照明和光信號(hào)裝置對(duì)客車(chē)安全性的影響分析

葉袁洪，郭 松，陳小華

（重慶車(chē)輛檢測(cè)研究院國(guó)家客車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，重慶 401122）

安全性是客車(chē)運(yùn)行中一個(gè)極為重要的指標(biāo)?？蛙?chē)燈具擔(dān)負(fù)著照明和指示信號(hào)兩種功能，是主動(dòng)安全性的重要內(nèi)容。世界汽車(chē)安全事故統(tǒng)計(jì)資料表明，夜間發(fā)生的交通事故是白天的三倍，照明狀況不良時(shí)的事故率又是照明良好時(shí)的三倍[1-2]。我國(guó)早在1984 年就參照ECE 法規(guī)制定了相應(yīng)的汽車(chē)燈具標(biāo)準(zhǔn)。目前，客車(chē)公告新產(chǎn)品申報(bào)強(qiáng)檢項(xiàng)目已達(dá)100 余項(xiàng)，其中與燈具相關(guān)的強(qiáng)檢項(xiàng)目就多達(dá)30 余項(xiàng)，其涉及內(nèi)容主要包括照明和光信號(hào)裝置的光度性能、環(huán)境試驗(yàn)及安裝要求。由此可見(jiàn)，燈具在客車(chē)安全中的地位十分重要[3]。

1 照明裝置試驗(yàn)

照明裝置主要指前照燈和前霧燈，同時(shí)也包括牌照燈、車(chē)內(nèi)燈和儀表燈等。

1.1 前照燈

前照燈是提供遠(yuǎn)光，或近光，或遠(yuǎn)、近光，照明車(chē)輛前方道路的燈具，它不僅關(guān)系到車(chē)輛自身的安全，而且關(guān)系到對(duì)面行駛車(chē)輛及行人和其他物體的安全，在客車(chē)夜間行駛中具有非常重要的作用。我國(guó)現(xiàn)行的前照燈標(biāo)準(zhǔn)GB 4599-2007《汽車(chē)用燈絲燈泡前照燈》[4]自2008 年6 月1 日開(kāi)始實(shí)施。與舊標(biāo)準(zhǔn)GB 4599-1994 相比，它對(duì)前照燈近光的配光要求更加嚴(yán)格，且增加了前照燈的配光穩(wěn)定性試驗(yàn)、配光鏡或材料試樣試驗(yàn)及整燈試驗(yàn)，以保證前照燈配光性能的穩(wěn)定性和配光鏡、反射鏡等材料的長(zhǎng)期有效性[5]。

前照燈近光是一種不使對(duì)方眩目的近距離照明光束，其配光性能直接影響車(chē)輛前行時(shí)路面的照明狀況和對(duì)方行駛車(chē)輛駕駛員和行人的視野[6]。自GB 4599-2007實(shí)施以來(lái)，重慶車(chē)輛檢測(cè)研究院國(guó)家客車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行了大量的客車(chē)前照燈配光性能公告及3C 認(rèn)證試驗(yàn)。近光試驗(yàn)不合格主要表現(xiàn)在：Ⅲ區(qū)明暗截止線上方偏亮；75R 點(diǎn)和50R 點(diǎn)偏暗；Ⅲ區(qū)中規(guī)定的8個(gè)點(diǎn)不夠亮。如圖1 所示，當(dāng)Ⅲ區(qū)偏亮?xí)r，會(huì)導(dǎo)致B50 L 點(diǎn)也偏亮。由于B50 L 點(diǎn)在車(chē)輛實(shí)際運(yùn)行中相當(dāng)于50 m 外迎面汽車(chē)駕駛員眼睛的位置，從而使對(duì)方駕駛員炫目，嚴(yán)重影響對(duì)方行駛車(chē)輛的安全；當(dāng)Ⅲ區(qū)偏暗時(shí)，其中的8個(gè)點(diǎn)不夠亮，這種情況會(huì)降低道路其他使用者對(duì)該車(chē)輛的辨識(shí)性；若75 R 點(diǎn)和50 R 點(diǎn)的配光值達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，則近光燈在50 m 外不能起到較好的照明作用，影響行車(chē)安全[7]。

前照燈遠(yuǎn)光是在車(chē)輛前方道路無(wú)其他使用者時(shí)所使用的一種遠(yuǎn)距離照明光束。在檢測(cè)過(guò)程中，極少發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)光燈配光性能不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。但在實(shí)際應(yīng)用中，恰好達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)限值要求的遠(yuǎn)光燈卻不能起到較好的照明作用。為了增強(qiáng)客車(chē)的夜間遠(yuǎn)距離照明，可采用增加遠(yuǎn)光光源數(shù)量或采用較高發(fā)光效率的光源等方式實(shí)現(xiàn)。

