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汽车前灯光源的性能要求和发展(第4页)
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摘 要 简述了前灯照明对机动车辆安全行驶的重要性以及现代车辆对头灯的要求。介绍了正在迅速普及的新型车前灯——氙气金卤灯的特征、特性及广东雪莱特公司为减少此种车灯的眩光而设计的一种新型结构。
3、快速点亮
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传统的白炽灯和卤素灯通电使钨丝加热发光，钨丝的热惰性很小，在点灯0.5秒后发光基本稳定。普通照明金卤灯点燃后需经5~10分钟输出光通量才能稳定。汽车是一种高速运动的物体，响应时间极为重要，点亮缓慢的光源不可能用于汽车照明。照明科技工作者凭借自己的智慧非常好地解决了这一问题——充入高压氙气。
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标准规定启点1s后车用氙气金卤灯的辐射光通量应达到标准值的25%，而在4s时需达标准值的80%以上，以后并很快稳定（Fig.7a、b）。
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图6 |
车用氙气金卤灯冷态时灯中已充入约6个大气压氙气，点亮后立即进入高气压弧光放电状态，输出较大的初始光通量。很小的电弧管体积和镇流器提供的大的初始放电电流使灯迅速加热，汞和金属卤化物在数秒钟内蒸发，从而满足了灯快速点亮的要求。
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测试表明在合格镇流器的配合下，飞利浦、欧斯朗和雪莱特的车用氙气金卤灯满足了上述快速点亮要求，收集的所有欧洲、日本、韩国、我国台湾和大陆其他的生产产约20种样品均未能满足这一要求。泡壳形状、内腔结构、尺寸和所充气压以及填充物的成分和量均需经过严格的设计和试验，再配以符合标准要求的镇流器方能达到标准要求的快速启动。
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4、长寿命：车用氙气金卤灯是在非常严酷的条件下工作的，其壁负荷接近80W/cm2为普通照明金卤灯的2.5倍以上，运转时灯内达80大气压，为普通照明金卤灯的2.5倍。在如此严酷的条件下灯寿命受到很大影响，时常会产生泡壳失透和爆炸现象，对快速行驶中的汽车绝不能允许此类现象的发生。所以制灯的条件、环境、所采用的工艺装备和材料必须严格控制。目前市场上的大多数产品的质量和性能参数均离标准要求甚远，其使用寿命远不到3000小时的特征寿命，这是必须引起注意的。
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5、对车用氙气金卤灯的其他要求：为适应实际应用情况，对这种车灯有一系列其他严格要求，对此种光源及配套电子镇流器参数必须进行严格控制，必须通过严格的试验和测试才允许使用，如振动试验、105℃高温试验、-40℃低温试验、高低温快速交替变换试验、防水和防盐雾试验、震动试验、EMI、EMC测试等，本文不作详述。
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Fig.7
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5、对车用氙气金卤灯的其他要求：为适应实际应用情况，对这种车灯有一系列其他严格要求，对此种光源及配套电子镇流器参数必须进行严格控制，必须通过严格的试验和测试才允许使用，如振动试验、105℃高温试验、-40℃低温试验、高低温快速交替变换试验、防水和防盐雾试验、震动试验、EMI、EMC测试等，本文不作详述。
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Ⅵ、高眩光并非车用氙气金卤灯与生俱来的弱点
氙气金卤灯有诸多优点已如前述，安装这种灯后夜晚行车的安全性得到很大提高，亦为事实证实。但是由于人们对这种灯性能掌握还不充分，灯和灯具的设计尚不完善加之使用不当，特别是改装市场对光形不够重视，将车用氙气金卤灯插入卤素灯灯具后对二者匹配不加考虑，致使出射光束中产生了较多眩光，Fig.3所示光分布要求不能满足。这些原因使得人们认为眩光是这种灯与生俱来的弱点、对之发生怀虑、对其推广产生异议。但这并非事实，只需了解眩光产生的原因，对灯和灯具的结构设计作合理调整就可以明显降低以至消除眩光。
首先，从事车灯改装的同行们在换装车用氙气金卤灯后必须注意校正光形，尽量使之符合标准要求。更为可靠的方法是设计专用改装用灯具，这种灯具需与原装灯具可以互换，但光学系统则按车用氙气金卤灯的特征设计，改装车灯时连同灯具同时更换，则可以保证光形符合要求。
当前使用最多的直管形外壳车用氙气金卤灯（Fig.4）在设计上存在一定缺陷这是产生眩光的一个重要原因，如对此种设计加以改进则能取得很好的效果。将产生一定的反射（Fig.8），投射角i愈大反射分额也愈大。投射光进入玻璃介质后将被折射，当折射=光传播到另一侧的玻璃——空气界面。
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时又将部分透射、部分反射。该界面处的反射光在回到原侧界面时还将产生反射和透射，如此往返不已而使原斜入射光束变为Fig.8中沿箭头A方向漫延的衰减光带，投射角越大则该光带越强。
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Fig9示出了目前通用的直管形外罩壳的车用氙气灯的光辐射情况，其直管形外罩壳对球形电弧管所辐射的光的影响与Fig8所示情况一致，从电弧管发射的光除辐射方向与电弧管中心横断面S一致的部分外，向其余方向辐射的光到达外罩壳内表面时、均将按入射角的大小而部分反射，反射部分到达电弧管轴附近的支撑电极的颈体时，除一部分进入颈体外，另一部分又将反射。
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可见此种直管形外罩壳结构的车用氙气金卤灯电弧管发射的光除很少部分能直接通过外罩壳辐射外，大部分光均将在外罩壳内壁部分反射，反射光则在外壳的石英壁内部，外壳内壁与电弧管外壁之间以及在石英颈体内部反复反射、折射、透射而形成沿灯轴向二端漫延并向四周空间辐射的杂散光。这部分光均偏离了灯具反光器焦点，不可能为灯具收聚到前照光束中，而是构成了直接向前方或向后方传播并再经灯具反射后再向前方散射的杂散光，这就是眩光的重要来源。也是人们认为氙气金卤灯必然产生较多眩光的原因。
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Fig.10 中国照明网技术论文·汽车照明
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在了解产生眩光的主要原因后，对此种结构的缺陷略加改进就可以大幅度减少眩光。广东雪莱特光电科技股份有限公司在分析了氙气金卤灯眩光过强的原因后，设计了一种球泡型的外壳结构（Fig.1）。这种灯泡与Fig.9所示灯泡的差异在于其外罩壳与电弧管球泡的对应部位不是直管而是一与电弧管球泡形状相似的球形泡壳。由于电弧管与外壳壁面为大致平行的球面曲面，在Fig.4所示2α角内电弧向任何方向辐射的光均以大致垂直的方位射向外罩壳的内壁面，因此反射率很低，大部分光将直接辐射出去，并经灯具聚集后进入前照光束。所以此种结构的灯的外罩壳与电弧管之间产生的沿轴向二端衰减漫延的杂散光比直管型外罩壳灯减少很多，眩光大幅下降。球形外罩壳的另一优点是电弧管的温度分布比较均匀、热稳定性高、参数稳定、光维持率提高、寿命也得以延长。
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中照网网友 在2016-6-2 11:44:56发表
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中照网网友 在2016-5-19 11:36:38发表
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