“父輩們”的車燈簡史

    [XCAR 用品 原創(chuàng)]

    在查看汽車配置表時，你是否常去關注車輛燈光的具體配置？新車應用了什么高新技術？我想，作為車身造型中的點睛之筆、保障行車安全的重要配置，車燈的重要性不言而喻。在日新月異的車燈技術中，我們不斷向前沿科技看齊，在燈組技術發(fā)展中涌現出很多讓人驚嘆的照明技術。今天，我們回過頭來，看看車燈在這130多年的演化中都發(fā)生了哪些翻天覆地的變化。

燃料照明時代（煤油燈、乙炔燈）：照亮前行的路

    早在乙炔燈前，有人便在漆黑的道路前用煤油燈為汽車引路，將克魯平反光鏡安置在煤油燈后，使煤油燈成為世界上第一只聚光大燈，這便是車燈的最早雛形，但由于煤油燈的發(fā)光效率實在不可恭維，作用如示寬燈一般的它很快被乙炔燈所替代。

1879年發(fā)明家愛迪生發(fā)明的碳絲白熾燈

    在燃料照明時代，乙炔燈的出現逐漸被一些汽車品牌所青睞，可能有人會質疑，早在1879年白熾燈便已經被發(fā)明為何乙炔燈會捷足先登應用在汽車上呢？這是因為，當時的真空白熾燈泡的燈絲是由碳絲做成的，太脆弱的燈絲禁不起路上的顛簸，所以無法應用在車燈上。而乙炔燈又以高出一倍的亮度成為了當時車燈的首選。

    乙炔燈如何工作？

    其實在車燈內并沒有存儲乙炔氣體，而是利用氧化鈣和水進行反應產生的，在行車的過程中，晃動的車身剛好為乙炔的產生提供便利條件，但缺點在于，一旦你停下車來，反應便沒有那么強烈，隨著乙炔產生的減少，車燈也就會逐漸變暗。在當時即使燃燒充分的乙炔燈也只能發(fā)出7.2*10000cd/m的輪廓亮度，但如果想要照亮車前100米距離至少需要32*10000cd/m，但在19世紀末期拿乙炔燈作為前大燈也是無奈之選。

    乙炔燈的致命傷

老爺車上常見的乙炔燈

    由于乙炔與煤油同樣需要依靠燃燒發(fā)光，所以很容易被路上的雨水澆滅，在惡略天氣下行車簡直成為了司機們的噩夢。其次，乙炔燈的耐用度與剛剛面世的白熾燈相比強不到哪里，加之燃燒后的乙炔會產生大量堿石灰（Ca(OH)2），這種對蛋白質有溶解效果的有害物質落在皮膚上會產生強烈刺激性和腐蝕性，嚴重的會導致人休克、胃穿孔等不良反應。由此乙炔燈的發(fā)展被嚴重缺陷所制約，汽車車燈的變革在所難免。

白熾燈時代（白熾燈、鹵素燈）：百年“帝國”偉業(yè)

    隨著電燈的發(fā)展，耐用度的提升，乙炔燈連同著它的缺點逐漸退出了車燈歷史的舞臺，在電燈逐步占據車輛大燈時代初期，電燈多應用在電動車上而不是汽油車。當時所謂的電動車還是多以鉛酸蓄電池為動力來源，所以驅動效率很低。但相比于汽油車的噪音與污染，電動車在19世紀到20世紀間受到了“土豪們”的青睞。#p#分頁標題#e#

哥倫比亞電力汽車公司在1898年生產的電動車配備了第一個鎢絲大燈

    早在1898年，哥倫比亞電動公司推出了一輛搭載鎢絲燈的電動車。站在電動車的角度上看，搭載電燈看似是合乎情理的事情，但就如前文所說，纖細的燈絲很容易在顛簸的路面斷裂，再加之沒有聚焦裝置，電燈的首秀并不能算是成功，這也正是乙炔燈能夠沿用到1925年之久的原因。

受達官貴族青睞的電動車

    雖然大發(fā)明愛迪生家曾在《紐約時報》上力挺電動車的經濟零排放，但也阻止不了內燃機技術的迅猛發(fā)展給電動車帶來的沖擊。相反的是，電動車的落寞卻沒有使電燈進入黑暗時代。隨著紐約康寧玻璃公司首先在電燈上加入燈光聚焦裝置，在增加了大燈范圍的情況下又消除了給駕駛員造成眩光的缺陷。這個突破性的創(chuàng)新讓電燈逐步在汽油車上推廣起來。

2近遠光燈的進化歷程

    白熾燈的發(fā)家史

紐約康寧玻璃公司首先在白熾燈上加入燈光聚焦裝置

    在1913年，螺旋鎢絲白熾燈的發(fā)明替代了原來碳絲的白熾燈，照射強度提升了50%，在車燈技術更新的同時，汽車的啟動方式發(fā)生了改變。當時的汽車使用手搖柄啟動車輛，所以并沒有在車上安置蓄電池的必要，但隨著電啟動機的加入，蓄電池不得不內置在汽車內，隨著電啟動的車輛越來越普及，蓄電池逐步配備在車上，白熾燈便順理成章的成為了主流車燈。

