汽车电器-汽车外部照明灯

2023年12月30日发(作者：奔驰e200l参数配置)

汽车外部照明灯

【学习目标】

(1) 正确分析前照灯的电路图；

(2) 掌握前照灯的调整方法；

(3) 能正确分析前照灯的故障原因并排除故障。

一、前照灯及控制电路

前照灯也叫大灯，灯光分为远光灯和近光灯两种，一般在外界灯光比较充足或者车流比较多行驶速度较慢时使用近光灯，在黑暗的夜路车流较稀，或者车速较快时使用远光灯。合理使用大灯应做到会车时变成近光，会车后及时变回远光，以放远视线弥会车时造成的的视线不清。在汽车仪表上有远光指示灯。

现代新型汽车灯光电路的近光灯多为长亮，以防止在远近光转换时出现短时间的无照明现象，老车型和一些低档车依然采用双灯丝前照灯并在转换时会有短时间的无照明现象，不同的车型灯光设计也不同。

开启前照灯的车辆

1.前照灯的组成及分类

前照灯的光学系统包括灯泡、反射镜和配光镜三部分组成。

前照灯总成的结构一般可分为全封闭式和半封闭式两种。

1) 封闭式前照灯结构

这种前照灯由于将灯泡、配光镜、反射镜集合一体，当灯丝烧断时需要整体更换，成本较高。导致这种结构被淘汰。

封闭式大灯结构

2) 半封闭式前照灯结构

这种前照灯结构特点是将反射镜、配光镜组合安装，保持密封性，杜绝尘土进入前照灯。将灯泡分离，可进行单独更换。结构科学，目前市场上大多车辆都使用这种大灯结构。半封闭式大灯结构又细分分为反射式、和投射式两种结构。其中反射式指传统半封闭大灯结构。

反射式半封闭大灯结构

3) 投射式大灯结构

投射式前照灯一般和氙气灯泡组合使用，和传统半封闭式大灯结构相比只是多了一组凸透镜装置。

投射式大灯结构意识图

氙气灯泡位于椭圆反光镜中心，反光镜反光焦点和凸透镜的焦点重叠。从而把光线直射到车前方，它的光线利用率更高，是普通反射式前照灯的2倍。因此现代中高端汽车很多已经采用这种结构，为投射式前照灯总成的解剖图。

投射式前照灯总成解剖图

2. 前照灯的灯泡：

现代轿车前照灯灯泡主要有两种：卤素灯泡和氙气灯。按灯丝的数量可分为单丝灯和双丝灯。

灯泡型号

前照灯的分类

（1）卤钨灯泡：卤钨灯泡俗称为卤素灯泡，它是在惰性气体中加入了一定量的卤族元素。卤族元素是指碘、溴、氯、氟等元素。现在灯泡使用的卤族元素一般为碘或溴，叫做碘钨灯泡或溴钨灯泡。卤钨灯泡是利用卤钨再生循环反应的原理制成的，卤钨再生循环的基本作用过程是：从灯丝蒸发出来的气态钨与卤族反应生成了一种挥发性的卤化钨，它扩散到灯丝附近的高温区又受热分解，使钨重新回到灯丝上，被释放出来的卤素继续扩散参与下一次循环反应，如此周而复始地循环下去，从而防止了钨的蒸发和灯泡的发黑现象。

卤钨灯泡结构尺寸小，泡壳用耐高温，机械强度较高的石英玻璃制成，所以充入情性气体的压力较高。因工作温度高，灯内的工作气压将比普通灯泡高得多，故钨的蒸发也受到更为有力的抑制，使用寿命长，故而目前得到广泛的应用。

