汽车车灯技术和造型发展的研究论文_陆陶

汽车车灯技术和造型发展的研究论文_陆陶

(江西江铃集团新能源汽车有限公司 330000)

摘要:汽车自诞生以来就因其行动便捷、省力而受到了人们的喜爱,100多年来汽车的性能、外观都在不断完善,以求满足人们日益提升的审美水平和生活需求。汽车车灯技术和造型也在不断的发展革新,本文就汽车车灯技术和车灯造型的发展进行了简要探讨。

关键词:汽车车灯;光源技术;车灯造型;发展历史

前言:作为汽车不可缺少的组成部分,汽车车灯技术和造型也随着汽车性能的不断完善而有所改变。车灯的作用不再局限于单一的照明功能,制作材料和制作方法也在不断发生变化,车灯造型更是根据不同时期的审美标准不断调整。如今车灯的制造和呈现已经成为了人们技术水平和审美情趣的展示。

一、车灯的分类和标准

汽车车灯是汽车构成当中不可或缺的部分,在功能上,车灯主要承担着照明和信号提示的作用。汽车车灯在制造和使用过程中涉及到包括光学、电子、材料、流体力学等多方面的知识,在车灯设计时不仅要考虑到其作为照明和信号提示工具的实用性,还需要考虑到其作为汽车外观一部分的美观性。当前国际上使用欧标(ECE)和美标(SAE)作为车灯配备和光学指标的基本规范,在国内使用基于欧标修改的国标(GB)[1]。

二、车灯光源技术的发展

在汽车的不同发展时期,车灯的光源技术也各不相同。世界上第一个车灯是烧油的,车灯从最早期的煤油灯,到逐步出现了电白炽车灯、双光灯芯车灯以及近年来出现的卤素车灯、氙气车灯、LED车灯。

(一)早期的车灯光源技术

初期,汽车使用的是汽灯,由于当时电灯的稳定性差且亮度低,以煤油、乙炔为燃料的汽灯就成为了用于汽车照明的不二选择。这种汽灯能够满足当时的汽车车灯用于照明和信号提示的要求,但是缺点同样鲜明。由于汽灯需要通过燃料燃烧来照明,所以在使用时并不能马上点亮,需要先将汽车预热才能达到效果;其次,煤油灯虽然能够满足照明需求,但是由于亮度有限,光源能见范围也非常小,在使用过程中极易出现危险。

随着电力技术进一步发展,人们对电能的使用能力大幅提升,电灯成为了最为适用的照明工具。此时电灯的稳定性已经得到了解决,可以快速、随时点亮且安全性也大幅度提升,因此多数汽车厂商把电灯作为汽车车灯的最佳选择。此时的电灯车灯不仅能够满足随时点亮、照明范围大的要求,还能够利用多个灯组实现远近光的切换功能,大大提升了车灯作为信号提示工具的实用性。但这时期的电灯材质还停留在白炽灯阶段,使用寿命较短,还需要进一步改良。

(二)卤素灯的应用

在上世纪60年代面世的卤素灯因为具有比白炽灯使用寿命更长、亮度更高的特点而成为了电灯光源技术的新宠。卤素灯的灯泡主要是由石英玻璃制成,这种材料的耐温性极强,即使承受高温也不易破裂,主要被用作汽车的远光灯和近光灯来使用。但是卤素灯的耗电量十分巨大,散热量也很大,需要为灯腔提供较大空间来保证散热,这就局限了卤素灯的外在造型,在使用当中存在一定局限性。因此,虽然卤素灯价格低廉,使用寿命也长,但是仍然逐渐被性价比更高的新光源所代替。

(三)氙气车灯的应用

上世纪90年代,有汽车制造公司成功将氙气用于车用照明上,自此氙灯得到了广泛使用。氙灯的性能比卤素灯更为优越,无论是在色温、亮度、耐用性还是能效比方面,氙灯都远高于卤素灯。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但氙灯照明在物理光谱的穿透力一般,在大雾天气时照明能力会被削减,仍然存在不足。