配光性能穩(wěn)定性試驗(yàn)是為了保證前照燈長(zhǎng)時(shí)間使用后其配光性能不發(fā)生明顯變化。重慶車(chē)輛檢測(cè)研究院國(guó)家客車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心就該項(xiàng)目進(jìn)行了多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有少數(shù)前照燈反射鏡配光鍍層材料由于受熱影響而翹曲、剝離或出現(xiàn)氣泡，如圖2 所示。也有前照燈由于散熱性能不好而導(dǎo)致在試驗(yàn)污染的前照燈試驗(yàn)后配光鏡內(nèi)側(cè)出現(xiàn)積水，如圖3 所示。這些缺陷勢(shì)必破壞其配光分布和照度的穩(wěn)定性，影響行車(chē)安全。

前照燈一般采用PC（聚碳酸酯）作為配光鏡材料，但PC 材料磨耗系數(shù)大，易磨損。為了降低前照燈配光鏡的磨耗系數(shù)，配光鏡表面通常噴涂一層無(wú)色透明的特殊油漆——俗稱(chēng)UV 涂層，以提高前照燈的性能[8]。根據(jù)GB 4599-2007 的要求，必須對(duì)該類(lèi)前照燈進(jìn)行機(jī)械磨損試驗(yàn)，以模擬測(cè)試行車(chē)過(guò)程中沙粒撞擊前照燈配光鏡所產(chǎn)生的影響。試驗(yàn)證明，前照燈抗磨損能力與配光鏡表面的UV 涂層材料及其噴涂工藝密切相關(guān)，提高前照燈配光鏡的抗磨損能力，才能保證其良好的透光性，從而保證前照燈的配光分布特性不受影響。

光源輻照試驗(yàn)（即人工氣候加速老化試驗(yàn)）是用等效的環(huán)境因素加速其老化過(guò)程，從而模擬一段時(shí)間后配光鏡表面的情況是否符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。雖然該試驗(yàn)并不能完全等同于自然氣候老化，但其試驗(yàn)結(jié)果對(duì)評(píng)估前照燈的耐候性具有非常重要的參考價(jià)值。對(duì)于未通過(guò)光源輻照試驗(yàn)項(xiàng)目的前照燈，在使用一段時(shí)間后，亮度會(huì)明顯下降，配光鏡表面UV 涂層耐候性不足、老化嚴(yán)重是透光性能變差最重要的原因之一。當(dāng)涂層老化后，配光鏡表面會(huì)出現(xiàn)裂紋、屑片等現(xiàn)象。隨著透光性能的降低，部分光線無(wú)法有效射出，進(jìn)而增加了燈體內(nèi)部的熱量，影響前照燈壽命，降低了行駛的安全性。

1.2 前霧燈

前霧燈兼有照明和信號(hào)兩種功能。它是在霧、雪、雨或塵埃彌漫等有礙可見(jiàn)度的天氣情況下，為改善車(chē)輛前部道路照明和使迎面來(lái)車(chē)易于發(fā)現(xiàn)車(chē)輛的燈具。GB 4660-2007《汽車(chē)用燈絲燈泡前霧燈》[9]型式試驗(yàn)的測(cè)試項(xiàng)目與前照燈基本相同，并且以上對(duì)前照燈穩(wěn)定性試驗(yàn)、機(jī)械磨損試驗(yàn)和光源輻照試驗(yàn)的分析對(duì)于前霧燈同樣適用，在此不再累述。

從以往的前霧燈配光性能測(cè)試結(jié)果看，與標(biāo)準(zhǔn)的符合性情況不太理想，主要問(wèn)題集中在明暗截止線不夠清晰和H-H 線上的照度超出了標(biāo)準(zhǔn)最大限值的要求。從使用安全性的角度看，希望盡量減小前霧燈在明暗截止線上方的亮度，以降低會(huì)車(chē)時(shí)對(duì)方駕駛員的眩目感，同時(shí)增大前霧燈在明暗截止線下方的照度，以便更好地改善車(chē)輛前方的道路照明。因此，企業(yè)在設(shè)計(jì)前霧燈外觀和結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)充分考慮前霧燈的光型和亮度分布，以滿足GB 4660-2007 對(duì)前霧燈配光性能的要求。

2 光信號(hào)裝置試驗(yàn)

光信號(hào)裝置主要包括各種信號(hào)燈和反射器，其主要功能是向其他道路使用者表明本車(chē)的存在，以及本車(chē)將要轉(zhuǎn)向或正在制動(dòng)減速等，以引起對(duì)其注意。

