车灯原理.doc

1.汽车大灯原理
汽车前照灯照明原理
汽车前照灯主要由光源, 反射镜及配光镜三部分组成。
1-1:反射镜原理
     汽车灯具中常用的反射镜是抛物面反射镜。抛物面是以抛物线为母线绕轴旋转180°而构成, 它的剖面图如图1 所示。

抛物面反射镜有一个焦点F, 在其焦点F 上放置一个点光源, 则点光源发出的光线经抛物面反射镜反射后, 光线将平行ox 轴出射, 光线的光路为FAB 光线非常集中, 适宜于远距离照明, 远光主灯丝一般都置于抛物面反射镜的焦点附近, 由于灯丝有一定大小, 虽然置于焦点上, 经反射后仍有一个微小的发散角。
如果将点光源从焦点F 向前移到S 时, 由S 点发出的光线经反射镜反射后光线光路为FAC, 考虑抛物面绕轴旋转对称性, 反射镜上部的反射光照明下方, 而反射镜下部的反射光照明上方
图2 表示一段圆柱灯丝移到焦点前方照明情况。
前照灯的近光灯丝就是置于焦点前面, 使上部的反射光照明下方路面, 而下部的反射光照明上方, 这对迎面而来的驾驶员会造成严重的眩光, 为了克服眩光,H4 灯在近光灯丝下方设置一
个遮光罩, 使近光灯丝的光线不落在反射镜的下半部分, 避免下半部分反射光线射入驾驶员眼睛里。
1-2　H4 灯的结构
     在我国使用的前照灯中用得最多的光源是H4 灯, 其结构及灯丝尺寸如图3、图4 所示。

H4 灯是双灯丝的卤钨灯泡, 两根圆柱状灯丝沿轴向安放, 主灯丝位于抛物面反射镜焦点附近, 用于远
光照明, 副灯丝位于抛物面反射镜焦点的前方, 这样副灯丝被反射镜上部所反射的光可以照明路面。在副
灯丝的下方有一个钼制的遮光罩, 遮光罩一侧沿水平遮光, 另一侧向下倾斜15°遮光, 经反射镜反射后, 前
者形成一条水平明暗截止线, 后者形成一条向上倾斜15°的明暗截止线。
主灯丝, 副灯丝及安装基面之间的尺寸位置都有严格要求, 车灯制造厂一般通过调整LCL 的大小来
调整灯丝在反射镜中的位置, 使远光、近光呈最佳配光状况, 如图5 所示。当LCL 较小时, 意味着整个H4
灯向前移动, 使近光灯丝向前离焦点较远, 因为光形尺寸变大, 中心暗区变大; 当LCL 较大时, 意味着整个
H4 灯向后移动, 使近光灯丝向前离焦点较近, 因此光形尺寸变小, 中心暗区变小。远光灯丝(主灯丝) 中心
在焦点上时, 远光光形较小, 中心偏离焦点时, 远光光形增大。

2.氙气灯与卤素灯
2-1：
     卤素灯发光原理就是给钨丝导通足够的电流，灯丝发热至白炽状态，就会发出光亮。灯泡内注入碘或溴等卤素气体。在高温下，蒸发的钨丝与卤素进行化学作用，蒸发的钨会重新凝固在钨丝上，形成平衡的循环，避免钨丝过早断裂。
  车用卤素灯的型号有：H1 H3 H4 H7 H11 9004 9005 9006等。
其中H4是双灯芯的灯泡，通过改变灯泡发光焦点来实现远近光切换，普遍应用于远近一体的汽车灯具内，即只有一个反光碗的汽车大灯。远近光不能同时点亮，打开远光时，近光灯丝熄灭。
  而H1 H3 H7 H11都是单灯芯的灯泡，只有一条灯芯，只单纯提供远灯或者近灯，例如：H7通常都是用在近光灯、H1则是用在远光灯，普遍用于双灯具车型，即有两个反光碗的车，一个负责近光，一个负责远光。远近分离的灯具设计优胜于H4车型。
  H3 H11通常应用于汽车雾灯。

