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TUhjnbcbe - 2023/8/9 21:27:00

#老司机聊汽车知识#

汽车灯光类型包括三类,哪种将会是未来选型呢?

卤素灯氙气灯LED发光二极管似乎淘汰被戏称为“蜡烛”的卤素灯泡应当是没有争议的话题,部分使用这种灯光的汽车,落地后的第一件事就是升级大灯。原因在于卤素灯泡的亮度真的很一般,昏*色的灯光在夜间会显得温暖但也容易造成视觉疲劳;这种灯泡的唯一优点,也许只剩下了制造成本低,那么这种灯泡有没有技术升级的空间了呢?

01原理解析

卤素大灯本质属于白炽灯的升级类型,在球泡内加注「碘溴」等卤素气体,这是发光的基础。灯泡内部仍然使用“钨丝”,发光原理是依靠电流流经钨丝进行加热,依靠电流产生的光能和热能照明,这是非常原始的方式。

而钨丝在高温后会升华出现钨原子,这种物质会与卤素元素出现化学反应;生产的卤化钨有在球泡中游移,在温度降低至摄氏度左右后进行逆向反应,再次与钨丝接触实现对灯丝的冷却,进而实现循环使用。

这种灯泡的光电转化效率(比例)低至个位数,而绝大部分的能量都会转化为热能;而且其中是以红外线的形态进行散射,但是红外线是又是产生热能的基础,与辅助照明是起不到任何作用的。

所以卤素大灯点亮后的温度很高,但是因电光转化效率太低,即使使用功率达到55瓦的灯泡亮度也会很差。而想要提高亮度就只能加大功率,然而内部接近℃的高温,对于大灯总成塑料件的耐热性则会有很高的要求,线束与电瓶也都要同步升级;这样反而会增加制造成本,权衡利弊后也就只能用低功率低亮度的灯泡了,被淘汰是不是必然结果呢?

说明:汽车灯光升级不可以直接提高灯泡瓦数,且任何类型的大灯都不例外。因为灯光线束与保险丝都是匹配原车标准的灯泡,大瓦数灯泡需要的电流会更大;而电流升高则会产生高很多的温度,导线的绝缘层会在超标准高温的作用下快速老化,后期如剥落造成短路则有可能出现电火花而引起自燃。

同时大灯壳体承受的温度极限是有阈值的,曾经测试过将大灯功率升高20瓦,使用很短的时间就烤化了灯罩,所以灯光升级只应改变类型而不是调整功率。

02氙气大灯·几近消失

趣味知识:

xiān氙-气shān疝-气注意区分了这两字,很多汽修老师傅仍旧把这种大灯读作「疝气灯」,然而疝气是俗称“气蛋”的疾病;的本意指的的就是病灶,概念可理解为某一脏器周围的皮肤组织薄弱,导致隆起的问题。

却是一种稀有气体,而且在空气中本就是存在的;元素周期表中的稀有气体包括氦氖氩氪氙氡六种物质,也就是俗称的“惰性气体”。

获取氙气需要中液态空气中剥离,这种物质的功能非常全面;在工业领域主要用于激光器与焊接切割,或者作为制造氙气大灯的核心成分,因为这种气体具有极高的发光强度。但需要说明是的氙气灯的运行原理与卤素概念相同但流程不同,都属于“化学灯泡”。

发光流程:氙气灯泡自然是充满这种气体的球泡,不过并不依靠电流加热钨丝产生光能;其原理是通过安定器为电流升压,将12V电瓶输出的电逆变到2.3万伏特左右。在灯泡内进行高压脉冲,使得氙气在石英管灯泡中以电子形态游离而产生光能。

利用氙气本身发光强度高的优势,以高压电可以让亮度比卤素灯提升太多;而且流明也可以达到k左右,颜色呈现为暖白色的视觉效果,超过k则为感受不太理想的冷白色,这是卤素大灯的5~6倍。这么看来氙气大灯似乎已经很好了,但是为什么新车却很少使用了呢?参考LED的特点吧。

03LED·综合性能领先

LED-lightemittingdiode,释义为发光二极管,是由半导体材料制造成为灯光。这种灯泡是主要成分涵盖镓,砷、磷、氮等元素组成的化合物,基于自由电子和空穴复合实现释放能量,其中则包括光能,而且转化效率是极其高的。

氙气大灯-转化效率勉强达到两位数LED大灯-转化效率≤40%由此可见LED大灯的亮度肯定是会更高的,重点是这种冷光源的波长在~纳米之前,基本都是可见光,这是卤素和氙气大灯都达不到的程度。不过LED灯的优势可不止这一点点哦……

三大优势:

LED大灯没有“亮度延迟”功耗更低温度可控发光二极管的电光转化原理比较特殊,使用的复合材料的形态变化只是一瞬间;而氙气大灯则要通过温度的变化,或者说是氙气电子的状态变化进行亮度提升,启动后往往会经过几秒钟才能达到最高亮度,除非是远近光一体的大灯不会在切换远光时出现这种问题。

但是氙气大灯的功耗毕竟还是要高一些,因为想要达到与LED大灯相同的亮度,需要的还得是更大功率的灯泡,因为电光转化效率过低了。而且经过安定器对电流进行调整,过程中本就是存在损耗的;重点是这种复杂的结构故障率理论上会比氙气大灯更高,且变压结构的存在也是一个不稳定因素。

(理论层面氙气大灯安全性能与使用寿命差,实际应用中基本没有什么问题,主要问题是制造成本)

重点:电光转化效率的提升,无疑是降低了灯光运行中产生的热能!这才是最重要的哦。因为热能低则对大灯壳体塑料件的要求不会很高,对散热其的要求当然也会偏低,只是温度究竟能下降多少呢?

氙气大灯阈值℃左右LED大灯与<℃3.5倍的差异对于大灯材质的要求是不是会低太多了呢?这才未来LED必然会普及的核心因素,目前这种灯光的价格高无非是车企利用了消费者的猎奇心态,实际这是最省钱的选项。

而且LED灯珠的尺寸很小,需要的透镜尺寸也是小的非常夸张;这对于大灯的设计会很有帮助。很多造型精美的大灯与尾灯都是LED光源,玩灯玩的比较牛的有奥迪汽车,不过国产汽车中的比亚迪因有自己的LED照明灯厂,所以灯光的设计也是非常漂亮,同时也为其他车企提供设计与代工。

这就是三种灯光的不同之处,未来肯定是LED大灯主导,至于会不会有其他类型目前尚不能确定;讨论热度较高的激光大灯制造成本似乎不可控,LED仍会是理想选项。

结尾:冷知识优秀设计LED大灯图集。

碘化镓-红色LED磷化镓-绿色LED氮化镓-蓝色LED磷化硅-*色LED硒化锌-白光LED不论家用灯光还是汽车大灯,不同色彩的灯带或灯光基本元素如上,某些暖色光则是多种光源的混合。

图1:比亚迪大灯

图2:比亚迪尾灯

图3:奥迪大灯

图4:奥迪尾灯

编辑:天和Auto-汽车科学岛

责编:天和MCN

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