汽車(chē)前照燈及其檢測(cè)

于 洪

(海林農(nóng)場(chǎng)交通科)

1 汽車(chē)前燈發(fā)展現(xiàn)狀

汽車(chē)前照燈應(yīng)具有雙光束功能，即遠(yuǎn)光和近光、遠(yuǎn)光用于前方無(wú)來(lái)車(chē)或不尾隨其他車(chē)輛時(shí)的行駛照明。近光主要用于兩車(chē)相會(huì)時(shí)的近距離照明，還可以在尾隨前車(chē)與前車(chē)相距30～50 m時(shí);在有路燈照明的城市道路上行駛時(shí);通過(guò)交通崗位之前時(shí);以及在昏暗天氣情況也使用近光。對(duì)裝有四燈制的汽車(chē)，四燈并排時(shí)，雙光束燈裝于外例，遠(yuǎn)光單光束燈裝于內(nèi)側(cè)。

目前汽車(chē)前照燈光束調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)有美國(guó)的SAE標(biāo)準(zhǔn)、歐洲的ECE標(biāo)準(zhǔn)、我國(guó)的GB7454—87國(guó)標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)以調(diào)整遠(yuǎn)光為主，ECE標(biāo)準(zhǔn)則以近光為主，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)基本符合ECE標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的差別主要由于車(chē)燈結(jié)構(gòu)關(guān)系所致。

SEA車(chē)燈結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)光燈絲位于反射鏡的焦點(diǎn)上，其反射光沿光軸線平行射向遠(yuǎn)方。而近光燈絲則位于焦點(diǎn)的上方，其反射光的光束核心部分是向下傾斜射出的，向上的光線已擴(kuò)散削弱，由此近光照射在屏幕上的光投影沒(méi)有明顯的明暗截止線。

ECE車(chē)燈結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)光燈絲與SAE一樣置于反射鏡的焦點(diǎn)上，呈直柱狀的近光燈絲則置于焦點(diǎn)前面而略高于燈軸線并與之平行，且在其下方有一配光屏。這樣近光燈絲的光線只落在反射鏡的上半部。再被反射形成具有明顯截止分布的光束。其遠(yuǎn)、近光束中心的夾角為0.57°(近光不是光束中心，而是明暗截止線)其光束偏移值較SAE近光系統(tǒng)要小。由此可知，ECE近光系統(tǒng)有明暗截止線，在屏幕上光學(xué)照準(zhǔn)較為容易確定，所以調(diào)整光束時(shí)以近光為主。而SAE近光系統(tǒng)無(wú)明暗截止線，缺乏清晰的界限，照準(zhǔn)難，但對(duì)稱(chēng)性橢圓遠(yuǎn)光的光學(xué)照準(zhǔn)容易掌握，所以SAE標(biāo)準(zhǔn)以調(diào)整遠(yuǎn)光為主。在國(guó)際上也是通用的。

圖1 汽車(chē)前照燈近、遠(yuǎn)光的檢測(cè)示意圖

前照燈檢測(cè)只要是照射方向和發(fā)光強(qiáng)度。照射方向的檢測(cè)，也就是燈光光軸偏斜量的檢測(cè)，其檢測(cè)方法有兩種，一種是屏幕法，另一種是光學(xué)一起測(cè)試法。屏幕法是通過(guò)目視進(jìn)行的，即憑借視力觀察位于距車(chē)燈前面10 m處垂直屏幕上的光斑情況。光學(xué)一起測(cè)試法是利用光學(xué)儀對(duì)光束進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試距離可以縮短為3 m、1 m、0.3 m。操作簡(jiǎn)便，減少場(chǎng)地。但屏幕法檢測(cè)是基礎(chǔ)，光學(xué)一起檢測(cè)的數(shù)值都是換算為距車(chē)燈10 m屏幕上偏斜量的數(shù)值。發(fā)光強(qiáng)度都是通過(guò)車(chē)燈檢測(cè)儀的光度計(jì)來(lái)檢測(cè)。

2 汽車(chē)前燈的檢測(cè)

2.1 車(chē)燈的屏幕檢測(cè)

選擇一平整的地面(地面長(zhǎng)度大于車(chē)長(zhǎng)加10 m)在地面的端頭垂直面設(shè)置一屏幕，屏幕上標(biāo)出坐標(biāo)基本軸線，車(chē)輛檢測(cè)時(shí)使被測(cè)車(chē)輛的兩個(gè)前照燈位于垂直的屏幕前10 m處停穩(wěn)，即可進(jìn)行檢測(cè)。

光束調(diào)整的幅度通常用光束偏移值h(cm/dam)表示。h(cm/dam)表示在10 m范圍內(nèi)光束沿?zé)糨S水平方向向下移動(dòng)的距離。光束調(diào)整的幅度其他國(guó)家也有所不同，如美國(guó)檢測(cè)距離為25尺(7.62 m)俄、日等國(guó)用光束傾斜度為計(jì)量單位a為計(jì)量單位、h與a的關(guān)系為:h=10·tg a

其關(guān)系:H表示燈高，h表示偏移值，a表示傾斜度。

我國(guó)目前車(chē)燈分為A、B、C三類(lèi)、A類(lèi)燈使用較為廣泛、其內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 A類(lèi)車(chē)燈的標(biāo)準(zhǔn)

