如果把汽车比作人,汽车引擎就相当于人的心脏。变速箱就像人脑一样。底盘结构就像人类的四肢。汽车的外观和人的脸相当。那车灯呢?我认为最合适的是眼睛。
我们说一个人的眼睛很大程度上决定了那个人的脸价值。也就是说,眼睛是人的容貌中非常重要的一部分。那么汽车也一样。车灯的设计在很大程度上决定了这辆车是否好看。现在的氙灯、LED灯、还有激光灯,分别弄瞎了我的眼睛。但是,车灯不是天生的,而是一步一步进化而来的。(威廉莎士比亚、泰姆派斯特、车灯、前灯、前灯、车灯、前灯)
我们现在看到的是已经成熟的汽车前灯。早在汽车诞生初期就没有车灯。那么世界上第一盏汽车前灯是怎么来的呢?看起来像什么?
世界上第一盏灯:煤油灯
汽车刚出生的时候,几乎没有任何功能,更不用说电灯了。据说,1887年,一位司机在黑暗的旷野迷路时,附近的房东用手提灯把他领回家。这时候大多数人还是习惯用灯油灯照明,后来人们把灯油灯吊在车上用汽车灯照明,这也被称为汽车最古老的照明工具。
煤油前照灯
但是煤油灯的发光强度太低,不能在车前照亮足够远的路。因此,为了提高前方路面照明的亮度,将克鲁平反射镜放置在煤油灯上,然后将煤油灯制作成世界上第一盏聚光灯,这也是车的早期原型。
相应的乙炔灯:
但是,由于煤油灯的发光效率低,煤油灯很快就被乙炔灯取代了。比起煤油灯,乙炔照明的亮度比煤油灯更亮。
爱迪生发明的碳灯泡
科普:
早在1879年,白炽灯发明的原因可能是乙炔灯先上汽车的原因。(威廉莎士比亚、白炽灯、白炽灯、白炽灯、白炽灯、白炽灯)因为当时真空白炽灯灯泡的灯丝是碳丝制成的,太弱的灯丝经不起路上的颠簸,不能应用于车灯。而且当时乙炔灯的亮度比电灯亮近两倍,因此乙炔灯成为了当时车灯的首选。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视剧),)此后也出现了其他高光源,但由于各种原因没有成功,最终只有乙炔灯成为早期车灯的稳定光,一直使用到1925年前后。
乙炔灯
乙炔灯工作原理:
乙炔是利用安装在汽车踏板或架子上的轻型乙炔发生器,由碳化钙和水的化学反应引起的。开车时晃动的车身正好方便生成乙炔,但缺点是一旦停下车,反应就没有那么强烈了。也就是说,随着乙炔发生减少,前照灯也越来越暗。(大卫亚设)。
乙炔灯
随着汽车的发展,乙炔灯的缺点也逐渐暴露出来。首先乙炔灯依靠燃烧发光,容易被路上的雨水熄灭,在恶劣的天气里开车
全失去车灯的照明效果。其次,乙炔灯的耐用度与刚刚面世的白炽灯相比强不到哪里,加之燃烧后的乙炔会产生大量碱石灰(Ca(OH)2),碱石灰蛋白质有溶解效果的有害物质落在皮肤上会产生强烈刺激性和腐蚀性,严重的会导致人休克、胃穿孔等不良反应。因此,随着电灯的发展,耐用度的提升,乙炔灯连同着它的缺点逐渐退出了车灯历史的舞台,取而代之的是日渐成熟的白炽灯。
白炽灯、卤素灯:
之前说过,白炽灯泡的灯丝是由碳丝做成的,灯丝太过于脆弱,禁不起路上的颠簸,无法应用在车灯上。这也正是乙炔灯能够沿用到1925年之久的原因。不过之后研发的,螺旋钨丝白炽灯相比于原来的碳丝白炽灯的照射强度提升了50%。螺旋钨丝白炽灯的出现可以说是真正开始了汽车照明电气化发展的历史。
螺旋钨丝白炽车灯
白炽车灯取代了乙炔灯
不过普通白炽灯的发光效率不高,于是更节能的卤素灯诞生了,初期用于车灯的卤素灯诞生于1960年代,厂商则是后来大名鼎鼎的海拉。后来卤素灯一直沿用至今。
卤素灯的来由:
卤素灯其实就是生活中我们使用白炽灯的升级版,加入卤族元素的应用,能使得白炽灯的亮度提高1.5倍,同时使用寿命也是普通白炽灯的2-3倍。为了提高白炽灯的发光效率,首先,必须提高钨丝的温度,但相应会造成钨的升华,并凝华在玻璃壳上使之发黑。在白炽灯中充入卤族元素或卤化物,利用卤钨循环的原理可以消除白炽灯的玻壳发黑现象,这就是卤素灯的来由。
卤素灯有其独特的配光结构,每支灯光内有两组灯丝,一组是主光束灯丝,发出的灯光经灯罩反射镜反射后径直向前射去,这种光源就是我们平时所说的“远光”。
