[汽車之家 技術(shù)] 汽車誕生至今超過百年,,這個人類工業(yè)技術(shù)集大成的產(chǎn)物能一步步的走向今天,,與單一個體的進化不無關(guān)系。從今天開始,,我們就將視野聚焦到單一零部件,,古往今來,從原始到現(xiàn)代,,聊聊它們的故事,。這就是我們的化整為零系列選題,今天讓我們看看汽車的雙眸:大燈的故事,。
■ 燃燒發(fā)光時代
● 居家與旅行必備:蠟燭,、煤油
在那個汽車整體都還與馬車有著強烈羈絆的年代,照明系統(tǒng)也處于極為原始的狀態(tài)�,,F(xiàn)有文獻資料顯示可追溯的歷史里,,汽車早期的照明系統(tǒng)就是煤油燈,甚至是蠟燭一統(tǒng)天下,。
煤油燈顧名思義燃料是煤油,,也就是說使用過程中需要補充煤油。大部分煤油燈都會配有油壺,,其中會有一段燈芯,,燈芯會不斷從油壺中吸取煤油,使用時點燃燈芯即可,。為了減少運動過程中受到風(fēng)的影響,,一般還會配有玻璃燈罩。但由于它的亮度有限,,所以照明效果并不理想,。
早期的內(nèi)燃機車性能并不穩(wěn)定,,夜晚還駕車出行的使用者少之又少,加上行駛速度并不快,,所以我們可以看到很多早期的汽車甚至都沒有配備燈具,。隨著車輛技術(shù)的發(fā)展以及穩(wěn)定性的提升,人們駕車出行的范圍越來越大,,促使著新類型燈具的出現(xiàn),。
● 燃燒發(fā)光時代的余暉:乙炔
隨著技術(shù)的逐漸推進,19世紀80年代開始汽車大燈終于向前邁進了一大步,,這就是乙炔大燈,。相比煤油燈、蠟燭而言,,它更能抵抗風(fēng),、雨、雪等惡劣天氣,,同時照射能力有了一定提高,,因此很快它成為了電動車大燈的新寵兒。
與今天電能大燈不同,,乙炔大燈仍舊是依靠燃燒物質(zhì)提供光照的光源,,只不過燃料從傳統(tǒng)的煤油變成利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)。因此從結(jié)構(gòu)上看,,它仍需儲存燃料的空間,。另外有趣的是因為乙炔來自于碳化鈣與水的化學(xué)反應(yīng),車身晃動會加劇反應(yīng),。因此在行駛過程中,,越是顛簸道路,產(chǎn)生的乙炔量越多,,燈組照明效果越好,,車速降低照明效果也就隨之減弱。
當(dāng)然,,它也有著自己的缺點,,首先因為乙炔氣體來自化學(xué)反應(yīng),因此碳化鈣與水二者會隨著使用逐漸變少,,照明效果也就逐漸減弱,,這意味著使用者需要不斷補充燃料。
另外安全性也是一大問題,,乙炔氣體對人體有害,,化學(xué)反應(yīng)后的殘渣難于清理。不過由于后面要說到的鎢絲燈發(fā)展初期性能、壽命都極不穩(wěn)定,,因此雖然乙炔燈有諸多缺點,,但由于沒有成熟技術(shù)替代,直到1921年前后它才退出汽車照明領(lǐng)域,。
■ 電氣化時代
● 不落的經(jīng)典:鎢絲與鹵素
就像前面說到的那樣,隨著乙炔大燈的普及,,其弊端也逐漸顯露,。隨著20世紀的到來,電氣化時代降臨,。其中部分技術(shù)開始應(yīng)用在當(dāng)時的新興事物之一汽車上,這里就包括了照明技術(shù),。
除了壽命與耐用性,新光源還造成了大量交通事故,,罪魁禍?zhǔn)拙褪庆殴狻S捎跓艄饬炼让黠@提高,,使得駕車者看清路況,,但點亮的車燈在會車時令對面司機變成了“盲人”,因此人們一方面開始研發(fā)調(diào)節(jié)車燈照射高度的裝置,,另一方面開始研究聚光功能,。
1915年Guide Lamp公司推出第一個配備近遠光調(diào)節(jié)的汽車燈具,隨后美國康寧公司開發(fā)出帶有光束調(diào)節(jié)功能的車燈玻璃罩,,使燈光光束更集中,,降低眩光。1917年,,凱迪拉克率先在TYPE 53車型上搭載燈光高度可調(diào)功能,。這里再說一句題外話,在上世紀汽車發(fā)展過程中,,美國品牌一直扮演著技術(shù)先驅(qū)者角色,,而非今天我們印象中汽車研發(fā)實力領(lǐng)先的德國人。
結(jié)構(gòu)發(fā)展的同時,,材料技術(shù)經(jīng)過半個多世紀發(fā)展此時也有了進一步向前的動作,,普通鎢絲燈光線弱、色溫低,、使用時間長易發(fā)黑的缺點越來越突出,,于是上世紀50年代新技術(shù)鹵素大燈開始走上時代舞臺。
● 明眸的起點:氙燈
鹵素大燈的照度雖然相比此前技術(shù)已經(jīng)有了長足的發(fā)展,,但隨著人們對能耗要求的提高,,進一步促使新技術(shù)誕生、發(fā)展,。1995年代號W210的奔馳E級成為了第一個應(yīng)用氙燈的量產(chǎn)車,。
