第十一章照明与信号系统
第一节照明系统
为保证汽车在无光或微光条件下的行车安全,提高其运行速度,在汽车上装有照明系统。
照明设备按用途可分为前照灯、雾灯、顶灯(内部照明设备)、牌照灯、仪表灯、倒车灯、阅读灯、倒车灯、转弯照明灯和其他辅助用灯。
一、前照灯
前照灯俗称大灯,装在汽车头部的两侧,用来照亮车前的道路。有两灯制和四灯制之分。
前照灯的用途是汽车在夜间行驶时,照亮车前的道路及物体,同时还可以利用远、近光变换信号超越前方车辆。前照灯装在汽车前部两侧,一般装四只(称四灯制),外侧两只采用双丝灯泡,内侧两只采用单丝灯泡(远光灯丝),需要远光时,四只灯同时发亮而加强照明。有的汽车装两只(称双灯制),内装双丝灯泡。
(一)前照灯照明要求
由于汽车前照灯的照明效果直接影响着夜间交通安全,所以世界各国交通管理部门一般以法律形式规定了汽车前照灯的照明标准,以确保夜间行车的安全,其基本要求如下:
(1)前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明,使驾驶员能看清车前100m内路面上的障碍物。随着汽车行驶速度的提高,对汽车前照灯的照明距离也相应要求越采越远,现代高速汽车其照明距离应达到200~250m。
(2)前照灯应能防止眩目,以免夜间两车相会时,使对方驾驶员眩目,而造成交通事故。
(二)前照灯光学系统
前照灯由灯泡、反射镜、配光镜等三部分组成。
1.灯泡
灯泡是前照灯的光源,汽车前照灯用灯泡有普通灯泡和卤钨灯泡,卤钨灯泡能避免灯泡黑化,具有体积小,发光强度大的优点。
2.反射镜
反射镜由薄钢板冲压或由玻璃、塑料制成,其表面形状呈旋转抛物面,如图11-1所示。内表面镀银、镀铝或镀铬,然后抛光。
反射镜的作用是将灯泡的直射(散射)光反射成平行光束,使光束增强几百倍,甚至几千倍。保证车前方150~400m范围内得到足够的照明,如图11-2所示。
为使照明范围内照度均匀,需要将反光镜反出的平行光束进行整形,故在前照灯上装有配光镜,也称为散光玻璃,它是许多棱镜和透镜的组合,如图11-3(a)所示。配光镜使平行光束在水平方向上扩散,在竖直方向使光束向下折射,如图11-3(b).(c)所示。
(三)前照灯防眩措施
如果前照灯射出的强光束,突然射入人的眼睛,因瞳孔来不及收缩,使人失去对眼睛的控制能力而本能地闭上眼睛,或只能看见亮的东西,而不能看到暗处的路面或障碍物,这种现象称为眩目。夜间行车时,强光束会造成迎面来车驾驶员眩目,很容易发生交通事故。
为了避免前照灯的眩目作用,保证汽车夜间行车安全,一般在汽车上都采用双丝灯泡的前照灯。灯泡的一根灯丝为远光,另一根为近光。远光灯丝的功率较大,位于反射镜的焦点。
近光灯丝的功率较小,位于焦点上方(或前方)。由于近光灯丝射向反射镜下部的光线将向上反射而引起眩目,因此采用双丝灯泡的前照灯一般都在近光灯丝下方装有配光屏,以挡住灯丝射向反射镜下部的光束,如图11-4所示。当夜间行驶无迎面来车时,可接通远光灯丝,使前照灯光束射向远方,以利于提高车速。当两车相遇时,接通近光灯丝,使光束倾向路面,从而避免迎面来车驾驶员眩目,并使车前50m内的路面也照得十分清晰。
现在国内又生产了一种新的非对称配光屏双丝灯泡防眩前照灯WD 170F-2型。其配光屏安装时偏转一定角度,其近光的光形分布不对称,使其符合如图11-5所示的ECE配光标准。其光形有一条明显的明暗截止线,即上方I I I区是一个明显的暗区。该区点B50L表示相距50m处,迎面驾驶员的眼睛的位置。下方区域I、I I、I I I区及右上约15°。内是一个亮区,可将车前面和右方人行道照亮。
(四)前照灯检测与调整
为了保证夜间行车安全,在汽车定期维护中,应对前照灯光束照射的方向和距离进行检验,必要时予以调整。