(四)LED灯的应用

LED即发光二极管,因为具有极高的性价比而广泛应用于各种照明场景。当然,在车灯光源中也扮演极为重要的角色。LED灯优势十分明显,不仅寿命长、能耗低、响应快,而且发光效率极高,各项性能都远远超过卤素灯和氙灯。初期LED造价较高,只有豪华车型使用了全LED头灯,但是近年来LED技术的提升已经使其造价有所下降,而LED作为头灯的远、近光光源已经成为了中端汽车市场的选择。

三、车灯造型的演变

自车灯诞生以来,经过100多年的演变,已经逐渐形成了几大造型类别,随着用户审美的不断变化,汽车车灯的造型也在不断完善。车灯作为照明设备要保证车辆在行进当中的安全,为能见度低或突发情况提供信号提示。因此车灯的造型设计要兼具实用性和美观性。

(一)外置投射式车灯

外置投射式车灯是早期轿车普遍采用的一种车灯造型,主要是将车灯灯体安装在车身外部的前照灯。此时车灯的光源主要是白炽灯,由前照灯、转向灯、雾灯等等搭配使用,能够让汽车在正常天气和雨雾天气当中都保持照明。受白炽灯照明特点和放置位置限制,这种车灯造型也多以圆形为主。

(二)内置投射式车灯

不同于外置投射式车灯,内置投射式车灯采用的是嵌入式安装方法,是将车灯单体或者组合以嵌入的方式安装在车体表面的前照灯。在光源技术方面多数采用卤钨灯,主要可以满足车灯的远近光变化需求。在造型设计方面,可嵌入单体灯泡也可嵌入灯泡组合,通常会制作成圆形或方形结构;若嵌入灯泡组则会根据车体空间和具体作用分为横向或纵向排列。这种车灯造型在现代轿车当中应用广泛,在使用当中与水箱罩、进气槽、保险杠一起构成车身造型的重要组成部分[2]。

(三)收缩式车灯

相较于外置投射式或内置投射式车灯,收缩式车灯更为灵活。这种车灯多数出现在高级运动轿车中,是一种灵活度很高的新型前照灯,当车主不需要使用车灯时,可以将伸展的车灯收回到车身内,如此一来车身外观上会更显整洁,表面也会更显平顺;同时还能够降低汽车的风阻系数。收缩式车灯既能够满足车灯的照明需求,又能够增强汽车车身的美观度,已经成为许多爱车一族的最佳车灯选择。

(四)组合式车灯

车灯光源技术不断发生变化,在此基础上多功能前照灯也被研发和应用于市场当中。这种组合式车灯的光源多为氙灯、LED灯、卤素灯和光导纤维。在使用当中加强了车灯指示功能的集合,将汽车的远光、近光、转向、前照等等功能融合在一个车灯里,节省了空间。

四、车灯技术和造型的发展展望

当前汽车车灯技术和造型发展已经与早期大不相同,在未来也会随着光源技术的进步而不断产生变化。随着新光源技术和新型车灯材料的应用,车灯设计当中的许多限制都被打破,整车设计思路将更广泛的应用在车灯设计当中。车灯的造型将会更加多变,与车体的融合度也会大幅提升。

此外,由于互联网和电子技术的发展,智能照明系统逐渐普及,在车灯设计当中融入智能照明系统也是必然趋势。LEDMatrix矩阵式照明系统的出现,已经预示着智能照明系统的进一步发展,在未来的车灯设计当中,全电子系统控制将逐步应用其中,智能化的车灯组能够根据汽车当前所处的环境提供最适宜的照明。

结论:技术水平和审美水平的提升,将汽车车灯从单一的照明工具转变为肩负照明和提升汽车整体美观度的重要工具。光源技术的进步推动着汽车车灯性能和造型的进步,而人们对车灯需求的提升也促进光源技术的进一步发展。未来,车灯技术必然会对安全、美观、节能有更高的追求。

参考文献:

[1]田应军,于建文.LED光源优势及其在汽车灯具的应用前景研究[J].电子测试,2017(12):118-119.

[2]邹华,叶庆元,杨珏晶.汽车车灯技术和造型发展浅析[J].上海汽车,2014(07):57-60.

作者简介:性别:男,出生年月:1983年1月,籍贯:安徽省蚌埠市,民族:汉,学历:本科,职称:(助理工程师),毕业学校:江西财经大学,研究方向:汽车造型设计

论文作者:陆陶

论文发表刊物:《科技研究》2018年10期

论文发表时间:2019/1/4

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