第一节 汽车灯具产品分类
一、汽车灯具 行业 产品分类标准
汽车灯具总成的基本组成部分是灯光组,灯光组包括三部分:光源(灯泡)、反射镜及透光镜。
汽车灯具以其功能不同可分为两大类:照明灯具和信号灯具。
照明灯具包括:前照灯(近光灯和远光灯)、前雾灯、倒车灯、侧照灯等;
信号灯具包括:位置灯、示廊灯、转向信号灯、制动灯、后雾灯、牌照灯以及回复反射器等。
其中,前雾灯和倒车灯既是照明灯也是信号灯。
二、汽车灯具产品国内市场
汽车灯具从最原始的蜡烛灯,发展到普遍使用的白炽灯、卤钨灯,近年出现新型HID灯以及LED灯。
LED汽车灯具系近几年发展起来的取代卤素灯泡灯具的新型产品,欧美汽车主机装机率已达100%,维修市场使用率已达50%,国内高中档汽车灯具已开始采用国外引进的LED灯具装车。
我们从2004年开始研发销售LED汽车灯具,产品达到国际先进水平,现已经开发了圆灯、椭圆灯、长灯、警示灯、侧标灯等,可满足汽车转向、制动、侧标、警示等功能。
第二节 国内汽车灯具产品 技术工艺 应用 分析
我国车灯 行业 现阶段正处于稳步发展时期,通过对国外先进的技术进行消化吸收,逐渐缩小与国外先进企业的差距。
从光源来说,现阶段我国车灯还是以传统光源——白炽灯泡及卤素灯泡为主,采用高强度气体放电灯(HID)灯泡、高亮度发光二极管(LED)或是光导纤维做为光源的企业较少。
从灯具配光来说模具制造是非常重要的。通过模具生产出来的反光镜要完全满足配光的要求,这样模具制造就显得尤为重要了。从灯具模具设计能力来说,我国并没有自己的专业设计软件,基本上都是采用国外软件进行设计,使得设计人员在软件理解和使用方面受到影响。
我国的传统灯具已不能满足整车照明及外观要求,需要灯具厂家大量引进、吸收国外先进技术,在提高灯具照度的同时还要满足整车外观和节能要求。
第三节 国外汽车灯具产品 技术工艺 应用 分析
在光源应用方面,国外的大型企业大多数都有自己的光源生产线,所需成本大大降低,竞争能力也相应加强。国外的大多数轿车现都配备了HID前照灯。HID前照灯具有高亮度输出、色温度舒适度高、产品寿命长,约1/2的电力消耗等特点。部分信号灯也由高亮度LED取代了传统灯泡。LED具有体积小、功耗低、亮度强和热量低等特点使得整车在节能及外观方面得到了很大的提高。
从灯具配光来说,国外的模具制技术水平较高。国外的大公司,像德国HELLA公司就有自己的专业设计软件,相对来说就可以设计出比较完美的产品。
另外,国外汽车灯具向着智能化方向发展。为了改善夜间以及气候因素所造成的视线不良问题,提出了一种新的前照灯照明系统,即AFS系统。
在60年代,雪铁龙汽车远光光束能依照方向盘的角度水平转动而移动。这种系统在2003年首先设计成了近光灯具有转向功能。国外先进企业开发的AFS系统(智能前照灯系统)使得车辆在转弯、高速行驶及雨雾天气等不同情况下受控自动生成能适应各种驾驶环境的灯光模式。日本开发的.ILS系统(智能灯光系统)也向自动控制光线的方向发展,使汽车大灯随行驶状况的变化而实时变化,为驾车者提供了比较理想的光束模式。
第四节 我国汽车灯具产品技术应用成熟度解析
我国车灯 行业 现阶段正处于稳步发展时期,灯具生产企业正在逐步完善产品设计与生产能力,并由原来的单纯追求产品质量向既追求产品质量也追求产品外观转换。同时也对国外先进的技术进行消化吸收,开始采用高轻度气体电灯(HID)等八品高亮度发光二极管(LED)、或是光导纤维做为光源。我国汽车灯具技术水平逐渐缩小与国外先进企业的差距。
第五节 汽车灯具产品 技术工艺 与市场应用关系 分析
照明部件是汽车的安全部件,与行车安全有着十分密切的关系。汽车工业的飞速发展对汽车照明提出了越来越高的要求。车灯已非昔日以光学、材料与成型制程为主的传统技术。在安全、环保、智慧化的趋势下,近两年的汽车设计中,车灯越来越受到重视。外形与流线型车身造型一致的异形前照灯将继续发展,小功率气体放电灯可能成为新一代的前照灯光源;将进一步 研究 高安装位置的制动灯以及高对比度的组合后灯,以满足我国汽车 行业 的发展。
第六节 不同类型生产工艺优缺点比较
1、LED光源
1)缺点
LED的成本能够按照摩尔定律的预见速率持续下降,它要低到能与HID(高强度放电)氙灯匹敌的同等价位也尚需多年;而LED家族的成本若要降到能与卤素灯不相上下,则需经过一段更加漫长的时间历程。
据Hella(海拉)公司总裁Fischer称,车用LED的规模目前仅占其光源市场百分之几的小份额,故对向大批量的型号(诸如GM/雪佛兰部的Malibu款之类车型)的配套供货极感兴趣。但LED欲达到向Malibu车型那样大批量的供货水平,尚需克服一系列的技术和成本难题,至少还有十年的历程要走。
LED入市的步伐的确比原先预料的要慢一些,我们在2004年曾预测:LED车灯会很快井喷入市,而把HID淘汰出局。显然,目前的态势并非如此,虽然一直期望LED技术能演进得比现实要快一点。看来成本高并非是阻碍LED面市的唯一因素,仍然有技术性能方面的挑战性难题需要攻克。比如,就单个光源而言,LED的光照强度仍显不足。而单点不够亮就难以达成下述如意盘算:削减构成组合灯具的LED光源数目将有助于缩小汽车灯具的占用空间且易于灵活布置,并可简化照明系统的布线和安装以及降低生产成本。