2-2：
     氙气灯HID，全称是气体放电灯，原理就象自然界的闪电一样，HID发光原理：是在石英管内，以多种化学气体充填，其中大部份为氙气（Xenon）与碘化物等惰性气体，然后再透过安定器（Ballast，俗称火牛）将车上12伏特的直流电压瞬间增压至23000伏特的电流，经过高压震幅激发石英管内的氙气电子游离，在两电极之间产生光源，这就是所谓的气体放电。当你仔细的观看灯泡时，你会发现中间有一颗球形的玻璃球，对了，里面装的就是氙气了，黄色的就是稀有金属了！当安定器给与23000V的高压时，氙气就被击穿，被电离之后的氙气就会发出让人难以想象的光芒。
真正的原车ＨＩＤ灯泡都是D系列的。H系列和900X系列都是卤素灯，现在市面上流通的H系列和900X系列氙气灯泡则是国内厂家为了广大车主方便改装，所定制的型号。
氙气灯泡的型号一般由3个字符表示“Ｄ*Ｘ”　　如“Ｄ１Ｓ”“Ｄ２Ｓ”
Ｄ表示氙气灯
*  为数字：“１、２、３、４”，单数表示带启辉器，双数表示不带启辉器，其中１、２　为有汞设计，３
、４为无汞设计
Ｘ 为字母：“Ｓ、Ｒ”，Ｓ表示用于透镜，Ｒ表示用于反光碗
Ｄ３、Ｄ４与Ｄ１、Ｄ２外观一样，但底座缺口位置不同，由于应用了新型的环保无汞设计，所以电压不同，
Ｄ１、Ｄ２的电压为８５Ｖ而Ｄ３、Ｄ４电压为４５Ｖ。不可混用。
例如：Ｄ１Ｓ表示：用于透镜上的带启辉器的有汞氙气灯泡。

市面上的氙气灯质量参差不齐，原厂HID氙气灯运行（工作）温度较低。这是因为盐（药丸）的数量和配方的原因。
HID氙气灯用的是非常贵的转化金属碘盐（药丸）。
原厂HID氙气灯厂家已经投入无数的财力来研发精确的碘盐（药丸）配方，使HID氙气灯的工作温度最低但是亮度最高。
这个配方被视为最高的商业机密。除了这些，这种高纯度的碘盐（药丸）也是非常非常昂贵。
国产大多数HID厂家会减少碘盐（药丸）的用量，这样氙气灯温度就会比较高，
如果你注意观察灯弧位置，就会发现很多市面上流通的氙气灯几乎看不到东西，
而原厂HID氙气灯就会有能看到的黄色(或者是Ultinons中的红褐色)的碘盐（药丸）。
其 次 是 质 量 控 制
原厂HID氙气灯生产厂家在每个HID氙气灯出厂前都要经过检测。
检测包括电弧室形状，电弧室位置，光色，亮度，等等。
但很多杂牌的HID氙气灯厂家不会测试这么全面。
比较常见的是电弧室位置不在要求非常精确的位置，或者电弧室的形状不准确。
这就造成奇怪的切割线或光型，亮度降低等等。
而且，也常见号称是6000K色温的氙灯看起来更蓝色(接近8000K)或者偏黄色。
有时，一对标称完全相同的氙灯甚至会一个偏蓝或者偏黄。这就是平时我们所讲的色温不对，对不上色温，色温不匹配等现象了。
所 以
质量好的HID氙气灯关系着方方面面的因素，
消费者朋友在选择HID氙气灯的时候多留意观察，
HID氙气灯的灯管、手工工艺、工作温度、工作颜色、点灯速度等方面去辨别伪劣产品和高品质产品。
以上说法，并不是说国产的HID氙气灯就是不好的，
像国产很多厂家的HID氙气灯泡中所用的（药丸）就大多进口于国外。

2-3
     氙气灯对比卤素灯的优缺点：
优点
1    1、亮度高：一般的 55W卤素灯只能产生 1000流明的光，而 35W氙气灯能产生 3200流明的强光，亮度提升 300%，拥有超长及超广角的宽广视野，为你带来前所未有的驾车舒适感；让夜晚不再黑暗，视野更清晰，可大大减少行车事故率。
　　2、 寿命长：HID氙气灯是利用电子激发气体发光，因此寿命较长，约为 3000小时，大幅度超越汽车夜间行驶的总时数。而卤素灯只有 500小时。节电性强：氙气灯只有 35W，而发出的是 55W卤素灯 3. 5倍以上的光，大减轻汽车电力系统的负荷，电力损耗节省 40%，相应提高了车辆性能。
　　4、 色温性好：有 4300K-12000K等， 6000K接近日光，深受广大用户的好评，而卤素灯只有 3000K，光色暗淡发红。
      5、 恒定输出，安全可靠：当汽车的供电系统和电池出现故障，镇流器自动关闭停止工作。
缺点
     1、氙气灯较卤素灯慢，一般氙气灯从点亮到达到最高亮度需要几秒钟的时间，特别是在白天，会失去灯光警示的作用。但技术发展到今天，很多进口的安定器已经可以实现频闪，即启动一瞬间就达到很高的亮度。
     2、氙气灯对灯具的要求较高，否则会给对面的司机造成更强大的光污染。目前最完美的方案是氙气灯搭配透镜使用。

