及50m 距离处的车道右边线光照度, 同时要保证15°截止线明暗清晰。C 区域主要利用曲率半径较大的柱面透镜, 使远光左右略有扩散, 保证远距离道路照明。
3.3汽车灯具的设计方法
汽车灯具的设计包括造型设计、配光设计、结构设计, 其中造型设计与结构设计经过训练后设计者感到容易入手, 而配光设计虽然经过光学训练, 如果没有功能较强的计算机软件, 设计者很难把握住设计结果, 往往无法入手。而且不同类型的前照灯, 需要不同的计算机设计软件, 否则设计者很难独立完成设计。 随着汽车灯具设计技术的发展, 配光设计大体分为3 个阶段:
①实物模拟配光设计 ②光线走向设计
③汽车照明计算机仿真设计
3.4实物模拟配光设计
此种方法事先必须搜集各种曲率半径和各种宽度的柱面透镜, 各种楔形棱镜, 各种光源与反射镜。然后根据配光原理用镶拼的方法在实验室中试验配光效果, 对简单的汽车灯具, 镶拼后容易达到要求, 复杂的汽车灯具需要反复镶拼反复修改。这种方法早期美、欧车灯厂都有使用, 目前美国一些中小型车灯厂有时也用此种方法。此种方法的特点是比较直观, 能直接得到配光的结果, 根据镶拼后的实物去设计车灯, 试制结果差距不会太大。此种方法的缺点是受到镶拼实物的限制, 很难设计出超越实物的新灯具。对自由曲面等90 年代发展的新颖灯具, 无法用实物镶拼的方法得到模拟配光的结果。
3.5光线走向设计
这是一种非常近似的设计方法, 利用二维(平面) 的光线光路计算公式, 使用一台普通微型计算机, 可以把光线在柱面透镜或楔形棱镜某一截面上的光线走向计算和显示出来, 由此可以预见光线发散角度或偏折方向, 但是无法知道光能量的分布。此种方法的特点是光学原理简单, 只需经过光学培训, 就可以自己编写一些小型计算软件, 可以设计一些简单的汽车灯具, 对复杂的前照灯, 采用此种方法必须要有参考样灯, 对设计者要求有丰富的配光经验, 此方法的缺点是一种近似设计, 不能直接得到标准所要求的各点, 因此对配光的结果心中无数, 这就限制了设计者只能设计本人熟悉的或有先例的车灯形式, 很难自由发挥, 同样对90 年代发展的新颖灯具也无法设计。513 汽车照明计算机仿真设计。
这种方法是随着计算机技术发展而发展起来的, 在国外大型车灯公司已开始采用, 据报道德国的BO SCH 公司、HELLA 公司和日本的小糸车灯公司等都已采用仿真设计。当客户向这些公司订货时, 在设计阶段, 公司就可以向客户提供:
①汽车灯具三维造型图
②预见的车灯配光曲线(等光强曲线, 等光照度曲线等)
③预见的道路照明效果图(直行效果图, 转弯效果图), 以及工艺分析报告, 热量分析报告等设计资料。客户对某些结果不满意的话, 公司可以及时对设计进行修改, 以便满足用户要求。
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90 年代以后, 随着CAD ?CAM 技术发展, 各种车灯形式越来越多, 这与仿真技术的发展有密切关系。配光设计的仿真技术必须包含两个内容: ①按照光学原理, 计算机能辅助产生一个合理的新颖车灯结构, ②计算机能模拟光能量传播规律, 计算和显示在测试屏幕或照明面上光能量的分布情况, 判断设计是否符合标准。
为了实现配光仿真设计, 必须采用复杂的三维(空间) 光线光路计算, 光线的分布应该与光能量分布相一致。计算工具应该采用速度快、存储量大的工作站或高档微型计算机。对各种类型的汽车灯具都必须由专人开发设计软件和校验软件, 大型车灯公司一般都有软件开发人员, 经过实践使用和改进提高, 然后提供设计人员使用, 这些软件对厂家来说一般都是保密和不对外售的。
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4.汽车车灯技术要求
