照明距离增长百倍 汽车大灯的发展都经历了什么?

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大灯作为汽车上的重要零部件,与驾驶安全息息相关。从汽车诞生至今,汽车的大灯也历经了从无到有、从暗到亮、从亮到更安全、炫酷”好几个发展周期,历经了多次技术迭代。今天这篇文章就带大家一起了解一下汽车大灯的发展历程。

阶段一:从无到有

卡尔·本茨创造了世界上第一辆“汽车”,但长距离稳定行驶对当时的“汽车”而言还是个奢望,人们也自然不会太在意照明问题,于是车头上的两盏煤油灯就成了最早期的汽车大灯。

由于发光效率低下、亮度低等原因,煤油灯很快被乙炔灯代替,照明效果有所改善。不过乙炔灯是靠燃烧乙炔发光,发光原理与煤油灯一样都是燃烧燃料,受天气的影响比较大,一到刮风下雨就容易灭,依旧不是理想的车辆大灯选择。

乙炔由碳化钙和水发生化学反应产生,行驶过程中车辆的晃动为乙炔发生器提供了更好的反应条件。乙炔灯的缺点在于乙炔发生器中的反应原料需要经常补充,使用便利性不足。当停车时,由于车辆不再晃动,此时乙炔产生速率变慢,车灯还会变暗。

19世纪末期,钨丝电灯开始搭载于汽车上,由于早期电灯钨丝非常脆弱,遇到颠簸容易断裂,所以短期内电灯并没有代替乙炔灯,乙炔灯直到20世纪20年代左右才开始逐渐退出历史舞台。

阶段二:从暗到亮

随着技术的发展,螺旋钨丝电灯问世,可靠性大幅提高,这才将汽车照明正式推向电气化时代。

1960年前后,汽车大灯业界知名厂商“海拉”将卤族元素加入车灯的钨丝中,此举将白炽灯的亮度提高了50%,并将灯泡的寿命提高了2-3倍,这就是现在常说的“卤素大灯”的由来,卤素大灯直到今天仍被广泛使用。

卤素灯发展到今天,亮度都能够满足基本的照明需求,灯泡接口也开始统一化,常见的接口大约有6-7种左右,这为维修更换提供了很大的便利性。一只普通的车用卤素灯泡价格大约为20元-30元,价格低廉,使用成本很低。

一些厂商将更好的材料和更先进的制造工艺应用到卤素灯上,进一步提高了卤素灯的亮度和耐久性。飞利浦夜劲光系列卤素灯和欧司朗夜行者系列卤素灯就是这方面的代表产品,亮度比普通的卤素灯更高一些,自然价格也更贵,一对的价格约为160元左右。

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在雨天的夜晚,卤素大灯就显得有点力不从心了。随着交通环境变得更加复杂,人们对照明的需求也逐渐变高,到1990年左右,还是车灯大厂“海拉”,将一种全新的氙气大灯推向了市场。氙气大灯的问世,可以说掀起了一场汽车照明领域的变革。

氙气大灯与卤素大灯的发光原理截然不同,是将高压惰性气体充入石英管内部,然后再以高压电流刺激惰性气体,此时在电极两端会形成亮度极高的白色电弧 ,这就是氙气大灯的发光原理。氙气大灯的亮度是普通卤素灯的2-3倍,使用寿命相比卤素大灯也更长。

氙气大灯虽然亮度更高,寿命更长,但它的发光原理导致了它的启动速度比较慢,并且相比卤素大灯多了整流器、安定器等电源组件,结构更加复杂,成本也远高于卤素大灯。

2010年前后,LED(发光二极管)逐渐开始应用在了汽车照明领域,LED灯几乎继承了氙气大灯的所有优点,并且改善了氙气大灯的不足,最显著的特点就是LED大灯不需要等待,打开瞬间可达最大亮度,反应速度更快。

LED大灯还有一个明显优点,那就是LED大灯的发光元件体积较小,可以做成各种形状,灵活地分布在灯腔内部,矩阵式LED大灯也由此特性应运而生,图为上一代奥迪A8的矩阵式LED大灯。

LED大灯的成本相比氙气大灯更低,如今十来万的车基本都普及了LED大灯,图为本田思域的羽翼式LED大灯。同时,LED大灯的寿命相比氙气大灯更长,在汽车的全寿命周期内几乎不用更换。

LED大灯的功耗相比卤素大灯和氙气大灯更低,但工作时发热量很大,对散热提出了较高的要求,一般LED灯座后部都配备有散热鳍片,有的还配备有散热风扇。

汽车大灯由卤素灯发展到氙气灯再发展到LED灯,亮度越来越高,色温也越来越高,但高色温的氙气灯和LED灯光颜色偏白,在雾天的穿透力不如低色温颜色偏黄的卤素大灯,这也是卤素雾灯至今仍然没有被大范围取代的原因。

汽车大灯发展:从煤油灯到激光大灯

继LED大灯之后,更加科幻的激光大灯问世。相比LED大灯,激光大灯照明距离更远,一般能达到600-700米,核心原件为激光二极管,激光二极管产生的激光束经过反射镜将灯光反射到前方,再经过滤镜和透镜,最终形成一道超亮的光线。

目前,宝马与奥迪两家已将激光大灯应用于自家的高端车型上,出于安全性考虑,激光远光灯只有在达到一定速度时才能开启,主要用于夜间高速路段的照明。(图为宝马X5的激光大灯)

阶段三:从更亮到更安全、更炫酷

自动大灯这一项配置出现得比较早,如今也已基本普及,它通过光线感应器控制大灯自动开关,能够避免一些驾驶员因忘开车灯导致的危险,同时也更加方便。

如今,越来越多的车辆配备了“自动远近光”功能,该功能可以根据车速和前方路况自动控制远光灯的开关。当驾驶员在路况允许的情况下忘记开远光时,车辆会自动开启远光以增加视野;当会车时驾驶员忘记关远光时,车辆会自动关闭远光灯以减少对向车辆的眩目,增加安全性。

在矩阵式LED大灯还没有普及的年代,那时候大灯随动转向功能是一个非常高级的存在 ,能够有效减少弯道照明盲区,提高行车安全性。

随着矩阵式LED大灯的出现,车灯可实现的照明效果更丰富,照明范围越来越大,夜间行车安全性也越来越高 。

奔驰旗下部分车型配备的几何多光束大灯由近100颗独立LED发光单元组成,可进行100次/秒的智能扫描,根据实时照明需求来控制LED发光单元,以实现更加优秀的照明效果。

位于风挡玻璃上的传感器将实时采集到的环境信息传递给计算机,计算机通过控制LED发光单元的组合来实现不同的照明效果。

随着传感器和电控系统的不断发展,越来越多的“黑科技”被应用在了车灯上,素有“灯厂”之名的奥迪就研发出了一套非常炫酷的灯光系统,将科技感演绎到了极致,戳下面视频查看详情~

总结:经过近百年的发展,如今的汽车大灯和当年的汽车大灯已经不可同日而语,现在的激光大灯相比最初的煤油灯和乙炔灯而言,照明距离增加了百倍之多。更高的亮度提高了夜间行驶的安全性;更长的寿命让我们更省心;更多技术的应用让如今的汽车大灯已经不再是一项单一的功能性装备,而逐渐演变成了一种品牌的象征。

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