本文介绍前组合灯的设计理念和设计方法,从造型、机械、光学、电气特性等方面阐述设计思路。着重对商用车前组合灯的设计方法进行描述,强调LED灯具的设计关键。
汽车灯具设计跨造型、机械、电气等多方面学科知识,需要了解光学、模具、机械性能、电气设计等相关内容。设计一个性能优异的前照灯,特别是一款共用同一个灯罩、具有多种功能的前组合灯,对汽车设计人员来说是一个极大的挑战。
目前,通用化的前组合灯包含远光灯、近光灯、位置灯、转向灯,这不仅是处于成本考虑,而且也是由于位置灯及转向灯所需空间较小,其设计相对于远、近光灯来说,容易实现配光要求。因此,本文重点针对远、近光组合的前组合灯的设计方法进行分析和讨论。
1设计思路
前组合灯的造型不仅与车体的造型紧密相关,而且也影响到车辆的经济性和动力性。
前组合灯的设计在轿车和商用车两种类型车上的方法是不同的。轿车前组合灯的设计可选择方案比商用车的设计方案要多些:首先是取决于成本,一般轿车上的前组合灯成本较高,少则一二百元,多则几千元,如果是高档汽车,上万元的前组合灯也不少见,而商用车的前组合灯最高也不超过三百元;其次是考虑汽车光源的可用范围,12V制式的汽车光源比24 V制式的品种多;第三是考虑前组合灯的安装位置,轿车的前组合灯安装在发动机舱内,而商用车的前组合灯大多是布置在保险杠上,后部有转向机构,空间的限制约束着前组合灯的设计方案;最后是使用路况,商用车的使用路况比轿车的苛刻,前组合灯的安装位置在前车轮的前部,行车中易受到甩溅的泥水等。所以比较起来,商用车前组合灯设计要求更高。
2商用车前组合灯的设计方案
前组合灯一般布置在保险杠上或驾驶室前脸上,由于在车辆整体高度偏下位置,而驾驶员的视线位置又较高,因此夜间行车时,由于高低位置的视觉差距,造成驾驶员常有照射路程不够远的感觉。
2.1长度设计
中、重型商用车驾驶室的宽度一般在2m或2m以上,根据GB 4785《汽车和挂车外部照明灯及信号灯技术条件》要求,前照灯布置在驾驶室靠外侧。如果灯具的宽度不够,那么在驾驶室的正中央处将会有暗区,造成不安全因素。因此,设计初期应尽可能将灯具的长度加长。
2.2层次设计
为使造型新颖,前照灯的布置排列多为纵向,在中、高档轿车上比较常见,显出大气,突出车型的高贵。但在商用车上,由于车体机构体积较大,特别是转向机构的布置,致使留给前照灯的空间有限,因此,在商用车上的前照灯设计应考虑横向排列。
2.3灯具的集成度
从制造成本考虑,将法规要求的前转向灯、前位置灯与前照灯集成在一起,共用同一个透光镜。这样的好处是不仅成本节省,而且对灯具的空间位置也有了改善。图1为奔驰Atego 1017L前组合灯总成,重汽A7前组合灯总成如图2所示,一汽J6前组合灯总成如图3所示。
常见前组合灯的功能灯布置方式见表1。
2.4光源的选择
对电源为24 V系统,可采用的灯具光源有传统光源和LED光源。
2.4.1传统光源
传统光源可参照GB 15766《道路机动车辆灯泡尺寸、光电性能要求》。对于近、远光灯,可选择的光源见表2、表3。