2-4 色温的选择与灯光穿透力的认识
穿透力的好坏与是否氙气灯还是卤素灯没有任何关系，氙气或是卤素只是两种不同发光原理的灯泡。

穿透力的好坏只和灯光的色温（K值）有关系，一般来说，色温越低穿透力越好，反之，色温越高穿透力越差。
接触到部分车友，对色温都有误解，认为K值高的代表越光。K值越高不等于亮度越高，相反K值越高，光的流明度越低。
这是物理光谱学定律：色温与亮度成反比，色温越高亮度越低

4200K = 3500 Lumen = 372500 CD
4500K = 3350 Lumen = 362500 CD
5000K = 3200 Lumen = 352500 CD
6000k = 3000 Lumen = 332500 CD
7500k = 2900 Lumen = 332500 CD
8000k = 2800 Lumen = 312500 CD
10000k = 2750 Lumen = 300000 CD
12000k = 2600 Lumen = 282500 CD
14000k = 2500 Lumen = 262500 CD

一般市面上的灯泡色温从3000K-20000K不等，欧盟对灯泡有严格的规定，最高色温不能超过5000K。
对应的色温值和光色的关系大概如下：

3000K-金黄色；

4000K-黄色略带白；

5000K—纯白；

6000K—白略带蓝；

8000K-蓝；

10000K-紫。

氙气灯可以通过调整氙气药丸来实现各种色温值，
卤素灯一般的钨丝发光色温在3500K左右，很多卤素灯是通过在灯泡壁上镀蓝膜来提高色温，
这种做法是以牺牲亮度来实现的，是一种不可取的做法。
一般推荐使用的灯泡色温值在4000-5000K之间，这个色温段是综合了亮度和穿透力最适合的汽车灯光的色温值。
很多认为氙灯穿透力不好，是因为现在外面很多不负责任的商家给很多车主加装了一些高色温的氙灯，光色发蓝甚至发紫，所以穿透力不好，而且亮度也很低。
所以请大家不要再误认为穿透力差是氙灯的特点了。
最后，我再解释一下什么是穿透力。
任何灯光在雨雾天的照路能力都大大降低，这是因为路面上的积水使灯光发生了二次反射造成了灯光发散，
也就是我们通常感觉到的雨天路上的水会吸光的缘故，
不论何种灯光、何种色温的灯光在雨雾天照射能力都会降低。
我们所指的黄光的穿透力好于白光，
是指黄光容易穿透雾让雾后面的车能看到你的灯光，而不是你的灯光能够穿透雾照到雾后面的东西，
雾灯只是一种警示灯，不是用来照明的，
所以请那些大晴天在城里开着雾灯开车的车友把你的雾灯关闭了，雾灯的刺眼程度绝不亚于远光的刺眼程度。

3 汽车灯光的几种升级方式
1.卤素灯加装增亮器或者更换大功率灯泡
       增亮器的原理就是增大灯泡电压达到增亮的目的，缺点是灯泡催的快，发热量更高，寿命更短，而且潜在隐患是线路承受的压力很大，容易出现烧线。

2.直接加装氙灯
     优点：安装方便，对应原装卤素灯泡选择氙灯型号，（殴系车大部分近光是H7，远光是H1，日系车近光是9006，远光是9005，远近光一体的灯碗都是H4型号）：价格便宜，一般在几百元左右，国产杂牌子林林种种。
缺点：由于氙灯的制作不可能考虑到每款车的反光碗的设计，所以焦点势必不准确，以至于造成灯光发散，失去了原厂灯具的光型，亮度提高了，但光不知道照哪里去了，即使是近光也会影响到对面行车，是一种不道德的改装。
氙灯的颜色是由色温决定的，3000K的是黄金光，俗称黄金眼，穿透力最强，但长时间驾驶容易视觉疲劳；4300K的是原厂色温，综合性能最好；6000K的是全白光，类似于日光灯的颜色，人眼看着最舒服；8000K偏蓝，再望上还有粉色紫色，那个还是最好别用了，没有任何的实用意义，完全是为了扮酷了。

3.更换改装款的大灯总成
     优点：同样安装简单，直接替换原厂的大灯即可，外形漂亮，有的加了天使眼和透镜
缺点：某些国内的和号称台湾产的大灯总成虽然造型好但加装的透镜是垃圾，镜片里有气泡、
反光碗效率低、焦点不准确，这就造成了照射范围窄、亮度低，有严重的光斑，夜间行车有严重的安全隐患，且大灯用料不一，老化较快，特别是透明灯壳，长期受高温会出现龟裂等老化现象。
也有一些大的灯具生产厂家的替代总成例如海拉（HELLA）、博世（BOSH）的，采用的高档的双光透镜，质量没的说，但价格却高不可攀，动辄7、8千元，不是一般的车主可以接受的。