2.1 信號(hào)燈

信號(hào)燈主要通過(guò)發(fā)光強(qiáng)度、光色及工作狀態(tài)等特性區(qū)分其功能。位置燈和示廓燈的發(fā)光強(qiáng)度只為證明車(chē)輛的存在和標(biāo)明車(chē)輛的寬度，所以發(fā)光強(qiáng)度都比較弱。轉(zhuǎn)向燈光色均為琥珀色，根據(jù)其在車(chē)輛上的安裝位置和功能不同共分為6 類(lèi)。為了保證前轉(zhuǎn)向燈在近光燈和前霧燈工作的情況下的辨識(shí)性，又將前轉(zhuǎn)向燈分為1 類(lèi)、1a類(lèi)和1b 類(lèi)，距離近光燈和前霧燈越近，其發(fā)光強(qiáng)度要求越大。由于很多車(chē)輛的制動(dòng)燈與后位燈是混合安裝的，為了區(qū)分這兩種信號(hào)，要求制動(dòng)燈的亮度是后位燈的5倍以上。某種程度上，倒車(chē)燈兼有照明和信號(hào)兩種功能。倒車(chē)燈在H-H 線下5°以上的配光分布主要起信號(hào)作用，而H-H 線下5°以下的配光分布主要起照明作用。因此，倒車(chē)燈在垂直方向上的最大限值有很大差別。

信號(hào)燈的配光要求相對(duì)前照燈和前霧燈較為簡(jiǎn)單，但從以往的信號(hào)燈檢測(cè)結(jié)果看，還是存在一些問(wèn)題。

1）燈具生產(chǎn)企業(yè)在對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行配光設(shè)計(jì)時(shí)，因未充分考慮配光鏡外觀圖案對(duì)配光的影響，導(dǎo)致照度分布不均勻。

2）對(duì)于多個(gè)信號(hào)燈組合的尾部燈具，由于各個(gè)信號(hào)燈的基準(zhǔn)軸線不平行，致使部分信號(hào)燈的中心光強(qiáng)分布不在車(chē)輛的基準(zhǔn)軸線上。

3）在前轉(zhuǎn)向燈設(shè)計(jì)時(shí)，未充分考慮其與近光燈和前霧燈的距離而導(dǎo)致前轉(zhuǎn)向燈照度不夠。

4）倒車(chē)燈的設(shè)計(jì)并未同時(shí)體現(xiàn)照明和信號(hào)功能。

這些設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的不足都將不同程度地影響信號(hào)燈在客車(chē)行駛過(guò)程中的功能發(fā)揮。

2.2 反射器

客車(chē)反射器主要包括后反射器和側(cè)反射器，主要用于反射后方或側(cè)面車(chē)輛照明燈具的光線，以提示前方或側(cè)面有車(chē)輛存在。因此，反射器的光度特性尤為重要。但部分企業(yè)忽略了反射器反光具有方向性這一特性，造成目視觀測(cè)較亮的反射器卻達(dá)不到光度限值要求。企業(yè)在設(shè)計(jì)和制造反射器時(shí)，應(yīng)將反射光線匯聚至反射器法線方向上；也有企業(yè)忽略了反射器的耐環(huán)境特性，造成部分反射器不能通過(guò)耐透水性試驗(yàn)或耐腐蝕試驗(yàn)，如圖4 所示。

照明和光信號(hào)裝置的配光性能對(duì)客車(chē)安全性至關(guān)重要，但照明和光信號(hào)裝置的安裝也不容忽視。只有完全按照GB 4785-2007 的要求進(jìn)行安裝，才能保證其配光性能的有效性，實(shí)現(xiàn)其照明和指示信號(hào)的正常功能。

3 有關(guān)建議

照明和信號(hào)裝置是客車(chē)安全技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面。隨著客車(chē)系統(tǒng)對(duì)燈具照明功能和信號(hào)功能要求的提高，客車(chē)燈具應(yīng)從多個(gè)角度創(chuàng)新和發(fā)展。首先從燈具配光鏡的材料上進(jìn)行創(chuàng)新，應(yīng)盡可能選擇高透過(guò)率、高耐磨性和耐溫特性的材料，以提高燈具的壽命和能效；其次從燈具的光源著手，結(jié)合電子技術(shù)，發(fā)揮氣體放電燈、LED 等新型光源的優(yōu)勢(shì)，以改善燈具的配光效果，提高駕駛安全性[10]；從我國(guó)的燈具標(biāo)準(zhǔn)體系上來(lái)說(shuō)，雖已比較健全，但技術(shù)內(nèi)容相對(duì)滯后。由于越來(lái)越多的新技術(shù)、新材料被應(yīng)用于客車(chē)燈具的設(shè)計(jì)和制造，因此，其標(biāo)準(zhǔn)也要不斷修訂、補(bǔ)充新內(nèi)容，促進(jìn)燈具技術(shù)發(fā)展，從而提高客車(chē)的主動(dòng)安全性。

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