《汽车大灯是经历怎样的发展史

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车灯发展史,煤油到激光经过了什么?

现如今,不少汽车品牌都因为独具特色的头灯而魅力倍增,如宝马的“天使眼”、保时捷的“青蛙眼”、奥迪的“矩阵式大灯”等。

 

从卡尔 本茨“汽车之父”创造出第一台汽车后,人们的生活便发生了翻天覆地的变化,在百年的发展过程中,工艺和材料不断的升级,汽车照明也是在不断的更新换代。

汽车照明系统由“睁眼瞎”到“千里眼”,汽车的眼睛,在这一百多年的时间里是如何变化的呢?

第一代:煤油灯、蜡烛

 

19世纪末期,汽车工业仍处于萌芽阶段,“汽车”不过是车轮、座椅、发动机等基本架构的组合体,此时的车辆在道路上处于“喇叭基本靠吼,拐弯基本靠瞅”。

 

当时的汽车驾驶员们经常会在夜间、大雾、雨雪天气中因看不清路面而迷失方向或撞车,因此他们便把日常生活中常用的煤油灯和蜡烛装入灯筒中,挂到汽车上(这一做法和此前马车的车灯类似),最早的车辆照明装置因此应运而生。

 

虽然给汽车装上了“车灯”,但是煤油灯、蜡烛灯效果太低,在颠簸的路况上灯光也随之晃动,只能实现警示行人,而无法照路道路。如遇雨雪等特殊天气,驾驶员则根本看不到,只能做“睁眼瞎”了。

 

煤油、蜡烛还有个难题就是需要不断的补充燃料,这在一定程度上降低了便利性。如果发生车祸导致灯筒破裂,极有可能引发火灾。

 

第二代:乙炔车灯

 

乙炔灯,俗称电石灯,利用碳化钙和水的反应生成乙炔,而乙炔点燃便可发光。

19世纪末乙炔盛行的年代,爱迪生其实已经发明了第一支碳丝白炽灯,但碳丝脆弱易断的特性,使得碳丝白炽灯无法在汽车行业大面积推广,而乙炔便以更高的亮度成为车灯首选。

 

当时的车上配有乙炔发生器,在行车过程中不断颠簸,为乙炔的化学反应提供了助力,当车辆静止时,由于反应不充分,乙炔减少,乙炔灯的亮度也随之降低。

 

乙炔灯的外部没有灯罩,在恶劣天气下很有可能被浇灭。此外,乙炔遇水后会有大量恶臭的白烟冒出,这些有毒的白烟会对人体健康照成危害。 

 

第三代:白炽灯

 

螺旋钨丝白炽灯亮相后,汽车照明行业彻底告别了“燃料”。与碳丝白炽灯相比,螺旋钨丝白炽灯的灯丝更加稳定坚固,不会轻易断掉,而且能够为车辆提供稳定的高强度光源。解决了稳定性,但是螺旋钨丝灯的能量转换率很低,大部分的电能都被转化成了热能,照成能源浪费,长时间使用会导致灯体温度过高,故障率极高。

 

第四代:卤素灯

 

卤素灯也是白炽灯的一种,是白炽灯的升级版。卤素灯采用高熔点钨丝,同时灯管里面注入碘或溴等卤族元素,使用时钨灯丝在高温下升华,升华后的卤元素又会在钨丝上进行凝固,从而延长了灯泡的使用时间。

 

卤素灯照射出来的灯光偏黄,优点是穿透性强,在雨雪和大雾天气里依旧能为驾驶员提供较好的视野。但是灯泡的照明亮度并不足,在良好天气下照明范围也较小,较暗的光线使得驾驶员不能很好的判断道路。

第五代:氙气灯

 

氙气灯采用了包裹在石英管内的高压氙气代替传统钨丝,通过增压器将车上12v电压瞬间增压到23000v,从而激发氙气进行放电,产生白色电弧光。

 

氙气灯颜色正白,与卤素灯相比,氙气灯亮度更高,耗电更低,寿命更长,点亮效果更稳定,因此现阶段绝大多数车型均采用的是氙气大灯。

 

氙气灯也有缺点,在点亮速度上会有迟疑,色温高,在雨雪等特殊天气中,会发生折射现象,穿透力不比卤素灯强。 

第六代:LED车灯

 

日产生活中,经常接触的led使用范围非常广,家电行业也是大力推行,但是在汽车产业中还有不少难度。单个LED元件的亮度较低,要达到氙气灯的亮度水平,必须一组LED,成本较高。LED采用冷光源发光,因此在能量转换中,能耗低,耗电量也更低。此外,LED还拥有点亮快、结构简单、灯组造型更自由等优点。