近遠光車燈的起源

    如今的車輛都具備近遠光切換功能，而在1915年第一個考慮到對向來車晃眼而配備近遠光調節(jié)的車燈公司為Guide Lamp Company，它所涉及的車燈系統(tǒng)只是能夠調節(jié)車燈照射的高低，僅僅為了避免給對向來車帶來麻煩，而且司機想要調節(jié)車燈高低也只能下車調節(jié)，使用起來比較雞肋。

1917年，凱迪拉克對TYPE 53的近遠光燈系統(tǒng)進行了改進，司機能夠在車內調節(jié)車燈照射高度。

    近遠光車燈的革新

1924年歐司朗公司第一個使用了雙燈絲的燈組造型#p#分頁標題#e#

    歐司朗公司在1924年第一個使用了雙燈絲的燈組造型，一個負責近光照明，一個負責遠光照明，兩個燈絲以輸出功率不同來投射近遠光，由于并不能更改照射角度，歐司朗利用近光燈絲前的遮光罩來阻擋過高的炫目光線，使得近光燈的邊緣能夠呈現出明顯的折現，防止迎面車輛駕駛員產生眩目，而調光的開關被安置在腳下，具體操作方法和現在我們車內的按鈕很相似。

    強制規(guī)定的封閉式車燈

    與歐洲車燈不同的是，在美國的20世紀40年代到90年代之間，封閉式車燈的應用異常火爆，封閉式車燈將反射鏡和配光鏡用玻璃制成一體，里面充以惰性氣體，并把燈絲焊在反射鏡底座上，反射鏡的反射面經真空鍍鋁。這樣一體式設計在日常使用時可以避免異物進入燈內，缺點是如果損壞的話只能全部更換。但對于當時的美國政府來說封閉式車燈有著不一樣的意義。

受限于美國政策影響，絕大多數美國車使用封閉式圓車燈，圖為1964年 Chevrolet Impala SS

    由于車燈是封閉式的，各個零件不能自行更換，政府便要求車廠使用同一規(guī)格的車燈，這樣保證了每臺行駛在公路上的車輛都符合聯邦汽車安全標準108中的規(guī)定（1970年前的所有汽車使用兩個七寸圓形密閉前照燈系統(tǒng)，而只有一些卡車才可以使用長方形車燈）。但隨著1983年政府對政策的改變，允許讓半封閉車燈使用后，封閉式車燈便漸漸走出來車燈的歷史，第一個使用全新設計打破格局的車輛是1984 LincolnContinental Mark VII車型，隨后各種各樣新潮的半封閉式車燈隨著車型的換代逐步應用起來。

    沿用至今的鹵素燈

    鹵鎢燈在20世紀50年代被發(fā)明出來，使用過鎢絲燈的人都會知道，長時間使用鎢絲燈會使車燈發(fā)黑，這樣使本來發(fā)光效率便小的可憐的鎢絲燈更加難以滿足照明需求。在需求的驅使下，人們發(fā)明出了鹵素燈，確切的說，燈泡里不再是一種物質，而是氯和碘兩種的結合氣體，這便是沿用至今沒準依舊應用在你家車燈上的“遠古”技術。到此，白熾燈時代總共走過了100多年的歷史。如今，向鹵素燈發(fā)出挑戰(zhàn)的是一個擁有著更高亮度、更少能耗、更耐用的新燈組技術：氙燈。

3異軍突起的氙燈與LED

氙氣燈時代：藝高人膽大

    氙氣燈的英文全稱是Hight Intensity Discharge，簡稱HID。氙氣燈最早應用在1995年出廠的新款奔馳E級轎車上。說到氙氣燈，首先要了解一下氙氣燈的構造。氙氣燈由小型石英燈泡、變壓器和電子控制器組成。接通電源后，通過變壓器，在幾微秒內升到2萬伏以上的高壓脈沖電加在石英燈泡內的金屬電極之間，激勵燈泡內的物質（氙氣、少量的水銀蒸氣及金屬鹵化物）在電弧中電離產生亮光。

    從1995年歐洲法規(guī)批準使用這種燈起，氙氣燈就被用于高檔車型上。相比較鹵素車燈，氙氣車燈雖然造價更高但優(yōu)點也更加明顯，它的亮度更高，照射時間長，穩(wěn)定性好，并且更加節(jié)約耗電。但隨著發(fā)展，氙氣燈也已經不再是高端車的專屬了，制作成本的降低讓更多的車主選擇改裝氙氣車燈，也讓氙氣車燈成為現在除鹵素車燈外的主流車燈。

