广州汽车展专题--气体在汽车照明中的应用
2011-11-26 11:36:51
不同类型的车型配备不同类型的汽车照明，让人从直观上就能体会到照明的重要性，宏观上来来讲，它是汽车行驶过程中不可或缺的一个环节，微观上来说，它更是体现一辆车身份和地位的标志，这期我们就大家重点来说说气体在汽车照明中的应用。
汽车照明类型
汽车照明从设备商来看，主要分为驻车灯、示宽灯、近光灯、远光灯、前雾灯、后雾灯、转向灯、警示灯、制动灯、倒车灯、车牌灯等等。示宽灯是用来在夜间显示车身宽度和长度的;驻车灯是停车关闭点火开关后打方向灯开关，显示停车位置;转向灯是在车辆转向时开启，断续闪亮，以提示前后左右的车辆和行人注意;刹车灯则是用来告知后车，前车要减速或停车;雾灯则可以帮助驾驶员在雾天驾驶时提高能见度，并能保证使对面来车及时发现，以采取措施，安全会车;近光灯和远光灯都是夜间照明系统，近光灯照射角度向下，避免直接照射对面司机和行人。
以上介绍的汽车照明都属于汽车的外部灯具，外部灯具光色一般采用白色、橙黄色和红色。
汽车照明同样还包括内部灯具，比较常见的有顶灯、阅读灯、行李厢灯、门灯、踏步灯、仪表照明灯、工作灯、仪表板警指示灯等等。轿车及载货车一般仅设一只顶灯，除用作车室内照明外，还可兼起监视车门是否可靠关闭的作用，在监视车门状态下，只要还有车门未可靠关紧，顶灯就发亮。功率一般为5-15 W，公共汽车顶灯有向荧光灯发展的趋势;阅读灯则装于乘员席前部或顶部，聚光时乘员看书不会给驾驶员产生眩目现象，照明范围较小，有的还有光轴方向调节机构。发黄光的顶灯、阅读灯、行李厢灯、门灯、踏步灯、刹车灯、警示灯、转向灯基本是小功率的卤素灯，填充有少量的氪气卤素混合气；荧光灯主要填充的是氪气和氩气的混合气体；行李厢灯是装于轿车或客车行李厢内，当开启行李厢盖时，灯自动发亮，照亮行李厢内空间。门灯则是装于轿车外张式车门内侧底部，开启车门时，门灯发亮，以告示后来行人、车辆注意避让;踏步灯是装在大中型客车乘员门内的台阶上，夜间开启乘员门时，照亮踏板;仪表照明灯，装在仪表板反面，用来照明仪表指针及刻度板，功率为2W。
仪表照明灯一般与示位灯、牌照灯并联。有些汽车仪表照明灯发光强度可调节;报警及指示灯，常见的有机油压力报警灯、水温过高报警灯、充电指示灯、转向指示灯、远光指示灯等，报警灯一般为红色、黄色，指示灯一般为绿色或蓝色;工作灯是车辆维修时可以移动使用的一种随车低压照明工具，电源来自汽车发电机或蓄电池。功率一般为21W，常带有挂钩或夹钳，插头有点烟器式和两柱插头式两种。一般此类的仪表指示灯传统都以填充有氖气的氖灯为主，不过一些新的车型已经被LED灯等所替代。
汽车照明更新换代
卤素大灯
卤素前大灯灯泡内的惰性气体中掺有某种卤族元素的混合气体。卤素灯泡尺寸较小，壳体用耐高温、机械强度较高的石英玻璃和硬玻璃制成，充人卤素气体后，压力较高，掺入的卤素一般为碘或溴。因工作温度高，灯内工作气压比其他灯泡高得多。利用卤钨循环原理，因此钨的蒸发受到了有效的限制。这些惰性稀有气体通常是氪气和氙气，这些稀有气体并不是用来发光，而是用来保护和抑制钨丝的蒸发和帮助钨丝的循环。
在相同功率情况下，卤素灯的亮度是白炽灯的1.5倍，而寿命是白炽灯的2-3倍。卤素灯泡从外形上分H1、H2、H3、H4四种，其中H4双灯丝灯泡广泛用于前照灯，H1、H2、H3灯泡为单灯丝灯泡常用作辅助前照灯(如雾灯和探照前灯)。
氙气大灯
氙气大灯的全称是HID(High Intensity Discharge Lamp)气体放电灯，它利用配套电子镇流器，将汽车电池12V电压瞬间提升到23KV以上的触发电压，将氙气大灯中的氙气电离形成电弧放电并使之稳定发光，提供稳定的汽车大灯照明系统。