由于不再是通過燈絲發(fā)熱進而發(fā)光,,而是電能轉(zhuǎn)化為光能,因此其效率比鹵素?zé)籼岣?0%以上,;同時氙氣放電燈具有比較高的能量密度和光照強度,,使其擁有比普通鹵素?zé)襞莞?倍的光照強度,耗能卻僅為其75%,。這滿足了人們對車輛節(jié)能以及繼續(xù)提升照明效果的需求,,從而率先在一些級別相對較高的車型上開始慢慢普及,今天它已經(jīng)成為量產(chǎn)車最主流的光源之一,。
■ 未來降臨
● 造型為王:LED
LED是Light Emitting Diode的簡稱,它有個很通俗的中文名字——發(fā)光二極管,,它們?nèi)缃癯3R詿粝�,、招牌及各種電器的指示燈和背光燈的角色出現(xiàn),也往往是汽車尾燈,、高位剎車燈,、日間行車燈的重要組成。
人眼看到的白光,,需要藍色光+黃色光兩種波長光線的混合或是藍色光+綠色光+紅色光三種波長光線的混合(這就是彩電的三基色),。由于這兩種方法都需要藍色光,因此藍光LED就變成了開發(fā)白光LED的重要技術(shù)節(jié)點,。
直到上個世紀末,,隨著超高亮度藍光LED開發(fā)成功,白光LED的開發(fā)才真正取得了階段性進展,,白光LED的色溫接近日光,,照明效果更自然,更接近人眼在白天看到的色彩,,LED正式投身照明領(lǐng)域也是從這個時候開始的,。首個使用LED作為大燈光源的品牌是雷克薩斯,而全LED的殊榮則屬于德國人,。
提起大燈,、尤其是LED大燈,人們似乎第一時間都會想到奧迪這個品牌,。誠然,,對于他們而言,LED前大燈已經(jīng)成了他們設(shè)計招牌的一部分,,上至R8和A8,,下至A3,奧迪旗下使用LED大燈的車型陣營是目前最龐大的。一說起奧迪,,簡直就和提起了LED大燈代言人一樣,。不過,這令人記憶猶新的明眸卻并非來自奧迪,,或者更準(zhǔn)確的說這些大燈的締造者應(yīng)該是來自背后的供應(yīng)商,。
此前我們已經(jīng)對LED大燈歷史與技術(shù)進行過詳細解讀,,里面包含很多有趣的故事,,對它感興趣的朋友不妨點擊《不僅僅是漂亮!全面解讀LED大燈技術(shù)》閱讀
● 不僅是照明:激光
在LED大燈尚未完全普及時,,下一代大燈技術(shù)也就是激光光源燈組已經(jīng)開始了量產(chǎn),,激光二極管(Laser diode)與發(fā)光二極管(LED)幾乎誕生于同一時代,雖然激光二極管的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用要比LED稍晚些,,但是其應(yīng)用范圍更加廣泛,,在測量、電子,、通信,、醫(yī)學(xué),、加工等行業(yè)都有激光二極管的身影,。
激光大燈擁有LED大燈大部分的優(yōu)點,,比如響應(yīng)說速度快,、亮度衰減低、體積小,、能耗低,、壽命長等等。相比LED大燈激光大燈在尤其在體積方面具有優(yōu)勢,,單個激光二極管元件的長度已經(jīng)可以做到10微米,,僅為常規(guī)LED元件尺寸的1/100,這意味著,,只要設(shè)計師愿意,,傳統(tǒng)汽車的大燈的尺寸可以大幅度縮小,這也許將為汽車前臉上各個元素的設(shè)計比例帶來革命性的變化,。
激光大燈另一個顯著優(yōu)勢是在發(fā)光效率方面,,比如一般的LED照明燈的發(fā)光效率可以達到每瓦100流明左右,那么激光二極管元件可以達到每瓦170流明左右,,這意味著,,當(dāng)滿足同樣照明條件時,使用激光大燈的能耗不到LED大燈的60%,進一步減少了能量消耗,,也更加符合未來汽車的節(jié)能環(huán)保趨勢,。
全文總結(jié):
在歷史的發(fā)展長河中,,技術(shù)的變遷很大一部分來自消費者使用需求。早期的煤油燈,、蠟燭燈說馬車時代的產(chǎn)物,。其照射能力十分有限,且穩(wěn)定性不佳,。隨著內(nèi)燃機車快速發(fā)展,,人們對光照范圍、能耗提出了更高要求,,這之后出現(xiàn)了鎢絲燈,。當(dāng)消費者對耐用性、光照效果提出更高要求后,,催生了今日大規(guī)模應(yīng)用的氙燈,,以及剛剛普及的LED大燈。現(xiàn)在,,技術(shù)進一步發(fā)展讓激光大燈開始登上舞臺,,而這絕非終點。不知道在您心中,,哪臺車的大燈給您留下的印象最深呢,?(文/圖 汽車之家 唐朝)
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