隨著1885年卡爾•本茨將人類歷史上第一臺汽車產(chǎn)品帶到我們身邊,汽車零配件也在超過百年的歷史中不斷進(jìn)化。隨著汽車新興技術(shù)的不斷進(jìn)步,作為汽車眼睛的前照明大燈,也在進(jìn)化的歷程中得以不斷升級,直至現(xiàn)在我們所看到的更為智能且安全的照明系統(tǒng)。在2014北京車展中,寶馬汽車帶來了應(yīng)用于i8超級跑車的激光大燈,向人們展示了未來寶馬汽車在車前照明總成的發(fā)展方向,以及大燈總成進(jìn)化的必然趨勢。我們就一起來簡單回顧下汽車大燈的進(jìn)化史。
第一代車輛照明系統(tǒng):蠟燭/煤油燈
功能:提供車輛識別光源、兼具照明功能
優(yōu)點:價格低廉、應(yīng)用廣泛
缺點:極易受到外界因素影響
最早應(yīng)用于汽車的照明裝置為裝在燈筒中的蠟燭、煤油燈,這也是在當(dāng)時家庭、商店、甚至是市政照明,都普遍使用的照明裝置。
不過,應(yīng)用于汽車中的照明裝置不同于在家庭與商店中的功能,應(yīng)用于汽車的照明裝置需要在行車過程中提供穩(wěn)定且高亮度的照明條件,從而確保行車安全。不過,蠟燭與煤油燈均需要不間斷的提供蠟燭與沒有,照明可持續(xù)時間較低,因此,不停的更換蠟燭與煤油,則為行車增添了不少麻煩。
另外,蠟燭與煤油作為照明裝置,均需要點燃燃料,通過火光實現(xiàn)照明。不過,火光照明卻極容易受到天氣條件的制約,無論是下雨還是刮風(fēng),都會在一定程度上影響此類光源的照明強度,因此,汽車照明裝置的更新?lián)Q代迫在眉睫。
第二代車輛照明系統(tǒng):白熾燈
功能:提供車前照明、車輛識別功能
優(yōu)點:光源穩(wěn)定且使用壽命相對較長
缺點:電能轉(zhuǎn)化為光源效率低、照明距離短
愛迪生發(fā)明了電燈,極大的改變了人們的生活,令人們不再擔(dān)心黑夜的到來。隨著電燈在人們生活中的普及,用電能轉(zhuǎn)化為光源的形式不僅令人們在夜晚的生活更為便利,更令照明脫離的燃燒的時代。
汽車同樣如此,在愛迪生發(fā)明了電燈后,汽車制造商同樣將白熾燈應(yīng)用在汽車上,用以取代依靠燃燒蠟燭或煤油的照明裝置,從而為車輛提供穩(wěn)定且強度更高的照明光源。相比于煤油燈而言,白熾燈的優(yōu)勢在于光源穩(wěn)定,光源強度不隨天氣條件的變化而改變,因此,在當(dāng)時對于人們來說,白熾燈作為汽車照明光源是極為方便與實用的改變。
不過,隨著白熾燈的普遍應(yīng)用,越來越多的人們開始發(fā)現(xiàn),白熾燈雖然照明效果穩(wěn)定,但其能量轉(zhuǎn)化效率較低,超過95%的電能都被轉(zhuǎn)化為熱能,長時間使用極易造成燈體本身的破損,并且白熾燈的光源強度不足以支撐夜晚無路燈狀態(tài)下的照明工作,相對狹小的照明范圍還是不足以滿足人們對于夜晚行車的需求,因此,又一次關(guān)于車前照明裝置的頭腦風(fēng)暴展開了。
第三代車輛照明系統(tǒng):鹵素?zé)襞?/p>
功能:提供車前照明、車輛識別功能
優(yōu)點:光源穩(wěn)定、穿透性更強
缺點:使用壽命較短、能耗大
作為白熾燈的其中一種,鹵素?zé)襞葜饾u被人們廣為應(yīng)用。相比于白熾燈而言,鹵素?zé)襞菰诎谉霟舻幕A(chǔ)上加以改進(jìn),采用了熔點更高的金屬鎢絲,因此其光照強度也更高于傳統(tǒng)白熾燈。
作為傳統(tǒng)白熾燈最著名的特點之一,極強的光源穿透性,為雨雪霧天行車提供了充分的安全保證。由于白熾燈采用的是高溫暖色調(diào)的設(shè)置,因此在雜質(zhì)空氣中的傳播途徑更為長遠(yuǎn),因此其光源穿透性強度也更高。作為白熾燈的進(jìn)化版本,鹵素?zé)襞輰⑦@一優(yōu)勢進(jìn)一步擴大,而這也就是為什么眾多采用氙氣大燈的汽車,依舊采用鹵素?zé)襞葑鳛榍昂箪F燈的原因所在。
