素灯泡工作效率还是难以提升。此时,氙气大灯的出现,则改变了这一难题。

 

第四代车辆照明系统:氙气大灯

 

  功能:强光源车前照明、车辆识别功能

  优点:光源强度高、使用寿命长

  缺点:杂质空气中的穿透性较低

 

 

  氙气大灯的英文是High intensity Discharge,缩写为HID,意思是指高压气体放电灯。作为第四代车前照明系统,氙气大灯的工作效率相比于卤素灯泡得以明显提升,35W的氙气大灯可以产生3200流明的强光,这相当于55W卤素灯泡产生1000流明光的三倍效率。

 

  氙气大灯的使用寿命相较于卤素灯泡也有显著提升,由于氙气大灯是利用电子激发气体发光,并无金属钨丝存在于灯体,因此其使用寿命也更长,可以达到3000小时,大幅度超越汽车夜间行驶的总时数,为夜间行车提供了充足的可靠性保证。

 

  尽管氙气大灯拥有着更多的优势,但每一款产品都不是尽善尽美的,在氙气大灯中同样拥有缺点。氙气大灯的光源为冷色调的低温光源,因此在杂质空气中的传播途径有限,在雨雾天气条件下,氙气灯光往往会发生大面积的折射,令驾驶者的眼前一片白光,影响行车安全。

 

第五代车辆照明系统:LED大灯

 

  功能:高效车前照明装置、车辆识别功能

  优点:使用寿命高、高效光源照射

  缺点:成本相对昂贵

 

 

  LED大灯也就是半导体发光二极管,它不是通过热能使物体升温而发光,而是由电能直接转化为光源,能量转换过程中拥有极少的损耗,工作效率更高。由于LED大灯总成是由多个发光二极管组合而成,并且在能量转换过程中很少有能量损耗,因此,其综合使用寿命要更高,减少了后期维护成本。

 

  此外,LED大灯采用的是冷光源,搭配LED光带可塑形的优势,LED大灯往往能够为人们带来极强的视觉冲击力,视觉效果也不会受制于车身造型而改变,美观程度得以大幅度提升。

 

  尽管LED大灯拥有诸多优点,但其相对更为高昂的成本还是成为了制约其应用在更多车型中的主要因素。到目前阶段,真正意义上采用LED车前照明总成的车型仅有第二代奔驰CLS,以及全新奥迪A8。

 

第六代车辆照明系统:激光大灯

  功能:智能光源车前照明、车辆识别功能

  优点:使用寿命高、智能光源照射、能耗低

  缺点:成本相对昂贵、技术要求严苛

 

 

  继LED大灯之后,激光大灯的问世,则被人们称之为“合理的下一步”。早在2011年,当第二代奔驰CLS的新车品鉴会在上海举办之时,来自德国奔驰的灯光设计专家就已经向媒体宣扬了不满足于LED智能大灯的优势地位,进而即将开展激光大灯的研发工作。而随着时间的推移,期间虽然有众多关于激光大灯的新闻,但真正将激光大灯带到国内公众面前的,却还是宝马的i8超级跑车。

 

  宝马的激光大灯由激光光源、反射镜、黄磷滤镜以及反射碗四个部分。其工作原理就是让激光经历“射出、穿透、两反射”四个过程,首先三束蓝色激光先从激光器射出,然后经过激光反射镜,接着聚焦到黄磷滤镜产生白光,之后在反射碗上再反射一次,最终形成集中照射的圆锥形光束射出车外。整个工作过程,激光大灯将蓝色单色光与黄磷滤镜配合而“制造”出白光,其优势在于不受激光二极管只能发射单色激光的特性影响,保证其稳定性和可靠性。

 

 

 

 

  在照明效率方面,激光大灯的照明效率可以达到170流明/瓦,相比于LED的100流明/瓦,激光大灯可以在能耗方面减少30%以上。

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