当今LED批供货品的光电转换(光能密度)指标达到每瓦80流明(80lm/W)以上,而HID灯为90lm/W,卤素灯则是201m/W。另据海拉通报:最新的LED研发原型的该项指标已高达161lm/W。海拉亦预测:在今后的3-5年间,发自同样功耗芯片的LED光强度将会提升50%。此事不仅意味着LED灯具将更加明亮,而且体现了其能耗的削减,从而改善整车的燃油经济性。
据估计,用LED取代卤素灯具能提升整车的mpg(每加仑燃油的行驶英里数)指标约0.25。而到欧洲实施白天开灯行驶法规时,更可把该mpg提升值扩大至0.5。凌志的车型经理指出,应用LED灯具对整车燃油经济性的改善将会有很大的贡献。
然而,光强密度更高的LED也要散发出更多的热量,而灯具的紧凑布置又使得可供散热的面积趋小。诚然属半导体类别的低能耗LED器件的发热比卤素灯或HID灯具要少得多,但后者的热量的大部分则是生成于灯具装置之外的,而LED虽功耗低生热少却是要把热量捂在微小的硅片里面来传导的。
2)优点
这种新光源能够使得汽车灯具的风格设计和造型布置具有空前的灵活性而适于车型的个性化,况且LED的光输出功率密度已能够与HID灯具匹敌,因此它极有希望把现存的其它照明技术统统淘汰出局而独霸车灯市场。
LED的发光色谱接近于日光,这使得它发出的光被物体(诸如道路交通的指示标牌/线)反射的有效性要高于其它光源,从而能在较远的距离让司机尽早发现而提高行车安全。他指出,路标几乎都采用被动辉光的反射方式,因为LED的光色近于日光,所以可以让司机在夜间也像白天那样方便地发现并看清交通标志。
LED车灯的色温为5500-6000K,它比其它光源的颜色更白,因为HID灯的淡蓝光色温是4000K,卤素灯光为黄色3000K。所以在进行HID灯具的光学设计时,需把光谱中最蓝的部份推移至其射点光斑的边缘,因这些区域是本车司机眼睛通常不去注意的地方,从而减少该色光对人眼的不适干扰。但对于迎面驶来的会车司机而言,仍在车辆越过该边际区域时蓝光会引起对方眩目而影响会车安全。在防眩目干扰方面,LED大灯拥有潜在的优势:既能保护本车司机的舒适视觉,也不会引起邻车/会车司机的视障。因丰田凌志车的前照灯的近/远程光采用了不同的光源(LED/卤素灯),所以LS600h的车主可能会被不同光源的显著色差所困扰。
对于AL(汽车照明)LED前照灯的另一大优势是,欧盟已通过并将于2012年生效的DRL(日行灯)法规,它与加拿大的推荐式规定(允许白天用近光灯作为DRL)不同,欧盟法规是强制在白天必须使用前照灯的。只要车辆处在行驶之中,就必须开前照灯,使得LED光源的低能耗、长寿命的优势更明显。
据法雷奥的CEO称,另一种目前尚未兑现的潜能是:LED大灯能利用光点阵列来组合出前照灯光的主动式功能而毋需采用任何(目前此类装置所必备的)运动部件。这样的主动式照明系统(比如,随转向角度而变化光照射向的主动安保功能),有可能需要采用比以往所用过的数量更多的光管来构成点阵。法雷奥正按此思路着手研发更可靠的新型自适应前照灯系统。海拉Fischer指出,照明系统的这种变化也符合并体现了当代汽车的机械装置功能逐渐被(电子+电控+电动的)全电装系统所取代的大趋势。同一组LED阵列既可以作为前照大灯的光源,也同时可用于转向灯,只是在发挥不同照明功能时采用各自的光学镜罩。
作为一般的转向灯,只须在车身两侧布置LED阵列,再加上简单的开关功能即可。若要发挥智能前照的主动安保作用,让前照光束能随车辆的转向轨迹而同步地总是照亮车前的道路,则需要布置较多的光源点阵并采取更复杂的光点电控,按照转向输入来控变光点阵列的明暗组合及其反光镜,从而同步地改变前照光束的射向。
2、传统车灯
1)缺点
卤素灯开始应用到车身上始于70年代,它的发光原理和普通白炽灯极为相似,即通过灯管中螺旋状的钨丝生热后发光,其发光的强度受到钨丝自身熔点的限制。一般而言,要提高卤素灯的亮度不仅要增加钨丝的电阻数,而且钨丝的熔点也必须提高。卤素灯的钨丝由于有着比普通白炽灯更高的熔点,所以在亮度上大于后者(白炽灯)。卤素灯在亮度输出,能量消耗和使用寿命等方面明显不如新型车灯。
2)优点
相对来说,卤素灯的价位比较便宜,对于一些价位较低的车型,或者经济条件一般,购车只为代步的车主来说,选择卤素灯还是很划算的。首先是损坏后,更换的价格比氙气灯的价格低几倍;其次便是平时不经常夜晚驾车的话,普通的卤素灯照明完全可以,因为氙气灯的优势是在夜间所射光线如同日光,如果夜间不经常开车,安装氙气灯就有些浪费了。
另外,和氙气灯相比,卤素灯最大的优势便是在雾天的作用。氙气灯在正常情况下使用,光线亮度非常好,但是遇到雾天,由于氙气灯所射灯光亮白,所以光的穿透力就明显不如卤素灯略黄色的灯光效果好。
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