较之传统的白炽丝光源摩托车前照灯,LED摩托车前照灯具有功耗低、配光性能好、使用寿命长等特点,适合应用于高端摩托车上。由于LED灯具较之白炽丝光源灯具功耗低,特别适合应用于电动摩托车及电动自行车上,对于减少车辆用电量,提高续驶里程具有明显的优势。
摩托车灯具是保证摩托车行车安全的重要部件之早期,摩托车灯具主要为传统灯具,光源是白炽丝光源,随着LED照明技术的发展,LED技术逐渐在汽车和摩托车上得到应用,出现了LED摩托车灯具,LED发光原理为电致发光,功耗较低,属于新一代照明光源。本文以摩托车前照灯为例,对LED摩托车前照灯与白炽丝光源摩托车前照灯结构特点、配光性能进行对比分析。
1.白炽丝光源前照灯与LED前照灯结构
白炽丝光源摩托车前照灯由光源(灯泡)、灯座、配光镜、反光镜和灯具外壳等组成;LED摩托车前照灯由光源(LED光源)、控制器、配光镜、反光镜(有的LED灯具无反光镜)、透镜和灯具外壳等组成。较之传统的灯具,LED灯最大特点是没有像白炽丝光源前照灯结构的整体式反光镜,有的LED灯具,远光灯和近光灯设计有独立的反光镜,有的LED灯具没有反射器,仅使用透镜对光束进行调整。
传统的白炽丝光源前照灯的远近光源可以用1只灯泡来实现,灯泡里安装有远近光灯丝、遮光板,通过控制远近光灯丝的导通来实现远近光的切换。而LED前照灯,上述技术手段显然是不可能的,远近光需要不同的LED光源,或由不同LED光源组合来实现,通过控制远近光LED光源的导通来实现远近光的切换。为了得到满足标准要求的明暗截至线,需要进行特殊的设计,这些手段有远光光源和近光光源(包括各自的反射镜)在灯具里面的位置布置、在LED光源前端加装透镜等手段。某款LED摩托车前照灯(从前照灯正前方看)结构示意图如图1所示,这款LED摩托车前照灯中,远近光各有2个LED光源,1个前位灯光源,远光光源和近光光源前端安装有透镜,以确保获得满足要求的配光性能。
2 LED摩托车灯具标准
GB 5948-1 998《摩托车白炽丝光源前照灯配光性能》标准,主要规定了装有白炽丝光源前照灯的配光性能;摩托车LED前照灯配光性能标准《发射对称近光和/或远光的机动车前照灯配光性能》正在制定中,该标准技术内容主要参考ECE R113131法规。在新制定的标准中,前照灯光源中除传统白炽丝灯泡外,还增加了气体放电光源和LED光源。
摩托车信号灯(转向灯、位置灯等)执行GB17510-2008《摩托车光信号装置配光性能》标准,该标准既适用白炽丝光源信号灯,也适用非白炽丝光源信号灯。
3 白炽丝光源前照灯与LED摩托车前照灯配光性能对比试验
为了对LED摩托车前照灯和装有白炽丝光源摩托车前照灯配光性能进行对比,分别对用于摩托车的LED前照灯及装有白炽丝光源的摩托车前照灯进行了配光性能对比测试。其中,试验用白炽丝光源摩托车前照灯灯饱为S2灯泡,LED前照灯的功率小于白炽丝光源前照灯功率,为了方便对比,测试均按GB 5948-1998标准规定方法进行,测试距离为25 m,测试时的测试点或测试区域如图2所示。
白炽丝光源摩托车前照灯远光配光性能测试结果如图3所示,LED前照灯远光配光性能测试结果如图4所示,图3、图4中的限值为装有S1、S2灯泡摩托车前照灯配光性能限值;白炽丝光源前照灯与LED前照灯远光配光性能对比结果如图5所示。由测试结果可以看出,在同样的评定方法下,较之传统的白炽丝光源前照灯,在功率小于自炽丝光源前照灯时,在所有测试点或测试区域,LED前照灯远光配光性能均全面优于白炽丝光源前照灯。
白炽丝光源前照灯近光配光性能测试结果如图6所示,LED前照灯近光配光性能测试结果如图7所示,白炽丝光源前照灯与LED前照灯近光配光性能对比如图8所示,其中,图6和图7中的限值为装有S1、S2灯泡的摩托车前照灯配光性能限值。由图中看出,这2种不同摩托车前照灯近光配光性能均符合GB5948-1998标准要求,在III区、50V点、50L/50V区、25L-25R区域和IV区,在相同评定方法下,LED前照灯近光配光性能均优于白炽丝光源前照灯;在50L-50R区域、50R/50V区,白炽丝光源前照灯近光配光性能优于LED前照灯;另外,LED前照灯近光具有清晰的明暗截止线。对于该款LED前照灯而言,如果想得到更好的近光配光性能,需要进行进一步的优化设计。