光束调整方法有调试仪调整和屏幕调整,其中后者应用较广,具体方法如下:
(1)汽车轮胎气压符合标准,前照灯表面清洁,汽车空载。
(2)将汽车置于黑暗空间内平坦的地面上,前照灯距屏幕10m,屏幕垂直于地面且与前照灯表面平行。
(3)在屏幕上画出前照灯的水平中心线H-H和垂直中心线V- V。
(4)遮住一侧前照灯或将其电路插接件拆开,拆除前照灯的塑料装饰罩,拧动其调整螺钉,直到符合图11-6所示的要求为止。
对于不同车型图中L、H、A等值是不同的,例如解放CA1091型汽车:L=1320mm, H=1035mm, A=207~259mm, a=104mm, I=165mm, l'=35mm;东风EQ 1090型汽车:L=1035mm, H=1086mm, A=262mm;东风EQ1092型汽车:L=1110mm, H=1140mm, A =262mm。
解放CA1091型汽车采用四灯制非对称光防眩目前照灯,4只前照灯中外侧两只为双丝(远、近光)灯,内侧2只为单丝(远光)灯。当远光电路接通时,4只前照灯全亮;内侧2只远光灯的调整光束如图11一的虚线部分。
东风EQ 1090型汽车也装有4只前照灯,但它是双灯制,内侧2只为前照灯,装双丝灯泡,外侧2只为辅助前照灯,为单丝灯泡,供夜间山区或多弯路面上使用,受灯总开关(3挡)控制。
(五)前照灯电路
图11-7是解放CA1091型汽车前照灯电路。图中灯光继电器的作用是用来保护车灯开关触点的。因前照灯消耗的电流较大,而车灯开关触点允许流过的电流有限。当打开前照灯时,灯光继电器的线圈通电,触点闭合,电流经触点向前照灯供电,而不经过车灯开关,起到保护开关的作用。
东风EQ 1090型汽车装用的灯光继电器与其他车辆有所不同,它的作用是:当前照灯、前小灯或尾灯及其线路中某处搭铁时,这时如接通车灯开关,熔丝就会因电流过大而立即被烧断,致使全车灯光熄灭,给汽车夜间行驶造成危险。为避免这一现象的发生,在照明电路中增加了一个灯光继电器,灯光继电器的线圈通过上述搭铁点而形成回路,使触点闭合而自动接通两个辅助前照灯,从而避免了行驶中灯光全部突然熄灭的危险。辅助前照灯与灯光继电器配合,作为灯光失效时的应急灯,提高了灯光线路的可靠性。如图11-8所示。
在正常情况下,灯光继电器上A点和B点电压相等,线圈无电流通过,继电器触点处于断开状态,辅助前照灯不亮。
当车灯开关在I、II、III挡中任一挡时,如果这时前照灯、前小灯或尾灯及其线路中只要有某一处搭铁,20A熔断器(图11-8中为⑤)将因电流过大而烧断,上述三种灯光立即熄灭。此时灯光继电器A点电位高,B点电位低,电流通过线圈,其电路是:蓄电池(+)→电流表→灯光继电器A点→线圈→B点→车灯开关→搭铁处搭铁→电源总开关→蓄电池(-)。线圈因通过电流而产生电磁吸力将触点闭合,与此同时电流从灯光继电器A点→支架→触点→接线柱L→辅助前照灯搭铁,辅助前照灯自动发亮,这样就保证了夜间行车时的安全。
二、雾灯
雾灯是在有雾、下雪、暴雨或尘埃弥漫等情况下,用来改善道路的照明情况。每车一只或两只,安装位置比前照灯稍低,一般离地面约50cm左右,射出的光线倾斜度大,光色为黄色或橙色(黄色光波较长,透雾性能好)。
雾灯是在有雾、下雪、下雨或尘埃弥漫时,有效地照明道路和为来车提供信号的灯具,结构与前照灯相似,采用单丝灯泡,每车一只或两只,安装位置比前照灯稍低,一般离地面约50cm左右,射出的光线倾斜度大,光色为黄色(黄色光波较长,透雾性能好)或白色。
三、内部照明设备
内部照明设备是装在车厢或驾驶室内顶部,作为内部照明之用。
(一)低压直流日光灯
