汽車前照燈技術的發展

李 妮

（莊河漁港監督，遼寧 莊河 116400）

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汽車前照燈技術的發展

李 妮

（莊河漁港監督，遼寧 莊河 116400）

汽車前照燈就像汽車的眼睛一樣，在夜間行駛以及天氣不好的時候起著十分重要的作用。隨著汽車技術的不斷進步，汽車前照燈經歷了鹵素燈、氙氣燈、LED燈、激光燈幾個過程，文中主要介紹各類型前照燈的工作情況及各自優勢與不足。

鹵素燈；氙氣燈；LED燈；激光燈

CLC NO.: U461.99 Document Code: B Article ID: 1671-7988 (2017)10-264-02

前言

汽車在行駛過程中，前照燈對駕駛員的安全駕駛有很大影響，照射不足影響駕駛視野，照射過亮影響對方駕駛員炫目。雖然前照燈在整車中所占體積不大，但在安全性中起著重要的作用，需要駕駛員對車燈有一定的了解。

1、鹵素燈

鹵素大燈，在燈里面加了鹵族元素氣體，一般為碘或者溴，這些鹵族元素的存在可以減緩鎢制燈絲在高溫下的損耗，延長燈絲的使用壽命，連續長時間工作，亮度、色溫也會有所提高。選用同功率的鹵素燈和白熾燈相比較，鹵素燈的亮度提高了50%，使用壽命是白熾燈的3倍左右。其工作過程為：當鹵素燈工作時，燈絲逐漸發熱，此時從燈絲上蒸發出來的鎢原子向玻璃管壁方向運動，同時溫度也在降低，大約在800攝氏度時和鹵素原子相遇產生反應，生成鹵化鎢（碘化鎢或者溴化鎢）。鹵化鎢向玻璃管中央繼續運動時，又重新回到熾熱的燈絲上，受鹵化鎢的工作特性影響，鹵化鎢極不穩定，在此條件下受熱又分解還原成鎢和鹵素蒸氣，鎢回到燈絲上去填補被蒸發掉的鎢原子，周而復始進行循環。

鹵素燈具有成本優勢價位便宜（如標準化生產）、基于傳統技術、操作簡單、穿透能力強，市面上經濟型轎車上配備的均是鹵素燈，市場份額較大。受結構和原理的限制，存在亮度相對低，燃料消耗最高，使用壽命短，色貌低等缺點。

2、氙氣燈

氙氣燈指沒有燈絲結構的高壓氣體放電燈，內部填充包括氙氣在內的惰性氣體混合體，又叫高強度放電式氣體燈，簡稱HID。打破傳統鎢絲燈泡技術，運用高科技技術，在石英泡內填充5-8個大氣壓氙氣，然后再通過增壓器將車上12伏特的直流電壓瞬間增壓至23000伏特的電壓，激發球泡內的氙氣氙電子游離、激發，并在燈球的兩端電極產生電弧，電弧產生后使球泡內的汞和金屬鹵化物汽化，產生較大的壓力，使金屬鹵化物產生原子能級躍遷發光，再通過鎮流器作用穩定其工作電壓。穩定后，大約需要85伏特左右的電壓來維持氙氣燈的正常工作。

氙氣大燈的使用壽命是鹵素燈的三倍，而能耗卻降低了三分之二，光照強度也比普通鹵素燈增加了兩倍，而在夜間行駛的時候可以消除一定的駕駛疲勞，帶來更多的駕駛舒適感。氙氣燈的優勢是照射范圍廣、亮度強、工作瓦數低，特別是夜間照明的效果尤為突出，標準的汽車氙氣燈發出光線的色溫更接近日光，這種光色在夜間行車優勢顯而易見，大大提高了駕駛員對物體輪廓的辨識能力，距離較遠的物體也能看到，使夜間行駛更加安全。現在未普及的原因主要有成本高、結構系統復雜；存在啟動時間略長，需要4秒鐘左右才能達到預定亮度；惡劣天氣燈光的穿透能力變差。