不過,相同于白熾燈的一點是,鹵素?zé)襞萃瑯泳哂惺褂脡勖虝?,能耗大的短板,更多的電能被轉(zhuǎn)化為熱能所浪費,鹵素?zé)襞莨ぷ餍蔬€是難以提升。此時,氙氣大燈的出現(xiàn),則改變了這一難題。
第四代車輛照明系統(tǒng):氙氣大燈
功能:強光源車前照明、車輛識別功能
優(yōu)點:光源強度高、使用壽命長
缺點:雜質(zhì)空氣中的穿透性較低
氙氣大燈的英文是High intensity Discharge,縮寫為HID,意思是指高壓氣體放電燈。作為第四代車前照明系統(tǒng),氙氣大燈的工作效率相比于鹵素?zé)襞莸靡悦黠@提升,35W的氙氣大燈可以產(chǎn)生3200流明的強光,這相當(dāng)于55W鹵素?zé)襞莓a(chǎn)生1000流明光的三倍效率。
氙氣大燈的使用壽命相較于鹵素?zé)襞菀灿酗@著提升,由于氙氣大燈是利用電子激發(fā)氣體發(fā)光,并無金屬鎢絲存在于燈體,因此其使用壽命也更長,可以達(dá)到3000小時,大幅度超越汽車夜間行駛的總時數(shù),為夜間行車提供了充足的可靠性保證。
盡管氙氣大燈擁有著更多的優(yōu)勢,但每一款產(chǎn)品都不是盡善盡美的,在氙氣大燈中同樣擁有缺點。氙氣大燈的光源為冷色調(diào)的低溫光源,因此在雜質(zhì)空氣中的傳播途徑有限,在雨霧天氣條件下,氙氣燈光往往會發(fā)生大面積的折射,令駕駛者的眼前一片白光,影響行車安全。
第五代車輛照明系統(tǒng):LED大燈
功能:高效車前照明裝置、車輛識別功能
優(yōu)點:使用壽命高、高效光源照射
缺點:成本相對昂貴
LED大燈也就是半導(dǎo)體發(fā)光二極管,它不是通過熱能使物體升溫而發(fā)光,而是由電能直接轉(zhuǎn)化為光源,能量轉(zhuǎn)換過程中擁有極少的損耗,工作效率更高。由于LED大燈總成是由多個發(fā)光二極管組合而成,并且在能量轉(zhuǎn)換過程中很少有能量損耗,因此,其綜合使用壽命要更高,減少了后期維護成本。
此外,LED大燈采用的是冷光源,搭配LED光帶可塑形的優(yōu)勢,LED大燈往往能夠為人們帶來極強的視覺沖擊力,視覺效果也不會受制于車身造型而改變,美觀程度得以大幅度提升。
盡管LED大燈擁有諸多優(yōu)點,但其相對更為高昂的成本還是成為了制約其應(yīng)用在更多車型中的主要因素。到目前階段,真正意義上采用LED車前照明總成的車型僅有第二代奔馳CLS,以及全新奧迪A8。
第六代車輛照明系統(tǒng):激光大燈
功能:智能光源車前照明、車輛識別功能
優(yōu)點:使用壽命高、智能光源照射、能耗低
缺點:成本相對昂貴、技術(shù)要求嚴(yán)苛
繼LED大燈之后,激光大燈的問世,則被人們稱之為“合理的下一步”。早在2011年,當(dāng)?shù)诙捡YCLS的新車品鑒會在上海舉辦之時,來自德國奔馳的燈光設(shè)計專家就已經(jīng)向媒體宣揚了不滿足于LED智能大燈的優(yōu)勢地位,進(jìn)而即將開展激光大燈的研發(fā)工作。而隨著時間的推移,期間雖然有眾多關(guān)于激光大燈的新聞,但真正將激光大燈帶到國內(nèi)公眾面前的,卻還是寶馬的i8超級跑車。
寶馬的激光大燈由激光光源、反射鏡、黃磷濾鏡以及反射碗四個部分。其工作原理就是讓激光經(jīng)歷“射出、穿透、兩反射”四個過程,首先三束藍(lán)色激光先從激光器射出,然后經(jīng)過激光反射鏡,接著聚焦到黃磷濾鏡產(chǎn)生白光,之后在反射碗上再反射一次,最終形成集中照射的圓錐形光束射出車外。整個工作過程,激光大燈將藍(lán)色單色光與黃磷濾鏡配合而“制造”出白光,其優(yōu)勢在于不受激光二極管只能發(fā)射單色激光的特性影響,保證其穩(wěn)定性和可靠性。
在照明效率方面,激光大燈的照明效率可以達(dá)到170流明/瓦,相比于LED的100流明/瓦,激光大燈可以在能耗方面減少30%以上。
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