现代汽车内部采用了各种各样的内部照明灯,其发光强度一般不超过2cd。汽车车厢内的照明,过去一直采用白炽灯,由于其耗电量大,光线较暗,而且发出的黄光影响市容,所以近年来在公共汽车、旅行车和小客车上,已开始采用低压直流日光灯供车厢照明。低压直流日光灯具有发光效率高、光色均匀白净、省电等优点。
1.结构原理
低压直流日光灯由灯具和电源变换器两部分组成。在灯具内装有日光灯管、抛物面的反射镜,外装有有机玻璃灯罩。电源变换器由变压器和电子元件组成,组装在灯具的后面,并由红、蓝色两根导线分别接蓄电池的正、负极。
2.常见故障判断
使用低压直流日光灯时,只要把红色和蓝色导线分别接到电源的正极和负极,接通开关即能控制日光灯起辉器发亮。在使用过程中低压直流日光灯常见故障及其原因见表11-1。
(二)光纤照明
在只需要微弱光线且不便安装灯泡的地方如仪表表面、烟灰盒、门锁孔等处。往往采用光纤照明。光纤照明是一种远距离传输光线的装置,它以普通车用灯泡为光源,让光线通过光导纤维传到末端,发出微光,照亮一定的范围。
光导纤维由有机玻璃丝制成,它的外部包有具有隔光作用的透明的聚合物质,当灯泡产生的光线通过光导纤维时,在其内部经多次反射,曲折前进而传到末端。将多根光导纤维合在一起就组成了光缆,如图11-9所示。光缆外部包有不透明的软管。
光缆可以任意弯曲或扭转,而不影响光线的传输,并且增加光导纤维的数量就可以增加光缆输出端的亮度,故在无法安装灯泡的地方已得到广泛应用。
四、仪表灯
仪表灯装在仪表板上,用来照明仪表。
五、阅读灯
为了便于驾驶员阅读,装有阅读灯。
六、牌照灯
牌照灯:用来照亮汽车牌照,发光为白色。牌照灯由控制停车灯和前照灯电路的开关控制。当其中的一个电路接通,牌照灯即亮,通常采用电流为700mA,发光强度为4cd的灯泡。
七、倒车灯
倒车灯既是照明灯,也是信号灯。
倒车灯:用来照亮车后路面,并警告车后的车辆和行人,表示该车正在倒车。由倒车灯开关控制,倒车灯开关一般安装在变速器上,挂上倒挡时,此开关接通。
汽车倒车灯有两个作用:①向其他驾驶员和行人发出倒车警告(有的还加上倒车蜂鸣器);②提供夜间倒车时的照明。通常采用电流2.1A,发光强度为32cd的照明灯泡。由倒车灯开关控制,倒车灯开关一般安装在变速器上,挂上倒挡时,此开关接通。
八、转弯照明灯
在SAEJ852中,此灯定义为“转弯照明灯就是在汽车转弯方向上提供附加照明,辅助前照灯的照明灯,此灯与转向系统联动,但不闪烁。”汽车转弯时,点亮相应的转弯照明灯,就可以对前照灯照射不到或亮度不足的地方补充照明,从而提高了夜间行车的安全性。它通常采用电流约3A,发光强度为50cd的照明灯泡。
九、危急报警信号灯及指示灯
在紧急情况下,发出闪光信号用来报警。通常由转向信号灯及指示灯兼任。当打开危急报警开关时,前后左右转向信号灯同时闪烁,向其他车辆和行人发出危急报警信号。仪表板上的危急报警指示灯同时闪烁。
十、示宽灯
示宽灯俗称前小灯,装在汽车前部两侧的边缘,在汽车夜间行驶时,用来指示汽车的宽度,大型车上还装有示高灯,统称示廓灯。
十一、尾灯
尾灯装在汽车的尾部,夜间行驶时,用来警示后面的车辆,以便保持一定的距离。
十二、停车灯
停车灯用来指示夜间停车时汽车的存在,前后各有两只。国产汽车上常将示宽灯及停车灯合并。
十三、门灯
门灯是用来指示车门的关闭状况,受位于门轴处控制开关的控制,车门关闭时开关断开灯灭。一般由顶灯兼任。
目前一般将汽车后部的尾灯、后转向信号灯、制动灯、倒车灯等组合起来称为组合后灯,而将前照灯、雾灯或前转向信号灯等组合在一起称为组合前灯。
十四、其他辅助用灯
为了便于夜间检修,设有工作灯,经插座与电源相接。有的在发动机罩下面还装有发动机罩下灯,其功能与工作灯相同。
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