双丝灯

卤素灯泡

单丝灯氙气灯泡

卤素灯泡的结构

卤素灯泡的型号有H1、H3、H4、H7系列灯泡用于前照灯,H8、H9、H10、H11、H12系列单丝灯带有密封底座，用于前照近光以及雾灯上。

卤素灯泡的型号

（2）高压放电氙气灯（HID）：

高压放电氙气灯俗称氙气大灯。系统由弧光灯组件、电子控制器、升压器三部分组成。

这种灯的灯泡里没有灯丝，取而代之的是装在石英管内的两个电极，管内充有氙气及微量金属（或金属卤化物）。电子镇流器在电极上加上23KV的启动电压后，气体开始电离而导电。由气体原子激发到电极间少量水银蒸汽弧光放电，最后转入卤化物弧光灯工作，采用多种气体是为了加快起动。

在正常环境中，需要几秒钟使灯内的微粒电离，才能充分发光。将大的“启动电流”注入灯内可加速此过程，直到发出最大光亮，之后开始限制电流，只需85V的维持电压，就足以让电弧稳定灯泡。

高压放电氙气灯的结构原理

其灯泡的光色和日光灯相似，亮度是目前卤钨灯泡的2.5倍，寿命是卤钨灯泡的5倍，灯泡的功率为35W，可节能40%。这一照明系统的耐久通常与车的整个寿命相当，无需更换。根据这种灯的性能可以设计出造型光滑且更为紧凑的前照灯。

反射镜：

（1）反光镜的作用：

反射镜的表面形状呈旋转抛物面，其内表面镀银、铝或镀铬，然后抛光反射镜的作用是将灯泡的光线聚合并导向前方。

（2）防炫目措施

前照灯应具有防止眩目的装置，确保夜间两车迎面相遇时，不使对方驾驶员因产生眩目而造成事故。

主要的防炫目措施有两种：一种是大灯设置了近光灯，对面来车时,使用近光灯,光线弱,且光线大部分向下,可防眩目，这个过程成为会车。

远光灯丝位于反射镜的焦点处，当用远光灯丝时灯丝发出的光线经反射镜反射后沿光学轴线平行射向远方。近光灯下方装有金属遮光罩，遮挡由近光灯丝射向反射镜上部的光线，故没有向上反射能引起眩目的光线。

反光镜及远近光的原理图

另一种是采用非对称光形，这是一种新型的防眩目前照灯，安装时将遮光罩偏转一定的角度，使其近光的光形分布不对称，将近光灯右侧光线倾斜升高150。

目前国外又发展了一种更优良的光形，由于明暗截止线呈Z形，故称Z形配光。它不仅可以防止驾驶者眩目，还可以防止迎面而来的行人和非机动车者眩目，进一步保证了汽车行驶的安全。

非对称光形示意图

配光镜：

配光镜又称散光玻璃，其作用是将反射镜反射出的平行光束进行扩散分配，以扩大光线的照射范围，并使路面的照明更均匀。配光镜一般用透光玻璃压制而成，是很多特殊棱镜和透镜的组合。目前的汽车大灯都是组合在一个前组合灯总成里，因此外形因车型的差异而有所不同。

配光镜散光示意图

5.前照灯的常见控制电路

前照灯控制电路由灯光开关、变光开关、远光指示灯和前照灯等组成。

其特点是采用灯丝搭铁，其前照灯都为并联。

1）灯光开关：

现代汽车多种多样，其灯光开关也多种多样。大体可分为旋钮式和拨杆式。

（1）旋钮式灯光开关：欧洲汽车将大灯开关与变光开分开设计，它可控制行车灯（示宽灯）、前照灯、雾灯。使作开关时可顺时针转动开关至行车灯或前照灯标识，会点亮相应的灯光。向外拉开关一档为前雾灯，二档为后雾灯。