不同用途的汽车灯具有不同的标准, 其中前照灯标准要求最高, 因此前照灯的设计难度也最大, 这里主要介绍前照灯标准。目前世界上对前照灯主要有3 个标准: 欧洲经济委员会ECE, 美国的SA E, 日本的J IS 。我国基本上参照ECE 的配光方式, 而国际上也有向ECE 靠拢的趋势, 所以这里主要介绍ECE 标准。
图4-1是一幅道路的透视图, 观察者位于右侧车道的轴线(对应图4-2垂直线VV ′) 驾驶位置。B50L
图4-1道路透视图及相应检查点图
图4-2 ECE 近光检验用的测试屏幕图
代表约50m距离处迎面汽车的驾驶员眼睛位置,该位置的照度越低越好, 可避免眩光、50R,75R分别表示约50m 和75m 距离处的车道右边线对光照度有要求的两个点的位置。
前照灯样品的实验室检验使用测试屏幕, 样品放在离垂直测试屏幕25m 距离处, 屏幕上测试点的位置如图4-2所示, 图上测试点的位置与图10 是相对应的。垂直线VV ′相当于右侧车道的轴线, 直线HG′和HG 对应透视图右侧车道的左右边线。直线HF 代表左侧迎面车道的外边线, 直线HF ′代表左侧迎而车道的中线。因此直线HG′是整个路面的轴线。直线HE 近似代表迎面汽车驾驶员眼睛的轨迹线。根据ECE 标准, 对前照灯近光主要检查点如表4-1。 表4-1前照灯近光检查点：
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前照灯远光的ECE 标准应是: 最大光照度点应位于H ′H ′线以上, 最大光照度在240lx～48lx 范围内, 同时要测量位于H ′H ′线上的5 个检查点。H 点的光照度应大于最大光照度的018 倍, 离H 点向左、向右11215cm 处的光照度不低于24lx, 离H 点向左、向右225cm 处的光照度不低于6lx 。针对远光及近光这样多检查点要求, 因此对前照灯的配光设计带来很大困难, 如果没有参考样灯, 完全靠经验进行配光设计, 很难一次成功。计算机辅助前照灯配光设计的目的就是要在没有样灯情况下, 能估算出在各检查点的光照度, 从而对光学设计不断进行修改, 使配光设计结果比较接近ECE 标准的要求。
5.汽车车灯日常维护与保养
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如果车辆装备了光控灯，不妨检查一下感光性从最弱到最强状态过程中车灯的工作情况，当然也不要忽略检查自动关闭计时器。
如果系统装备有一只计时器，请将其设置为最大延时。
如果前大灯损坏，通常采用类似的灯具进行更换。有些汽车装备了高强度放电前大灯HID，该设备通过其预先设计的电子系统产生的高压电弧放电生成高密度光源。注意，普通的石英—卤素灯泡不能在此应用。另外，还要检查前大灯镜头是否有裂纹，因为虽然表面裂纹并不会影响前大灯的照明性能，但是湿气会沿着裂缝渗入灯具内，这势必将降低灯泡的使用寿命。
前大灯光照方向的校准也应列入维护项目清单中，因为为了确保驾驶者行车的最大安全，前大灯必须能够为行驶车辆提供良好的前向照明。
提醒：不要随便改装车灯，很多国产车原厂卤素头灯亮度一般，色温偏黄，使用一段时间后慢慢变暗，很难满足路面照明安全要求，易引发交通事故。因此定期检查灯光系统调换满足正常行驶要求的灯泡是非常必要的。
某些日行灯系在发动机启动之前，其日行灯不能打开；还有一些日行灯系，如果驻车制动尚未取消，纵使发动机已经启动，其日行灯依旧不能正常工作。如果车辆装备了光控灯（即当外界光线暗淡到一定程度时，系统具备自动开启前大灯的功能），不妨检查一下感光性从最弱到最强状态过程中车灯的工作情况，当然也不要忽略检查自动关闭计时器。如果系统装备有一只计时器，请将其设置为最大延时。
6.汽车车灯常见故障诊断排除
6.1灯光不亮
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汽车车灯的设计毕业论文
