第5章汽車照明與信號系統(tǒng)

第5章汽車照明與信號系統(tǒng)汽車燈具的兩大類：照明燈、標識燈1、照明燈：前照燈、霧燈、頂燈、牌照燈(1)前照燈：俗稱大燈，裝在汽車頭部的兩側(cè)，用來照亮車前的道路。

有兩燈制和四燈制之分。(2)霧燈：在有霧、下雪、暴雨或塵埃彌漫等情況下，用來改善道路的照明情況。裝于汽車前部比前照燈稍低的位置，用于雨霧天氣行車時照明道路。。

光色為黃色或橙色(黃色光波較長，透霧性能好)。(3)頂燈：裝在車廂或駕駛室內(nèi)頂部，作為內(nèi)部照明之用。(4)牌照燈：用來照亮汽車牌照。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)汽車燈具的兩大類：照明燈、標識燈2、標識燈：示廓燈、尾燈、制動燈、轉(zhuǎn)向燈、倒車燈(1)示寬燈：(俗稱前小燈)裝在汽車前部兩側(cè)的邊緣，在汽車夜間行駛時，標示汽車的寬度。(2)尾燈：裝在汽車的尾部，夜間行駛時，用來警示后面的車輛，以便保持一定的距離。(3)制動燈：每當踏下制動踏板時，便發(fā)出較強的紅光，以示制動。(4)轉(zhuǎn)向信號燈：汽車轉(zhuǎn)彎時，發(fā)出明暗交替的閃光信號，以表明汽車向左或向右轉(zhuǎn)向行駛，它有前、后、側(cè)轉(zhuǎn)向信號燈之分。一般為橙色。(5)倒車燈：用來照亮車后路面，并警告車后的車輛和行人，表示該車正在倒車。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)汽車燈具動畫演示第5章汽車照明與信號系統(tǒng)5.1前照燈和標識燈5.1.1前照燈1、對前照燈的基本要求世界各國交通管理部門一般都以法律形式規(guī)定了汽車前照燈的照明標準，以確保夜間行車的安全，基本要求如下：(1).前照燈應(yīng)保證車前有明亮而均勻的照明，使駕駛員能看清車前100m以內(nèi)路面上的任何障礙物。隨著高速公路的建成，汽車行駛速度的提高，要求汽車前照燈的照明距離也相應(yīng)的增長，現(xiàn)代有些汽車的前照燈照明距離已達到200～250m。

(2).應(yīng)具有防止眩目的裝置，確保夜間兩車迎面相遇時，不使對方駕駛員因產(chǎn)生眩目而造成事故。

第5章汽車照明與信號系統(tǒng)2、前照燈的結(jié)構(gòu)包括燈泡、配光鏡、反射鏡。①燈泡a、充氣燈泡：氬86％氮14％其燈絲是鎢絲，把玻璃泡內(nèi)的空氣抽出后，再充滿情性混合氣體。一般充入的惰性氣體為86％的氬氣和14％的氮氣。充入燈泡的惰性氣體可以在燈絲受熱時膨脹，增大壓力，減少鎢的蒸發(fā)，提高燈絲的溫度和發(fā)光效率，節(jié)省電能，延長燈泡的使用壽命。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)b、鹵鎢燈泡：利用鹵鎢再生循環(huán)反應(yīng)原理制成。雖然充氣燈泡的周圍抽成真空并充滿了惰性氣體。但是燈絲的鎢質(zhì)點仍然要蒸發(fā)，使燈絲損耗。而蒸發(fā)出來的鎢沉積在燈泡上，使燈泡發(fā)黑。國內(nèi)外已使用了一種新型的鹵鎢燈泡（即在燈泡內(nèi)充以惰性氣體中滲入某種鹵族元素）。從燈絲蒸發(fā)出來的氣態(tài)鎢與鹵族反應(yīng)生成了一種揮發(fā)性的鹵化鎢，它擴散到燈絲附近的高溫區(qū)又受熱分解，使鎢重新回到燈絲上，被釋放出來的鹵素繼續(xù)擴散參與下一次循環(huán)反應(yīng)，如此周而復(fù)始地循環(huán)下去，從而防止了鎢的蒸發(fā)和燈泡的發(fā)黑現(xiàn)象。鹵鎢燈泡尺寸小，泡殼用耐高溫，機械強度較高的石英玻璃制成，所以充入惰性氣體的壓力較高。因工作溫度高，燈內(nèi)的工作氣壓將比其它燈泡高得多，故鎢的蒸發(fā)也受到更為有力的抑制。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)②配光鏡：配光鏡又稱散光玻璃，它是用透光玻璃壓制而成，是很多塊特殊的棱鏡和透鏡的組合。其幾何形狀比較復(fù)雜，外形一般為圓形和短形。配光鏡的作用是將反射鏡反射出的平行光束進行折射，使車前路面和路線都有良好而均勻的照明。