旋钮式灯光开关

（2）拨杆式灯光开关：这种灯光开关设计多用于日本车系，安装在方向盘下方，设计更人性化，更便于操作。

拨杆式灯光开关

它可以控制危险警告灯、制动信号灯、室内照明灯外的所有灯光电路。如：左右转向灯、行车灯、雾灯、前照灯等。

转向灯开关在回打方向盘时，可以自动回位，但如果转动角度不够不会自动回位。

2) 灯光指示

（1）远光指示灯

通常为蓝色，置于汽车仪表内，当打开远光灯时，此灯点亮，下图所示为仪表中远光灯的符号。

远光指示灯

（2）近光指示灯

近光指示灯使用较少，通常为绿色，也置于汽车仪表中，当打开近光时，此灯点亮，下图所示为仪表中近光灯的符号。

近光指示灯

3) 前照灯和示廓灯的传统电路

由灯光开关、变光开关、远光指示灯和前照灯等组成，普通前照灯控制电路如图。

前照灯控制电路

电路原理：

打到小灯档位时，全车小车点亮，打开大灯档位时小灯依然点亮。

打到灯光开关大灯档位，此时变光开关若处于远光档，那么电流从蓄电池正极→→灯光开关→变光开关→分别到远光指示灯、左远光灯、右远光灯随后搭铁沟通回路，远光灯亮。

此时若变光开关处于近光档，此时电流从蓄电池正极→灯光开关→变光开关→分别到左近光灯、右近光灯随后搭铁沟通回路，近光灯点亮。

有的变光开关上自带超车开关，打开超车开关时，此时电流会直接给超车开关供电再给远光灯组供电，需要注意的是，一般超车开关自动回位，松手时

会自动退回到断开状态。

6. 前照灯的电子控制

汽车前照灯传统供电线路已经出现很多弊端,现在有了CAN总线技术,汽车前照灯传统的控制技术被CAN总线多路传输控制技术代替将成为必然。

在现代汽车上，大部分灯的控制电路控制开关将信号首先送到汽车灯系电脑，在汽车灯系电脑中将该信号经过运算分析后控制照明灯具工作。

中央电器控制系统灯光控制原理图

灯系的控制功能包括前照灯的延时控制、自动变光、关灯警告、昏暗自动发光等。

1）前照灯的延时控制

前照灯延时控制电路是使前照灯在关闭了点火开关及灯开关后,继续亮一段时间，然后自动熄灭，以便给司机离开黑暗的停车场所提供照明。

2）前照灯的自动变光控制

汽车前照灯自动变光器是一种根据对方车辆灯光的亮度自动变远光为近光或变近光为远光的自动控制装置。它的优点是实现了自动控制，不需要驾驶员操纵。

3）前照灯关灯警告装置

作用：

白天行车因过隧道或其他原因开灯后容易忘记关灯，关灯警告装置是用于

提醒司机在停车时及时关闭车灯开关。

4）昏暗自动发光控制系统

昏暗自动发光控制系统的功用是在行驶中，当车前的自然光的强度降低到一定程度时，自动将前照灯的电路接通，以确保行车安全，同时还有延时关灯的作用。

5）大灯高度调节功能

车辆在行驶中的不同工况影响了灯光照射的高度。

正常状态下大灯照

车辆负载情况

不同工况下灯光高度的变化

速腾的大灯高度调节开关，位于仪表板左侧灯光开关旁边。

速腾大灯高度调节旋钮

调解原理：

由灯系控制单元根据开关或车身高度传感器提供的电信号来控制5-执行器内的电机顺时针或逆时针转动，从而调节大灯光程的上升和下降。

大灯高度调节的结构原理图

6）.汽车自适应前照灯系统（AFS）

AFS系统的作用

自适应前照灯系统，英文缩写是AFS（Adaptive Front Lighting System）。它是一种能够自动改变两种以上的光型以适应车辆行驶条件变化的前照灯系统，是目前国际上在车灯照明上的新技术之一，它的研发对汽车夜晚行车安全起到了很大的作用。

1）主要功能：

传统的前照灯系统存在着诸多问题。例如，车辆在转弯的时候也存在照明的暗区，严重影响了司机对弯道上障碍的判断；车辆在雨天行驶的时候，地面积水反射前照灯的光线，产生反射眩光，现有的近光灯在近距离上的照明效果很不好，特别是在交通状况比较复杂的市区，经常会有很多司机在晚上将近光灯、远光灯和前雾灯统统打开等等，它的主要功能如下：