4.原车大灯总成加装双光透镜
     着重介绍这种改装，简单来概括就是打开原车大灯总成的罩子，然后把透镜加进去在密封装车。但这种改装的要求很专业，有些车主自己买来相关的材料自己DIY，但装完车后光型很差，有些甚至偏离的太大，这是因为没有专业的定位工具和方法造成的。改装双光透镜有几个难点，首先是打开灯罩，大灯密封无非是热熔胶和冷胶两种，前者比较简单只要加热到一定温度就可以比较轻松的打开，但冷胶的大灯就比较困难了，开不好轻则把大灯撬走形，重则整只灯报废掉，冷胶的灯以法雷奥（VALEO）的灯具为代表，这也是让专业改灯者头疼的，需要专业的工具配合，奉劝自己想DIY的同学轻易别尝试。二是加装透镜定位，这个需要不断调整要复制原厂数据，这也是最关键的一个步骤。三是透镜的固定，需要采用科学的方法和合适的材料，不然透镜是装到大灯总成里了，但时间长了难免会产生虚位。四是大灯的密封和走线，这个就不再螯述了。总之每个细节都要处理到位。
优点：加装进口双光透镜达到AUDI   BMW   BENZ的照射效果，但价格却是这些大灯总成的几分之一；用户可以根据自己的要求制定改装方案，决定是否加装天使眼、恶魔眼，灯底是否做喷黑处理，是否保留原装的高亮风格；加装透镜后使用氙灯不会发散有明显的切割线，照射范围大，亮度均匀，利用电磁阀实现遮光板的变化从而使一个灯泡实现远近光的变化，从而多出一组远光也就是4个远光（带独立远光灯碗的车），增加夜间行车安全。
进口双光透镜也分很多品牌，光型各有不同，下面会有详细介绍。

最近有好多想要改灯的车主找到我询问一些细节，但一问及价格就会退却，有种被黑的感觉，可您了要知道这个可不是简单的加装一对灯泡那么简单，整个过程短则几小时，长则一天、两天去完成一对灯的改造，还有那要命的透镜价格可不是咱说了算的，您看网上的价格就知道了。车灯就如人的眼睛，千万不能马虎，等到了出现问题您要觉得后悔就晚了，这可不是花钱能挽回的了。

4.透镜

1899年的宝马车的大灯已经使用了透镜，当时还不是电灯，里面是类似汽灯的结构，需要把灯罩打开，用火柴点着才可以亮的。
汽车用的透镜大部分都是平凸透镜，凸透镜的一种，学过物理的我们都知道，凸透镜能起到聚光的作用。

透镜的3个主要构成：
光源：使用氙气灯泡或者卤素灯泡

反光碗：合理的焦点，把光源发出的光线反射出去

镜片：接收反光碗反射的光线，合理聚集投射出去

透镜的分类：
单光透镜  双光透镜
       单光透镜：顾名思义，只能用于近光或者远光。比较常见的单光透镜车型有：凯美瑞、锐志、思铂睿、奥德赛、马自达3、马自达6等等都是单近光透镜。单近光透镜是内部一块固定的挡片，把投射到上面的光线挡住，即可实现单近光。单远光的车型比较罕见，如蒙迪欧。

       双光透镜：简单来说，就是一个透镜可以同时实现远近光的变换。其原理是通过一个小电机控制挡光片的开闭。挡光片闭合时，遮挡部分光线，即为近光。挡光片打开，即为远光。透镜里面的灯泡不动，也没有任何变化。这种透镜正品多为进口件，市场上大部分为拆车件。也有全新，但价格较高。主流车型上所使用的双光透镜主要是，德国HELLA海拉1代双光透镜（奥迪A6）、德国HELLA海拉2代双
光透镜(奥迪A6L)、海拉三代（卡宴、新X5等）、德国BOSCH博世双光透镜（分两线三线）、法国VALEO法雷奥双光透镜、日本KOITO小糸双光透镜、日本STANLEY史丹利双光透镜、日本ICHIKOH市光双光透镜、ZKW双光透镜等等

透镜的选择
质量方面：反光碗的电镀层，由于灯泡的发热量大，反光碗长期受高温，不好的电镀工艺会老化得比较快，表现为灯光暗淡，电镀层表面起泡，脱落等现象。目前这方面的工艺国外技术做的比较好。
          变光电机，质量差的，没用多久就会出现卡住不动等现象。目前还是比较推荐进口的配件。
光学设计方面，透镜的好坏主要看亮度、照射宽度、均匀度，远光还涉及聚光度，中心宽度等参数。。没有完美的透镜，近光好的，远光一般。远光好的，近光平凡。亮度高的不够均匀，均匀的不够宽，也有各个参数都尽量平均的。所以不要盲目的选择透镜，结合车况，驾驶习惯才能选择合适自己的透镜。

基础知识就到这里，以上内容大部分转自互联网，也有我自己个人的理解。