另一种是偏光束灯丝,发出的光给遮光板挡到灯罩反射镜子的上半部分,其反射出去的光线都是朝下漫射向地面,不会给对面来车的驾驶者造成眩目,这种光源就是我们平常所说的“近光”。
卤素车灯的优势是成本低,所以基本10万左右的车装配的都是卤素灯。但是卤素灯也有劣势,那就是照明亮度不足、光线偏黄、寿命不长而且功耗还不低。再这样的情况下,氙灯就诞生了。
氙气大灯:
伴随着交通环境的变化以及汽车安全性、环保性的提高,白炽灯已经不能满足需要了,首先白炽灯系列亮度不够,由于车速越来越快,夜间以及低能见度的环境下,亮度不够直接影响车辆和行人的安全。其次是不环保,一个卤素车灯的功率就达到50W-70W,能量消耗比较大。而且因为白炽灯发光是以钨丝通电为基础,钨丝高温发光必然会有损耗,虽然200-300小时的寿命比燃料灯具长很多,但是和汽车的整体寿命相比,白炽灯的寿命还是太短。
氙气车灯
针对白炽灯亮度低、费电、寿命短等不足,90年代,专业的车灯制造商海拉将技术成熟的氙气车灯推向市场。氙气灯打破了爱迪生发明的钨丝发光原理,而是直接在石英灯管内填充高压惰性气体,取代传统的灯丝,以23000伏高压电流刺激氙气发光,在两极间形成完美的白色电弧。
与普通灯泡相比,氙气灯泡有两个显著的优点:一方面,氙气灯泡拥有比普通卤素灯泡高三倍的光照强度,耗能却仅为其三分之二;另一方面,氙气灯泡采用与日光近乎相同的光色,为驾驶者创造出更佳的视觉条件。氙气灯具使光照范围更广,光照强度更大,大大地改善了驾驶的安全性和舒适性。
透镜
但是氙灯的成本就要比卤素灯高了,所以一般只会出现在低端车型的高配版,比如大众高尔夫,马自达6阿特兹等。而且安装氙灯需要加装透镜,这样可以起到聚光的作用。
LED大灯:
现在大多数车型仍然在使用普通的卤素大灯,好一点的车型会使用氙气大灯。最多是在灯组的构造上做一些创新,利用透镜、反射灯光学原理来提高灯光的效率,但是灯组本身技术创新不足。
LED大灯
LED大灯的原理:LED是一种电致发光器件,利用固体半导体芯片作为发光材料,通过载流子发生复合引起光子发射而直接发光。
在2008年的时候,奥迪首先在A4上使用了LED示宽灯,首先开启了LED大灯时代。之后很多厂商都开始跟进,都开始采用LED示宽灯,现在欧洲甚至开始立法规定,为了行驶安全,所有在售车型都必须装配LED示宽灯。但是,所有厂家只停留在了LED示宽灯这一步,并没有进一步创新。直到2010年的奥迪A8及第二代奔驰CLS的推出,真正意义的LED大灯才出现在人们的视线。
奥迪 LED车灯
比如奥迪A8L已经装备了矩阵式LED大灯。这种大灯,能够动态的管理矩阵中的LED灯管。它可以根据光源传感器侦测到的数据,自动调整矩阵中的LED光源,从而避免灯光直射前方的车辆或者行人,从而让行车更加的安全。而且,这种矩阵式LED大灯,还专门设置了对行人的保护。当夜视辅助摄像头侦测到前方行人或动物时,“保护”灯组便会自动发出三次光线频闪以警示驾驶员和行人潜在的危险,降低夜间意外发生的概率。这种闪烁十分人性化,并不会晃到人眼,而只能照到头部以下的地方。
激光大灯:
继LED大灯之后 激光大灯被人们研发出来,原理是激光发光二极管的蓝光灯将会贯穿前大灯单元内有荧光的荧光粉材料,将其转换成一个扩散的白光。它更加节能,更加省油。
宝马激光大灯
比如说宝马的激光大灯,它的照射距离可以是LED光源的数倍,据说可以达到600米以上,极大的提高驾驶员的夜间驾驶安全系数。该大灯与LED自适应头灯有异曲同工之妙,均能通过大量摄像头、传感器与驾驶员辅助系统有效识别前方车辆或车前行人。
写在最后:作为一项重要的汽车技术,车灯的历史几乎与汽车同步,不但有各种技术突破,同时也还与汽车设计息息相关,而随着科技的进步,车灯的故事还将延续。所以未来车灯绝对不仅仅是一个照明工具而已,如何人性化,如何智能化是未来车灯的发展方向。
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