（1）城市道路的照明：

城市中道路复杂、狭窄。AFS在考虑到车辆市区行驶速度受到限制的情况下，可以产生比较宽阔的光型，而传统前照灯近光光型比较狭长，所以不能满足城市道路照明的要求。

（2）阴雨天气的照明：

阴雨天气，地面的积水会将行驶车辆打在地面上的光线，反射至对面会车司机的眼睛中，使其目眩，进而可能造成交通事故。

AFS有效的解决方法是：前灯发出特殊光型，减弱地面可能对会车产生眩光的区域的光强。

（3）转弯道路的照明：

传统前照灯的光线因为和车辆行驶方向保持着一致，所以不可避免的存在照明的暗区。一旦在弯道上存在障碍物，极易因为司机对其准备不足，引发交通事故。

AFS解决的方法是：车辆在进入弯道时，产生旋转的光型，给弯道以足够的照明。

（4）高速公路的照明：

车辆在高速公路上行驶，因为具有极高的车速，所以需要前照灯比乡村道路照得更远，照得更宽。而传统的前照灯却存在着高速公路上照明不足的问题，AFS采用了更为宽广的光型解决这一问题。

（2）结构原理：

AFS必须要从不同的传感器取得不同的车辆行驶信息，才能实现各种功能。比如，为了实现阴雨天照明的功能，就要从湿度传感器获得是否阴雨的信息。为了实现弯道旋转照明的功能，除了要从车速传感器获取车速、方向盘角度传感器获取方向盘转角、车身高度传感器获得车身倾斜角度以外，还必须通过一些特殊的传感器，获取车辆实际转向角度的信息；因为在通常的情况下，AFS所需获得部分信息也被其他的控制系统采用，即AFS实际上要和其他的系统共用一些传感器，所以，必须通过总线这一传输通路以后，才能实现这些传感器信息的共享。

AFS是一个由传感器组、传输通路、处理器和执行机构组成的系统。AFS是一个多输入多输出复杂的系统，因此需要对多种车辆行驶状态做出综合判断。

AFS系统

AFS最终成为一个自适应的模糊系统，因为AFS接受到的信息，除了车速，车身转角和车身倾斜角等等少数信息是可以定量的以外，其他传感器发回的信息大多只能达到定性的程度。诸如，地面平不平，雨下得大不大等等车身之外的环境信息，都是不能精确量化的。这就使得AFS的中央处理器能够进行模糊的判断。并且在阴雨天气，路面积水的情况下，车辆的转角和晴天相比有极大的差异。AFS的中央处理器不仅要做模糊的判断，而且还要随着这种环境的改变不断的修整系统参数，所以要求很多信息之间必须是相互关联的。

目前已经有不少豪华车，诸如BMW5系、奔驰E级、奥迪A8、凌志R系列等等，都已经加装AFS系统。

7）.日间行车灯系统（DRL）

日间行车灯，又称日行灯，英文是Daytime Running Light。欧盟决定从2011年起，所有新型的机动车必须装备“日行灯”。国内近年来也有很多中高档轿车采用了日间行车灯，

它的作用不是为了使驾驶员能看清路面，而是为了让别人知道一辆车开过来了。因此这种灯具不是照明灯，而是一种信号灯，增加车辆的被辨识性。

日间行车灯

二、雾灯及控制电路

1.雾灯的作用

雾灯用于在雨雾天气行车时照明道路与安全警示。分前雾灯和后雾灯，前雾灯为黄色，后雾灯为红色。雾灯开关中后雾灯的标志和前雾灯区别如图。开关一般位于车内的仪表控制台上。雾灯灯泡现在多采用卤素灯泡。

在有雾的天气，前后雾灯通常是一起使用的。由于雾气在距地1米比较稀薄，所以雾灯的安装位置只能在保险杠以下、车身最贴近地面的位置，以保证雾灯的作用。

国家公安部要求机动车必须安装符合国家标准的雾灯，未按规定安装后雾灯的机动车不准进入高速公路。同时规定只能安装单只后雾灯。

未按规定安装的将受到处罚。

2.雾灯电路原理