3、LED燈

LED意思是發光二極管，發光二極管是由一個PN結組成，它具有單向導電性。當給它加上正向電壓后，從N區注入到P區的電子和從P區注入到N區的空穴，在PN結附近數微米范圍內分別與P區的空穴和N區的電子符合，從而產生自發輻射的熒光。將一個1毫米寬的二極管與電流連接釋放光子，產生可見光。二極管內能量不同，發出的光顏色也不同，也就是說LED有多種顏色，用少量的電就可以使其發光。在LED燈頭里，二極管上要安裝一個反射碗和透鏡，燈頭里還需安裝一個散熱器來驅散二極管散發的熱量。

LED燈是由電能直接轉化為光能，也成為冷光燈。這種燈的使用壽命可達2萬小時，比鹵素燈平均高出20倍，車不能開了，燈還可以點亮；點亮效果非常接近于普通日光，照明效果更加自然，可減少道路交通事故發生的概率；與傳統燈泡相比，若達到同等的發光強度，能耗僅為傳統燈泡6%，更加節能環保；低壓安全，只需直流低壓12V就可以點亮，無須擔心氙氣燈兩萬多伏的高壓；點亮無滯后，響應速度更快，隨點隨用；結構體積小，設計靈活，提升汽車形象。存在系統復雜，非標準化生產，成本相對較高，目前未能普及，僅用于中高端品牌汽車。

4、激光燈

激光大燈是由激光光源、激光反射鏡、黃磷濾鏡和反射碗四個部分組成。其工作過程是讓激光經歷“射出、穿透、反射、再反射”幾個階段，先從激光器射出三束藍色激光，激光經過激光反射鏡這一部件，接著聚焦到黃磷濾鏡產生白光，之后在反射碗上再一次反射，最后形成圓錐形的光束從車燈射出。在此過程中，藍色單色光和黃磷濾鏡配合使用產生白光，不受激光二極管的工作特性影響，確保光束的可靠性和穩定性。

激光大燈與LED大燈有共同的優點，例如響應時間短、亮度衰減低、體積小、能耗低、使用壽命長等。比LED大燈更明顯的優勢在于：激光大燈總成的體積更小，（一個激光二極管的尺寸僅為標準LED元件尺寸的百分之一），這可以給汽車設計師留出更多的空間來設計前臉造型；激光大燈的照明效率也比LED燈高（激光照明的光輸出是LED的1.7倍）；激光燈能耗比LED燈能耗減少30%以上；激光大燈也解決了燈總成質量和燈光發熱等問題。但受成本昂貴、技術條件要求嚴苛、系統集成復雜等因素的影響，迄今未全面推廣。

5、結論

鹵素燈在車燈市場占據主導地位，目前約有80%的前燈采用鹵素燈泡，其余為氙氣燈和LED燈。LED燈具有獨特的優勢，會逐漸搶占市場，取代鹵素燈和氙氣燈，越來越普及。激光大燈則代表未來的發展趨勢只等待技術能夠更加成熟，價格才能被人們接受。

[1] 花建新.淺談汽車大燈的種類及其優缺點[J].汽車維修.2016,5,4-6.

[2] 李鳳遠.高亮度LED在現代汽車照明中的應用[J].汽車工程師.2011,9,59-62.

[3] 梁思遠. LED技術在汽車燈具中的應用探討[J]. 科技經濟導刊.2016.10.74.

The development of automobile headlamps technology

Li Ni
( ZhuangHe Fishing Port Supervision, Liaoning Zhuanghe 116400 )

Halogen lamp; Xenon lights; LED lights; Laser lights

U461.99

B

1671-7988 (2017)10-264-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.090

李妮，就職于莊河漁港監督。

Abstrac:Automobile headlamps like car's eyes, When driving at night as well as the bad weather plays a very important role. With the constant progress of car technology, Automobile headlamps experienced halogen lamps, xenon lights, LED lights, laser lights. This paper mainly introduces the various types of headlamps work situation and their respective advantages and disadvantages.