氙气灯是一种含有氙气的新型大灯，又称高强度放电式气体灯，氙气灯打破了爱迪生发明的钨丝发光原理，在石英灯管内填充高压惰性气体—Xenon氙气，取代传统的灯丝，在两段电极上有水银和碳素化合物，透过安定器以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，发出的光接近非常完美的太阳光与普通灯泡相比，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。
卤素灯与普通灯泡一样有灯丝，而氙灯则是没有灯丝，这是氙灯与传统灯具最重要的区别。氙灯是利用两电极之间放电器产生的电弧来发光的，如同电焊中产生的电弧的亮光。高压脉冲电加在完全密闭的微型石英灯泡(管)内的金属电极之间，激励灯泡内的物质(氙气、少量的水银蒸气、金属卤化物)在电弧中电离产生光亮。这种光亮的色温与太阳光相似，但含较多的绿色与蓝色成份，因此呈现蓝白色光。这种蓝白色光大幅提高了道路标志和指示牌的亮度。氙灯发射的光通量是卤素灯的2倍以上，同时电能转化为光能的效率也比卤素灯提高70%以上，所以氙灯具有比较高的能量密度和光照强度，而运行电流仅为卤素灯的一半。车灯亮度的提高也有效扩大了车前方的视觉范围，从而营造出更为安全的驾驶条件。
汽车HID氙气灯与传统卤素灯不同，这是一种高压放电灯，它的发光原理是利用正负电刺激氙气与稀有金属化学反应发光，因此灯管内有一颗小小的玻璃球，这其中就是灌满了氙气及少许稀有金属，只要用电流去刺激它们进行化学反应，两者就会发出高达4000K-12000K色温度的光芒。它采用一个特制的镇流器，利用汽车电池12V电压产生23000V以上的触发电压使灯启动。启动时0.8秒的亮度是额定亮度的20%，达到卤素灯的亮度，并使大灯4 秒以内达到额定亮度的80%以上。在灯稳定后镇流器向灯提供约85V供电电压保持灯以恒定功率运转。
LED大灯
LED灯在汽车方面应用已相当丰富，例如汽车车内照明、系统状态指示灯、日间行车灯、雾灯以及装备LED的后组合灯的车型目前也越来越多，在这其中最常见的还属刹车灯和转向灯。目前，装配LED照明灯具的汽车的价格也呈现出越来越低的趋势，例如自主品牌车型比亚迪、奇瑞，合资品牌上汽通用凯悦等车型的后组合灯也越来越多地使用了LED光源，而且LED在汽车信号灯中已经完全进入了市场中低端车型。
LED前照灯作为一种新生事物，市场上反应一直是褒贬不一，但是LED应用于汽车前照灯已被越来越多的汽车生产商和车灯生产商所重视。其主要原因还在于其相对其它光源具有节能和长寿命的优点。在当今环保和节能减排的社会环境下，LED的发展前景宽广毋庸置疑。LED光源与环保低耗永远是紧密联系在一起的，2011年欧洲将全面强制使用昼行灯(DRL)，而LED技术主要针对降低CO2排放与燃油消耗的降低。
目前汽车前照灯的远近光灯主要使用卤素与氙气光源等单光源系统，这大大限制了汽车灯具的造型。但随着大功率LED技术发展，LED作为远近光灯的光源成为可能。与此同时，LED可采用多光源组合形式，这将完全改变汽车前照灯的形状和布置方式。过去用卤素灯或氙气灯光源无法实现的概念车造型，使用LED光源都能得以完美的实现。例如，LED光源可以使用多颗光源排列，多只反射镜或透镜进行光学设计，让灯具更加紧凑。设计师们可以使用2颗LED组合成近光灯，也可以用更多的模块来组合出近光灯，而这些模块可以完全的服从造型设计师的要求。
卤素灯虽然光质最接近自然光，但效能低，能耗大;荧光灯发光效能比白炽灯高，但光质不好，而且其中含汞，生产和废品处理污染大;LED照明效能高，但它是点光源，比较刺眼，特别是LED制成的刹车灯，会让后车感觉到很刺眼，没有卤素灯的面光源看起来舒服。LED灯必须要经过封装、加装灯罩、配备散热装置才能使用，这样效能就有所下降，而且成本较高。