LED時代：開創(chuàng)“形神兼俱”的新紀元

    當氙氣燈在車燈屆混的風生水起的同時，另外一種光源顯然正在做著發(fā)力的準備，它就是LED。雖然LED不是什么新鮮玩意兒，但被用到車輛照明卻并非那么簡單。首先它的價格更高，而且單個LED的光照亮度顯然不能與氙氣燈相比，想要達到氙氣燈的亮度就需要一個LED燈組來實現。其次LED由于體積更小，所以散熱性并不好，而且在維修方面不夠方便。這些相對而言的缺點讓LED車燈在普及上舉步維艱。

    但顯然這無法阻止汽車廠商對它的喜愛程度。首先LED車燈屬于冷光源，耗電量要比氙氣燈更低，其次LED車燈不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，在恰當的電流和電壓下，LED車燈的使用時間要比氙氣燈更長。不光如此，LED車燈還有耐高溫、體積小、穩(wěn)定性好、反應速度快等特點。

    其實在汽車行業(yè)LED比氙氣燈要更早被汽車廠商使用，雖然只是作為配角被使用在閱讀燈、儀表照明燈等不被人注意到的位置。早在2008年雷克薩斯LS車型就第一次使用了LED燈組作為車輛的頭燈，從此拉開了LED作為頭燈燈源的篇章。之后各個廠商都開始對LED進行跟進使用，其中使用最為廣泛的就是LED示寬燈。

    直到今年，全新的奔馳S級發(fā)布，更是讓LED風光無限，全新S級并沒有使用傳統(tǒng)的氙氣燈，而是使用了LED來代替氙氣大燈。不光如此，新一代的S級更是在全車使用了超過兩千顆的LED，讓燈泡這東西正式從奔馳S級的車身上退下了歷史的舞臺。

4超越時代的OLED與激光

OLED時代：亦真亦幻的科技體驗

   說起OLED技術，這還與中國人有些淵源，因為發(fā)明這項技術的人是為美籍華人。1987年，鄧青云教授和Vanslyke 采用了超薄膜技術，制成了雙層有機電致發(fā)光器件。1990 年，他發(fā)現了以共軛高分子PPV為發(fā)光層的OLED，從此在全世界范圍內掀起了OLED 研究的熱潮。鄧教授也因此被稱為“OLED之父”。對于神秘的OLED技術，歐司朗前一段時間為我們帶來的新品已將OLED技術成熟應用，對于OLED的介紹請點擊下方鏈接，在此不重復介紹。

 #p#分頁標題#e#

 激光時代：隨心所欲創(chuàng)造未來

    在OLED技術還未普及的今天，激光照明已經開始在為又一次的變革做著準備。與OLED技術不同，激光的應用早在幾十年前就已經開始，并不斷的被改進與提升。

    激光技術的優(yōu)勢

    激光燈與普通光源的最大不同就是它能產生幾乎平行的光束，這讓光的形狀可以做到極度的可控。同一激光器所產生的光波具有恒定并且相同的波長，并且在理想狀態(tài)下激光可以產生強度大于傳統(tǒng)LED光源1000倍的光線，而產生同樣的照明效果，激光所需要的能源以及所占用的體積再一次大的縮減，提升了照明的效率。

激光燈最大不同就是它能產生幾乎平行的光束

    現有的還在研發(fā)階段的激光頭燈只需要同等效率LED頭燈的一半的電力就可以達到完全相同甚至更好的照明效果。根據現有技術數據計算，LED照明每瓦特電力可以輸出100流明的光照度，而現有激光照明每瓦特可以輸出大約170流明強度的光，區(qū)別是顯而易見的。

激光技術可以讓頭燈對任何的事物都能做出單獨照明效果

    激光的平行光特性讓汽車頭燈可以實現完全的可控性，現有的矩陣式LED只可以控制單個LED芯片的開啟或關閉以實現智能頭燈的單獨照明效果，但激光技術可以讓汽車頭燈對任何的事物都能做出單獨的照明效果。比如夜間行駛中碰到的路面障礙物、過馬路的行人以及路邊的交通指示牌等，都可以用單獨的光束進行照明提示，既讓駕駛員看清路況，也讓行人意識到危險，這樣的技術革新對汽車安全的影響將是革命性的。

    但同樣，安全性和耐用度依舊是激光大燈需要克服的兩大難題，激光在高效的同時也會產生巨大的熱量，控制好這種“能量光束”的溫度或者提升現有激光器的工作效率是兩種很好的解決辦法；另外在安全性方面也會有很多人會擔心，激光的能量對于人眼來說是很危險的，雖然用作照明的激光已經被減弱到完全無害的強度，但在相應的法律法規(guī)和安全標準頒布之前激光照明要被人們認可也還是個艱巨的任務。

    結語：從古至今，車燈的發(fā)展從未停下過腳步，如今甚至有趕超時代之勢。高新技術的換代越來越快使得斷然預測幾年后燈組技術發(fā)展成為了冒失的行為，但新技術需要時間的考驗，就像雖然今天我們已經可以用10元買到激光筆這樣的激光技術產品，但將激光用在車燈照明上還是有很長的路要走的，我們只能期待這些新技術給我們帶來的變革越早到來越好，讓車前的那條道路清晰明朗。