A類(lèi)光束落地情況示意圖

圖2 A類(lèi)燈光束落地情況示意圖

2.2 光學(xué)儀器測(cè)試法

光學(xué)儀器測(cè)試法比屏幕法測(cè)試距離要短得多，一般在3 m以?xún)?nèi)即可測(cè)試。所用的儀器就是我們常說(shuō)的前照燈檢測(cè)儀。測(cè)量光束位置時(shí)，光軸偏斜量是通過(guò)把一個(gè)光電池分成四份，在前照燈照射后，各塊光電池分別產(chǎn)生電流，如光軸偏移，各光電池產(chǎn)生的電流也有所不同，以此來(lái)顯示燈光位置，也就是測(cè)得的前照燈主光軸的偏斜量。

據(jù)實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，燈儀與屏幕檢測(cè)結(jié)果有所差異，其原因可能是經(jīng)過(guò)前照燈配光鏡的光通量不均勻，并有和主光軸交叉的光線，不是單純點(diǎn)光源向空間發(fā)出來(lái)的散射光線。檢測(cè)距離越近誤差越大，在3 m距離時(shí)約有15%的誤差，測(cè)距超過(guò)5 m時(shí)才可基本準(zhǔn)確。

圖3 前照燈光軸偏斜量

發(fā)光強(qiáng)度的測(cè)量是前照燈檢測(cè)儀的第二功能，其構(gòu)造原理如所示，當(dāng)光電池受到光線照射時(shí)，能將吸收的光能變?yōu)殡娔埽凑汝P(guān)系產(chǎn)生電流，使光度計(jì)的指針擺動(dòng)，于是便可測(cè)出前照燈的發(fā)光強(qiáng)度。電路中的可變電阻為電表調(diào)零用的。

2.3 前照燈檢測(cè)儀

目前市場(chǎng)上檢測(cè)儀型號(hào)較多，總的有投影式和光分布投影式。

投影式前照燈檢測(cè)儀(見(jiàn)圖4)。測(cè)量時(shí)使檢測(cè)儀受光器移至前照燈前面，保持3 m測(cè)試距離，即把前照燈的影象，映射到前照燈前3 m遠(yuǎn)的投影屏上。用車(chē)輛擺正找準(zhǔn)器使檢測(cè)儀和汽車(chē)對(duì)正，移動(dòng)受光器使光軸偏移指針的指示值為零，與左、右的光電池受光相等，以此找到主光軸方向。根據(jù)投影屏上的前照燈影響位置，可以測(cè)出主光軸的偏移量(在投影屏上刻有光軸偏移量刻度線可直接讀出光軸偏核量)。同時(shí)，光度計(jì)上顯示出前照燈的發(fā)光強(qiáng)度值。

圖4 投影式前照燈檢測(cè)儀

光分布投影式前照燈檢測(cè)儀的測(cè)試距離比投影式檢測(cè)儀測(cè)試距離更短，把前照燈的光束用大口徑聚光透鏡聚合到箱內(nèi)的一個(gè)有標(biāo)記線的屏幕上，用投影對(duì)線方法來(lái)測(cè)量。用找正對(duì)準(zhǔn)裝置使檢測(cè)儀透鏡按規(guī)定距離對(duì)準(zhǔn)車(chē)輛縱軸線，調(diào)整透鏡中心與前照燈基準(zhǔn)中心對(duì)正并使其高度一致，通過(guò)觀察竊觀察前照燈光束在屏幕上光束投影，見(jiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)屏幕升降旋鈕，使光束投影到規(guī)定的標(biāo)記，在旋鈕刻板上可讀得光軸傾斜度。同時(shí)在光度計(jì)上讀出發(fā)光強(qiáng)度并判斷是否合格。光分布投影或前照燈檢測(cè)儀外形見(jiàn)。

2.4 影響光束調(diào)整始度的因素

汽車(chē)負(fù)荷變化的影響是光束變化的重要因素，檢測(cè)時(shí)空載允許乘坐一名駕駛員。汽車(chē)載荷后前照燈的光束會(huì)向上傾斜，若空車(chē)時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)上限調(diào)整，載重后光束上移1%，相當(dāng)于在10m的屏幕上上移10 cm，此時(shí)近光的明暗截止線落地距離為100 m，遠(yuǎn)光將向水平面的上方照射，這樣近光不防眩，遠(yuǎn)光不照路的現(xiàn)象出現(xiàn)。因此在空車(chē)檢測(cè)調(diào)整時(shí)應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)下限為好，GB7454—87規(guī)定中以車(chē)燈等高線為基準(zhǔn)向下偏＜0.2 H，沒(méi)有給下限。GB7258—97給出下限為0.4 H。此外，車(chē)輛在加速、制動(dòng)以及行駛在道路曲率變化情況，特別在不平整的道路上，光束傾角會(huì)發(fā)生急劇變化。目前尚難以解決，有些進(jìn)口車(chē)輛已配備有手動(dòng)或自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)以便隨時(shí)修正。

［1］ 鄭凱.嵌入式系統(tǒng)在汽車(chē)前照燈檢測(cè)儀燈光定位系統(tǒng)中的應(yīng)用［D］.西北工業(yè)大學(xué)，2006.

［2］ 康鴻雁.自動(dòng)跟蹤型汽車(chē)前照燈檢測(cè)儀的研究［D］.山東理工大學(xué)，2006.

［3］ 汪洲燕.汽車(chē)前照燈在線調(diào)整檢測(cè)系統(tǒng)的研究［D］.浙江大學(xué)，2007.