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)由于前照燈燈泡燈絲發(fā)出的光度有限，功率僅45～60W。如無反射鏡，那只能照清汽車燈前6m左右的路面。而有了反射鏡之后，使前照燈照距可達到150m或更遠。因此，反射鏡的作用就是將燈泡的光線聚合并導向前方。③前照燈按反射鏡的結(jié)構(gòu)形式分為可拆卸式、半封閉式、全封閉式。a、可拆卸式：氣密性不良，已淘汰。b、半封閉式：配光鏡與反光鏡緊咬，氣密性增強，目前廣泛應(yīng)用。c、全封閉式：反射鏡和配光鏡做成一體，不受灰塵和潮氣污染，發(fā)光率高，壽命長，目前大量采用，其缺點是更換成本高。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)3、前照燈的防眩目為了防眩，普遍采用雙燈絲燈泡遠光：放在反射鏡的焦點上近光：放在反射鏡焦點的上方和前方雙絲燈泡的結(jié)構(gòu)形式：(1)、常用雙絲燈泡遠光燈絲在焦點上，近光燈絲在焦點上方圖5-4常用雙絲燈(a)遠光燈(b)近光燈第5章汽車照明與信號系統(tǒng)(2)、具有配光屏的雙絲燈泡圖5-5具有配光屏的雙絲燈泡1—近光燈絲2—配光屏3—遠光燈絲遠光燈絲位于反射鏡的焦點處，近光燈絲位于焦點前方且稍高出光學軸線，其下方裝有金屬配光屏，其工作情況如圖所示。由近光燈絲射向反射鏡上部的光線，反射后傾向路面，而配光屏擋住了燈絲射向反射鏡下半部的光線，故沒有向上反射能引起眩目的光線。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)(3)、非對稱配光屏雙絲燈配光屏安裝時偏轉(zhuǎn)一定的角度，使近光的光形分布不對稱，不僅可以防止駕駛員眩目，還可以防止迎面而來的行人眩目，并且照亮同方向的人行道路，更加保證了汽車行駛的安全。圖5-6非對稱近光配光圖(尺寸：cm：測定距離25m)第5章汽車照明與信號系統(tǒng)第5章汽車照明與信號系統(tǒng)4、安全式前照燈在夜間行車時，若一個前照燈的燈絲壞了，只有另一個前照燈亮時，駕駛員就不能準確地看清在３０ｍ以外面來車的輪廓，容易造成碰撞事故。在全封閉前照燈的主燈絲上并聯(lián)了一個高阻值的備用燈絲，正常情況下由于電阻較大，不發(fā)光，當主燈絲燒斷后起作用。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)5、前照燈的保護電路圖5-7電路工作原理圖(a)EQF-140前照燈保護電路圖1—電源總開關(guān)(K1)2—電流表3—遠光開關(guān)(K3)4—近光燈開關(guān)(K4)5—發(fā)電機6—左前照燈7—右前照燈8—保險絲9—繼電路10—常閉觸點11—常開觸點ＥＱ１０９０型汽車采用燈光繼電器，保證前照燈遠光在發(fā)電機短路狀態(tài)下，也能正常工作，從而提高了前照燈工作的可靠性。Ｋ３，Ｋ４為前照燈的遠光和近光燈開關(guān)，Ｋ１為電源總開關(guān)。其工作原理如下：１）發(fā)電機正常工作狀態(tài)由發(fā)電機供電時，若Ｋ３，Ｋ４斷開，前照燈遠光燈絲和近光燈絲都不工作。由于繼電器線圈兩邊電位相等沒有電流通過，常閉觸點１０不動作，保持閉合狀態(tài)，常開觸點１１保持常開狀態(tài)。若閉合K3，則接通遠光燈：發(fā)電機正極→K3→觸點10→遠光燈絲→發(fā)電機負極。若閉合K4，則前照燈近光燈絲工作。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)5、前照燈的保護電路圖5-7電路工作原理圖(a)EQF-140前照燈保護電路圖1—電源總開關(guān)(K1)2—電流表3—遠光開關(guān)(K3)4—近光燈開關(guān)(K4)5—發(fā)電機6—左前照燈7—右前照燈8—保險絲9—繼電路10—常閉觸點11—常開觸點２）當發(fā)電機短路狀態(tài)時

