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汽车（摩托车）前照灯 前照灯的组成 汽车前照灯主要由光源（灯泡或灯丝组件）、反射镜、配光镜三部分组成。  图1 半封闭式前照灯结构图
1-配光镜 2-固定圈 3-调整圈 4-反射镜 5-拉紧弹簧 6-灯壳 7-灯泡 8-防尘罩 9-调节螺栓 10-调整螺母 11-胶木插座 12-接线片
1．光源（灯泡） 汽车前照灯光源使用的灯泡有白炽灯泡、卤钨灯泡、新型高亮度弧光灯如高压（20kV）放电氙灯等几种类型。（现在还有LED模块的） 白炽灯泡和卤钨灯泡的结构如图2。  (a) (b)
图2 白炽灯泡和卤钨灯泡的结构 （ａ） 白炽灯泡 ；（ｂ） 卤钨灯泡 １— 配光屏 ；２— 近光灯丝 ；３— 远光灯丝； ４— 灯光；５— 定焦盘；６— 灯头；７— 插片 (1) 白炽灯泡 其灯丝用钨丝制成(钨的熔点高、发光强)。制造时，从玻璃泡中抽出空气，再充以86％的氩和14％的氮的混合惰性气体制成充气灯泡。灯泡通电后，灯丝发热，惰性气体受热膨胀而产生较大的压力，可以减少钨的蒸发，提高灯丝的温度，增强发光效率，并延长灯泡的使用寿命。白炽灯泡发出的光线带有淡黄色。 (2) 卤钨灯泡 一般充气灯泡虽然充入混合惰性气体，仍然不能避免钨丝受热后蒸发，蒸发出来的钨沉积在灯泡上，使灯泡变黑，光线变暗。 卤钨灯泡是在充人的惰性气体中渗入某种卤族元素(如碘、氯、氟、溴等)，利用卤钨再生循环反应的原理，即从灯丝上蒸发出来的气态钨与卤素反应生成了一种挥发性的卤化钨，它扩散到灯丝附近的高温区时，又受热分解，使钨重新回到灯丝上，被释放出来的卤素继续扩散参与下一次循环反应，如此周而复始地循环下去，从而防止了钨的蒸发和灯泡的发黑现象。卤钨灯泡尺寸较小，灯泡壳用耐高温、机械强度较高的石英玻璃制成，可以充入较高压力的气体。 灯泡内工作气压高，亦可抑制钨的蒸发。 在相同功率下，卤钨灯的亮度为白炽灯的1.5倍，寿命长2～3倍。 (3) 新型高亮度弧光灯（高压放电氙灯） 这种灯的灯泡里没有传统的灯丝。取而代之的是装在石英管内的两个电极。管内充有氙及微量金属(或金属卤化物)，当在电极上有足够的引弧电压时(5000～12000V)，气体开始电离而导电。气体原子处于激发状态，使电子发生能级跃迁而开始发光。0.1s后，电极间蒸发了少量水银蒸气，立即引起水银蒸气弧光放电，待温度上升后再转入卤化物弧光灯工作。点燃达到灯泡正常工作温度后，维持电弧放电的功率很低(约35w)，故可节约40%的电能。 新型高压放电氙灯的组件系统由弧光灯组件、电子控制器和升压器三大部件组成，图3是其外形及原理示意图。  图3 高压放电氙灯
灯泡发出的光色和日光灯非常相似，亮度是目前卤素灯泡的3倍左右，寿命可达卤素气体灯泡的5倍，克服了传统钨灯的缺陷，几万伏的高压使得其光亮强度增加，完全满足汽车夜间高速行驶的需要。
2．反射镜 前照灯灯泡的光度不大，如果没有反射镜，驾驶员只能辨清车前近处有无障碍物。 反射镜的作用是最大限度地将灯泡发出的光线聚合成强光束并导向远方，以增加照射距离。 反射镜一般由0.6～0.8mm的薄钢板冲压而成或由玻璃、塑料制成。其表面形状是旋转抛物面，内表面镀银、铝或镀铬，然后抛光处理。 灯丝位于焦点F上，灯丝的绝大部分光线向后射在立体角 ω 范围内，经反射镜反射后变成平行光束射向远方，使光度增强几百倍，无反射镜的灯泡，其光度只能照清周围6m左右的距离，而经反射镜反射后的平行光束可照清远方100m以上的距离,从而使车前100～ 150m处的路面照得足够清楚。 从灯丝射出的位于4π－ω 范围内的光线则向各方散射，散射向侧方和下方的部分光线，可照亮车前5～10m的路面和路缘。 图4所示为反射镜反射灯泡光线的状况。  图4 反射镜反射灯泡光线的状况
3．配光镜 配光镜又称散光玻璃，由透光玻璃压制而成，是多块特殊棱镜和透镜的组合，其外形一般为圆形和矩形，如图5所示。配光镜的作用是将反射镜反射出的平行光束进行折射，使车前的路面有良好而均匀的照明。  图5 配光镜
前照灯光学系统是灯泡、反射镜和配光镜的组合体。按前照灯光学系统结构不同，前照灯可分为半封闭式、封闭式和投射式三种。（注：有的分为可拆卸式、半封闭式、封闭式三种，其中可拆卸式前照灯因气密性不良，反射镜易受潮气和灰尘污染而降低反射能力，现已被淘汰不用。） （1）半封闭式前照灯 半封闭式前照灯的结构见图6。  图6 半封闭式前照灯结构图
