前照灯：汽车电器构造与维修，照明效果及防眩目装置

前照灯俗称大灯或头灯，主要用于夜间行车时道路照明，灯光为白色。由于前照灯的照明效果直接影响夜间行车驾驶的操作和交通安全。因此，各国交通管理部门多以法律的形式规定了其照明标准。

1.前照灯使用要求

1）前照灯应保证夜间车前有明亮而均匀的照明，使驾驶员能辨明车前150m以内道路上物体。

2）前照灯应具有防眩目装置，以免夜间两车交会时造成对方驾驶员眩目而发生交通事故。

2.前照灯的结构

汽车前照灯光学系统一般由光源（灯泡）、反光镜、配光镜（散光镜）三部分组成（图5-5）。

图5-5 前照灯的结构组成

（1）灯泡 目前汽车前照灯所用的灯泡主要有充气灯泡（白炽灯泡）和卤钨灯泡两种（图5-6）。

1）充气灯泡。充气灯泡将玻璃罩中的空气抽出，再充入86%（体积分数）的氩气和14%的氮气的混合惰性气体，惰性气体在受热时会产生较大的压力，可以减少钨丝受热蒸发，以延长灯泡的使用寿命。但灯泡在长期使用后仍然会发黑，因此并不能阻止钨丝的蒸发。

带螺旋灯丝的充气白炽灯泡1913年问世，由灯丝和玻璃罩组成，如图5-6所示。使用钨作为灯丝，并制成紧密的螺旋状，以缩小灯丝的尺寸，有利于光束的聚合。

2）卤钨灯泡。为了更有效地防止钨的蒸发，在冲入灯泡的惰性气体中加入了一定量的卤族元素（如氟、溴、碘），该种灯泡称为卤钨灯泡，如图5-6所示。

在相同功率下，卤钨灯泡的亮度为白炽灯的1.5倍，寿命长2～3倍。原因是从灯丝上蒸发出来的气态钨与卤族元素反应生成了一种挥发性的卤化钨，在扩散到灯丝附近的高温区域后又受热分解，使钨重新回到灯丝上，这种卤钨再生循环反应有效地防止了钨的蒸发和灯泡黑化的现象。由于卤钨灯泡体积小、耐高温、发光强度高、使用寿命长，故而目前得到广泛的应用。

（2）反射镜 如图5-7所示，图5-7a为反射镜的形状，图5-7b为光线反射示意图。

图5-6 前照灯的灯泡构造

图5-7 反射镜结构及原理示意图

a）反射镜形状 b）光线反射示意图

反射镜的作用是将灯泡的散射（直射）光反射成平行光束，使光度大大增强，增强几百倍乃至上千倍，以保证汽车前方足够的照明。未使用反射镜的灯泡，只能照亮前方6m左右，使用反射镜后可照亮前方150m以上，甚至400m左右。

反射镜的表面形状呈旋转抛物面，如图5-7所示，其一般由0.6～0.8mm的薄钢板冲压而成或由玻璃、塑料制成。其内表面镀银、铝或镀铬，然后抛光处理。由于镀铝的机械强度大，反射系数高，目前反射镜内面采用真空镀铝的较多。

（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，外形一般为圆形和矩形，如图5-8a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，如图5-8b所示。

3.前照灯的分类

按前照灯光学组件的结构不同，可将其分为：可拆式、半封闭式和封闭式前照灯三种。(www.xing528.com)

（1）可拆式前照灯 由于可拆式前照灯是由反射镜和配光镜的安装而成的组件，因此气密性差，反射镜易受湿气和尘埃污染而降低反射能力，严重降低照明效果，目前已很少采用。

图5-8 配光镜结构及工作原理示意图

a）配光镜结构 b）工作原理

（2）半封闭式前照灯 半封闭式前照灯的配光镜靠卷曲反射镜边缘上的齿牙而紧固在反射镜上，二者之间垫有橡胶密封圈，灯泡只能从反射镜后端装入。当需要更换配光镜时，应撬开反射镜边缘的齿牙，安装上新的配光镜后再将齿牙复原。图5-9a为两灯制半封闭式前照灯的结构，图5-9b为四灯制半封闭式前照灯的分解图。

图5-9 半封闭式前照灯结构组成

a）两灯制 b）四灯制

（3）封闭式前照灯（真空灯）封闭式前照灯的反射镜和配光镜玻璃制成一体，形成灯泡，里面充以惰性气体。灯丝焊在反射镜底座上。其结构如图5-10所示。

提示：封闭式前照灯完全避免了反射镜污染以及遭到大气的影响，因此反射效率高，照明效果好，使用寿命长，但当灯丝烧断后，需要更换整个总成，成本高。

（4）新型前照灯

1）投射式前照灯。投射式前照灯装用很厚的无刻纹的凸形散光镜，由于反射镜是近似椭圆形的，所以外径很小，其结构如图5-11所示。

投射式前照灯采用卤素灯泡，它的反射镜有两个焦点。在第一个焦点处放置灯泡，第二个焦点在灯光中形成。凸形散光镜的焦点和第二个焦点是一致的。来自灯泡的光利用反射镜聚成第二焦点，再通过散光镜将聚集的光投射到前方。

在第二焦点附近设有遮光板，可遮挡向上的光线，形成明暗分明的配光。

提示：采用投射式前照灯，可利用的光束增多，若将反射镜做成扁长断面，很多光束便可横向扩散，不仅结构紧凑，而且经济实用。

图5-10 封闭式前照灯结构组成

图5-11 投射式前照灯的结构组成

图5-12 高亮度弧光灯结构原理

a）外形 b）原理示意图

2）高亮度弧光灯。高亮度弧光灯的灯泡里没有灯丝，如图5-12所示，结构由弧光灯组件、电子控制器和升压器三大部分组成。在石英管内装有两个电极，管内充有氙气及微量金属（或金属卤化物）。在电极上加上5000～12000V电压后，气体开始电离而导电。由气体原子激发到电极间少量水银蒸汽弧光放电，最后转入卤化物弧光灯工作，采用多种气体是为了加快起动。弧光式前照灯，其灯泡的光色和日光灯相似，亮度是目前卤钨灯泡的2.5倍，寿命是卤钨灯泡的5倍，灯泡的功率为35W，可节能40%。