發(fā)電機短路時，６０Ａ熔斷絲快速熔斷，此時蓄電池供電。供電電路為：蓄電池正極→線圈→發(fā)電機短路→蓄電池負極。由于繼電器線圈通電，常閉觸點１０斷開，常開觸點１１閉合。此時前照燈供電電路為：蓄電池正極→觸點１ｌ→遠光燈絲→蓄電池負極，前照燈遠光燈絲工作。此外，由于繼電器觸點１０斷開，從而保證了前照燈遠光燈絲不被短路，對線路起到保護作用。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)6、前照燈的控制電路（1）前大燈關(guān)閉延時控制電路第5章汽車照明與信號系統(tǒng)6、前照燈的控制電路（2）提醒關(guān)燈電路有時白天行車時，在細雨蒙蒙或霧天陰沉的早晨，駕駛員開燈，不是為了照明，而是為了安全，或者在通過較長的隧洞而打開前照燈等。圖示為提醒關(guān)燈裝置電路圖。它在點火開關(guān)斷開而前照燈（或停車燈）仍然亮著的情況下，電流經(jīng)二極管Ｄ１（或Ｄ２），使Ｔ產(chǎn)生基極電流而導通，蜂鳴器發(fā)出聲音提醒駕駛員關(guān)燈；當接通點火開關(guān)時，Ｔ的基極電位提高，Ｔ截止，蜂鳴器不發(fā)出聲音。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)（3）前照燈自動減光電路繼電器K的常閉觸點與遠光燈絲相接，常開觸點與近光燈絲相接光敏電阻PC１，其電阻值反比于光的強度。在黑暗中，PC１具有高阻值，一旦被照明，其電阻值便迅速下降，ＰＣ１和R7、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3以及VT6、R11一起，組成了分壓器。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)將變光開關(guān)處于遠光位置，如果迎面無來車，PC1呈高阻態(tài)，a點電位低，VT1截止，VT2截止，VT3導通，VT4截止，VT5截止。繼電器K線圈無電流流過，常閉觸點接通遠光燈。如果對面有來車，燈光照射使PC1阻值下降，使a點電位升高，VT1導通，VT2導通，VT3截止，VT4導通，VT5導通。繼電器K線圈得電，常開觸點閉合。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)如果對面來車變?yōu)榻?，PC1接收的光線少了，阻值會提高。但是由于此時VT6處于截止狀態(tài)，從而使R3從并聯(lián)回路中被隔除，從而使a點處于高電位，從而VT1保持導通，VT5保持導通，從而保持近光燈。當對面來車完全駛過之后，PC1無光照，呈高阻態(tài)，從而VT1截止，VT5截止。繼電器K線圈失電，常閉觸點閉合，恢復(fù)遠光。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)5.1.2其他燈具包括停車燈、尾燈、示廓燈、牌照燈、倒車燈、轉(zhuǎn)彎照明燈、內(nèi)部照明燈等。5.1.3信號燈通常用4種主要的信號燈：制動信號燈、轉(zhuǎn)向信號燈、倒車信號燈、報警信號燈。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)5.3轉(zhuǎn)向信號燈的閃光器當汽車要轉(zhuǎn)彎時，由駕駛員打開相應(yīng)的轉(zhuǎn)彎燈開關(guān)，轉(zhuǎn)向信號燈亮并按一定頻率閃爍，以告知前后車輛駕駛員、行人和交通警察。閃光器是控制轉(zhuǎn)向信號燈閃爍頻率的裝置。閃光器按結(jié)構(gòu)和工作原理分為：熱絲式、翼片式、電容式、電子式熱絲式、翼片式閃光器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但閃光頻率不穩(wěn)定，使用壽命短，信號燈亮暗不明顯，不能兼作危險報警閃光器，趨于淘汰（一般掌握）電容式、電子式閃光器工作頻率穩(wěn)定，燈光亮暗明顯，可兼作危險報警閃光器，應(yīng)用日益廣泛（重點掌握）第5章汽車照明與信號系統(tǒng)5.3.1熱絲式閃光器圖5-13熱絲式閃光器1—鐵心2—線圈3—定觸點4—動觸點5—鎳鉻絲6—調(diào)節(jié)片7—玻璃球8—附加電阻9—接線柱10—轉(zhuǎn)向指示燈11—后轉(zhuǎn)向燈12—轉(zhuǎn)向開關(guān)13—前轉(zhuǎn)向燈轉(zhuǎn)向開關(guān)未接通時，活動觸點４在鎳鉻絲５的拉緊下，與固定觸點３分開。