[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(jìn)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(qiáng)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(xiàn)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(bǔ)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(diǎn)燃燈芯即可,。為了減少運(yùn)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(jī)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(jìn),,19世紀(jì)80年代開始汽車大燈終于向前邁進(jìn)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?yàn)橐胰瞾碜杂谔蓟}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(diǎn),首先因?yàn)橐胰矚怏w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(bǔ)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?jiān)y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(diǎn),,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(jì)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�,。由于燈光亮度明顯提高,使得駕車者看清路況,,但點(diǎn)亮的車燈在會車時令對面司機(jī)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(yuǎn)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(jì)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(shí)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(jì)發(fā)展此時也有了進(jìn)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(diǎn)越來越突出,于是上世紀(jì)50年代新技術(shù)鹵素大燈開始走上時代舞臺,。
● 明眸的起點(diǎn):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(jìn)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(jìn)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(qiáng)度,,使其擁有比普通鹵素?zé)襞莞?倍的光照強(qiáng)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(lán)色光+黃色光兩種波長光線的混合或是藍(lán)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(lán)色光,,因此藍(lán)光LED就變成了開發(fā)白光LED的重要技術(shù)節(jié)點(diǎn),。
直到上個世紀(jì)末,隨著超高亮度藍(lán)光LED開發(fā)成功,,白光LED的開發(fā)才真正取得了階段性進(jìn)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(jì)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(jìn)行過詳細(xì)解讀,,里面包含很多有趣的故事,,對它感興趣的朋友不妨點(diǎn)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(diǎn),,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(jì)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(jì)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(dá)到每瓦100流明左右,,那么激光二極管元件可以達(dá)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(jìn)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(fèi)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(jī)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(fèi)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�,,F(xiàn)在,,技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展讓激光大燈開始登上舞臺,而這絕非終點(diǎn),。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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