第七代:激光大灯

 

激光不知什么时候和武器挂上了钩,可能是源于电影的片段,但是激光的用途不但在军用领域。

 

激光大灯的发光是由灯组内的激光发射器首先射出三束蓝色激光,经过反射镜后激光聚焦到黄磷滤镜处产生白光,白光进过反光碗反射后最终形成圆锥形光束。

 

激光大灯可以说是LED大灯的升级版,与LED大灯相比激光大灯所占体积更小,能耗更低,但产生的光线强度却比LED灯强1000倍以上,从而进一步扩大激光大灯的照射范围。

 

结语:从原始社会到现代化社会,进过不断的创造来突破极限。作为工业化社会的产物,汽车发展一百多年,从简单的机械组合体发展到巧夺天工的艺术品,车灯更是从无到有,为夜间行驶带来了一双犀利的眼睛。从煤油灯到激光大灯,未来的车灯会变成什么样子呢?高精尖技术会给我们带来什么惊喜呢?就让我们拭目以待!

廖明江888
2016-12-11 · 知道合伙人汽车行家
廖明江888
知道合伙人汽车行家
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汽车大灯的百年历程,先看一个视频科普一下吧~
1887年,一个驾驶员在黑暗的旷野上迷路时,一农民用手提煤油灯把他引回家。
此后,有人开始把手提煤油灯挂在车前端,但是煤油灯的发光强度太低,并不能满足照亮车前足够远路面的需求。北方学校为了提高前方路面照度,人们采用的办法是将克鲁平反光镜安置在煤油灯后,使煤油灯成为世界上第一只聚光大灯,这也是车灯的最早雏形。

工程师们都在想办法解决灯光强度的问题,很快煤油灯就被乙炔灯所替代。当然工程师们也想把白炽灯用于汽车上,但是真空白炽灯泡的灯丝是由碳丝做成的,太脆弱的灯丝禁不起路上的颠簸,无法应用在车灯上,而且,还有一个很重要的因素是在当时乙炔灯的亮度是白炽灯的一倍。

由于乙炔灯需要燃烧才能发亮,因此乙炔灯要在车上安装一个用于装满乙炔气体的大罐子,十分不便,加上极端的天气容易促使灯光被浇灭。更重要的是,乙炔燃烧后会产生大量的有毒碱石灰,对人体会有严重的腐蚀作用,甚至导致休克,所以工程师也渐渐意识到了该问题。

随着科技的不断进步,1925年以后,乙炔灯逐渐退出历史舞台,取而代之的是日渐成熟的白炽灯。螺旋钨丝白炽灯相比于原来的碳丝白炽灯,照射强度提升了50%。可以说螺旋钨丝白炽灯里程碑的出现使得汽车真正步入了照明电气化时代。从1912年凯迪拉克发明车载电力系统到1917年发明的灯光调节系统,电光源才被广泛的应用。

卤素灯
虽然白炽灯的效果比乙炔灯更好,但是普通白炽灯的发光效率并不高,1962年,在需求的促使下,卤素灯被发明了出来,相比于白炽灯,其使用寿命延长了2到3倍,亮度提高了1.5倍。可靠的技术和低廉的维护费用,使其一直被沿用至今天。

氙气灯
上世纪90年代,汽车普及率的提高也让消费者对汽车的期待值更高,原来的卤素灯亮度已经满足不了需求,行车安全也引起了人们的注意。于是氙气灯被研发出来,氙气灯在比卤素灯更低功率的情况下,其亮度是卤素灯的三倍以上,但是氙气灯同样具有缺点,最明显的是,在极端天气的情况下它的穿透力比卤素灯弱,而且成本与维修费用比原本卤素灯要高得多。因此卤素灯与氙气灯长期并存各分秋色。

LED大灯
对更高品质的追求,人们渴望有一款车灯不但在亮度与安全方面足够给力,还能拥有独特个性的外观,于是LED大灯华丽登场。如今LED大灯突破层层技术瓶颈,呈现得已经相当完美:体积小、稳定性高、能耗低,并且不存在热沉积和光衰退等问题。所以LED大灯被广泛地运用到各种车型上。

激光灯
就在LED大灯开始普及之时,对激光灯的研发被工程师提上日程,不过目前的激光大仍处于初期阶段,普及之路还有很多困难,比如高额的成本以及照明时产生的巨大热量,目前还是各厂商的需要克服的难题。
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