汽車轉(zhuǎn)彎前，接通轉(zhuǎn)向開關(guān)12，則電流便從蓄電池正極→接線柱9→活動觸點臂→鎳鉻絲５→附加電阻8→轉(zhuǎn)向開關(guān)12→相應(yīng)的轉(zhuǎn)向信號燈和轉(zhuǎn)向指示燈→搭鐵→蓄電池負極，形成回路。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)圖5-14具有監(jiān)視裝置的旁熱翼片式閃光器1—主觸點2—鐵心3—副觸點臂4—副觸點5、6—轉(zhuǎn)向指示燈7、8—轉(zhuǎn)向信號燈9—線圈10—熱脹條11—電阻絲12—翼片13—支架5.3.2翼片式閃光器第5章汽車照明與信號系統(tǒng)5.3.3電容式閃光器電流型電壓型圖5-15電容式閃光器(a)電流型(b)電壓型電容式閃光器，根據(jù)銜鐵線圈的接線不同分為電流型和電壓型。所謂電流型，就是銜鐵線圈與轉(zhuǎn)向燈泡串聯(lián)工作，如圖（ａ）所示。電壓型是閃光器的銜鐵線圈與轉(zhuǎn)向信號燈并聯(lián)，如圖（ｂ）所示。電容式閃光器，主要是利用向電容器的充電和放電來控制轉(zhuǎn)向信號燈的閃爍頻率。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)電流型電壓型圖5-15電容式閃光器(a)電流型(b)電壓型接通電源開關(guān)K，電流經(jīng)過觸點K1，經(jīng)過L2向電容C充電。當接通轉(zhuǎn)向開關(guān)S時，電流通過串聯(lián)線圈L1到轉(zhuǎn)向燈和轉(zhuǎn)向指示燈，L1產(chǎn)生磁力，將常閉觸點K1打開，燈泡不亮。觸點K1斷開，電容開始放電，L1、L2兩個線圈的磁力使觸點K1繼續(xù)斷開，直到放電電流基本消失。放電電流消失后，K1在自身的彈力下，恢復(fù)閉合狀態(tài)，此時L1、L2流過的電流方向相反，磁力相互抵消，K1繼續(xù)閉合，燈泡繼續(xù)亮，當C接近充滿電時，電流減小，兩線圈磁力不平衡，K1被吸下，燈泡熄滅。如此反復(fù)。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)5.3.4電子式閃光器隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子式閃光器已逐漸應(yīng)用在汽車上。它的發(fā)展分兩個階段，第一階段是采用電子節(jié)拍定時器，但電流較大的轉(zhuǎn)向信號燈仍由繼電器控制，稱為電子控制的閃光器；第二階段是用電子功率開關(guān)代替繼電器，稱為全電子式閃光器。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)實例1：非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩閃光器非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的兩種狀態(tài)是不穩(wěn)定的，經(jīng)過一定的時間，電路自動從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)，然后再經(jīng)過一定的時間又重新返回原始狀態(tài)。電阻R3通過轉(zhuǎn)向開關(guān)S和轉(zhuǎn)向燈搭鐵。當開關(guān)S未接通時，多諧振蕩器不翻轉(zhuǎn)。接通開關(guān)S后，電流經(jīng)VT2的發(fā)射極-基極，信號燈開始周期閃爍。調(diào)整C1、R3、C2、R2的值，可以調(diào)整閃光頻率和占空比。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)實例2：接通電源前，所有元件處在不工作狀態(tài)。接通電源后，電容C1經(jīng)R4、R3充電。由于充電電流小，M點電位低，VT1不導通，則VT2導通，繼電器J得電，觸點閉合，同時向C1充電。