半封闭式前照灯的配光镜与反射镜粘在一起不可拆开，灯泡可以从反射镜后端装入，半封闭式前照灯的优点是灯丝烧断后只需更换灯泡，且更好方便。缺点是密封性不良, 反射镜易被污染。 组合式前照灯将前转向灯、前示宽灯、远光灯和近光灯组合成一个整体，同时将反射镜和配光镜使用有机材料制作成一个整体，灯泡可以方便地从后面装入。使用组合式前照灯，汽车制造厂才能按需要生产任何式样的前照灯配光镜，以便改进汽车空气动力特性、燃料经济性和汽车造型。 （2）封闭式前照灯（俗称真空灯） 反射镜和配光镜组合成一个不可拆整体的前照灯。灯丝直接焊在反射镜的底座上，其优点是可完全避免反射镜被污染，但灯丝烧坏后需更换整个总成，维修成本高。 封闭式前照灯还分为标准封闭式：白炽封闭式灯光组（SB）前照灯和卤钨封闭式（HSB）前照灯。 标准封闭式前照灯的光学系统，是将反射镜和配光镜熔焊为一个整体，形成灯泡外壳，灯丝焊在反射镜底座上。反射镜的反射面经真空镀铝，灯内充以惰性气体与卤素。这种结构的优点是密封性能好，反射镜不会受到大气的污染，反射效率高，使用寿命长。但灯丝烧坏后，需更换整个灯光组，成本较高。 全封闭式前照灯的结构见图7。  图7 封闭式前照灯结构图
1-配光镜 2-反射镜 3-插头 4-灯丝 （3）投射式前照灯 投射式前照灯的光学系统主要由灯泡、反射镜、遮光镜、凸型配光镜组成。使用很厚的无刻纹的凸型配光镜，反射镜为椭圆形。所以其外径很小。投射式前照灯具有两个焦点，第一个焦点为灯泡，第二个焦点在灯光中形成。经过凸型配光镜聚集光线投向远方，结构如图。其优点是焦点性能好，其光线投射途径是： (a)灯泡射向上部的光线经过反射镜投向第二焦点后，经过凸型配光镜聚焦投向远方。 (b同时灯泡射向下部的光线经过遮光镜反射，反射回反射镜再投向第二焦点，经过凸型配光镜聚焦投向远方。 图8为投射式前照灯的结构。  图8 投射式前照灯的结构
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
前照灯的防眩目措施 夜间会车时，前照灯强烈的灯光可造成迎面驾驶员眩目，容易引发交通事故。为了避免前照灯的眩目作用，一般在汽车上都采用双丝灯泡的前照灯，可以通过变光开关切换远光和近光。 我国交通法规规定，夜间会车时，必须在距对面来车150m以外互闭远光灯，改用防眩目近光灯。 目前前照灯防眩目的措施有：采用双丝灯泡、采用带遮光罩的双丝灯泡、采用非对称光形、Z型光形和具有光敏电阻的自动变光器电路。 ●采用双丝灯泡 远光灯丝位于反射镜的焦点上，功率大，能照亮车前方150m以外的路面。夜间行车时，对面无来车时，可使用远光灯。 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，可使用近光灯。由于光线较弱，且反射后的大部分射向车前的下方，所以可避免使对方驾驶员眩目。 如图9所示。  图9 双灯丝灯泡的远、近光束
a) 远光灯 b)近光灯 1-近光灯丝位置 2-远光灯丝位置 ●采用带遮光罩的双丝灯泡 遮光罩位于近光灯丝的下方，当使用近光灯时，遮光罩能将近光灯丝射向下部的光线遮挡住，无法反射，提高防眩目效果。如图10所示。  图10 带遮光罩的前照灯灯泡 1-近光灯丝 2-遮光罩 3-远光灯丝 ●采用非对称光形 远光灯丝位于反射镜的焦点上，近光灯丝则位于焦点前方且稍高出光学轴线，其下方装有金属配光屏，如图11所示。 由近光灯丝射向反射镜上部的光线，反射后倾向路面，而配光屏挡住了灯丝射向镜下半部的光线，故无向上反射能引起眩目的光线。配光屏安装时偏转一定的角度，使其近光的光形分布不对称，形成一条明显的明暗截止线。  图11 具有配光屏的双灯丝灯泡的工作情况 ●Z型光形 Z型配光光形的明暗截至线呈Z形，它不仅解决了会车驾驶员防炫目的问题，还可以防止对面行人和非机动车使用者的炫目。具体的配光形式，如图12所示。 (3)具有光敏电阻的自动变光器电路。 a) b) c) a) 标准型 b) 非对称型 c) Z 型
图12 Z型光形的配光形式 ●自动变光器 前照灯自动变光器是一种根据对方车辆灯光的亮度自动变远光为近光或变近光为远光的自动控制装置。 优点：实现了自动控制，不需要驾驶员操纵，其次是它的体积小，性能稳定可靠，且灵敏度高。 |
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