當M點電位升高后，VT1導通，則VT2截止，繼電器J斷電，觸點打開。電容C1經(jīng)R4、R3保持充電。當接通轉(zhuǎn)向開關(guān)S，信號燈電流流過R4，所以不足以使信號燈亮。同時C1通過R3和轉(zhuǎn)向燈放電，M點電位下降，VT1截止，VT2導通，觸點閉合，信號燈亮，同時向C1充電。M點電位提高后，VT1導通，則VT2截止，繼電器J斷電，觸點打開，信號燈滅。電容C1又經(jīng)R3放電。如此反復(fù)。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)實例2：監(jiān)視電路主要用于了解轉(zhuǎn)向信號燈有無損壞。通過R5、R6控制VT3的基極P點電位，由R4和轉(zhuǎn)向信號燈組成分壓器，控制VT3的發(fā)射極N點電位。通過P、N兩點電位監(jiān)控指示燈。通過合理搭配電路，在信號燈熄滅時，如果信號燈狀態(tài)良好，則P點電位高于N點電位，VT3通，VT4通，監(jiān)視燈亮。信號燈亮時，N點電位高于P點電位，VT3、VT4截止，監(jiān)視燈熄滅。因此監(jiān)視燈與轉(zhuǎn)向燈頻率相同，但異步工作。如果某個轉(zhuǎn)向燈損壞，則電阻增大，N點電位升高，高于P點電位，使VT3、VT4一直處于截止狀態(tài)，表明轉(zhuǎn)向燈有損壞。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)實例3：C1、C2、C3、R2組成定時網(wǎng)絡(luò)。當轉(zhuǎn)向開關(guān)S未接通時，VT1的發(fā)射極經(jīng)R4、R5分壓，約為，VT1的基極經(jīng)R1、R2、VD3分壓，約為，故VT1截止，繼電器J1無電流。當轉(zhuǎn)向開關(guān)接通時，流過R4的電流中一部分經(jīng)由R3、VD2、開關(guān)S、轉(zhuǎn)向燈形成回路。相當于把R3、R5并聯(lián)，從而VT1發(fā)射極電位下降至左右。VT1導通，VT2、VT3導通，繼電器動作，觸點K閉合，轉(zhuǎn)向燈亮。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)實例3：K閉合，則VD2反向截止。VT1發(fā)射極恢復(fù)高電位。但是，此時C1、C2、C3對突變的電壓相當于短路，所以它們的右端得到電源電壓，故VD3反向偏置截止，R1的電流全部通過VT1的基極，VT1導通。當電容經(jīng)過R2放電導致右端電位下降到一定值時，VD3導通，VT1截止。以上過程反復(fù)，使信號燈閃爍。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)實例4：圖5-20西門子全電子閃光器電路圖開關(guān)S未接通時，整個電路不工作。S閉合時，電容C2充電電流，使VT2導通，充電回路：電源正極→VT2的發(fā)射極、基極→VD1→C2→R5→R9→R8→VD2→S→轉(zhuǎn)向燈→電源負極。由此，VT2導通，VT4、VT3導通，燈亮。VT5截止。C2充電結(jié)束，VT2基極電位提高，截止。VT4、VT3截止，燈滅。VT5導通。電容C2經(jīng)R4放電，放電到一定程度，電位下降，VT2導通，VT4、VT3導通，燈亮。以上過程反復(fù)，使信號燈閃爍。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)5.4信號燈的監(jiān)控電路5.4.1制動信號燈監(jiān)視電路

踩下制動踏板時，電源經(jīng)保險絲，線圈L2到制動信號燈形成回路，制動燈亮。但L2產(chǎn)生的磁場不足以使干簧管繼電器觸點閉合。在點火開關(guān)接通的情況下，經(jīng)電阻R、L1線圈，形成回路。在L1、L2的共同作用下，繼電器觸點閉合，制動指示燈亮，表示制動燈工作正常。當制動燈損壞時，流過L2的電流減少，繼電器觸點不閉合，指示燈不亮，表示制動燈有故障。第5章汽車照明與信號系統(tǒng)5.4.3報警燈電路圖5-24作危險報警器時的電路1—報警閃光器2—報警開關(guān)3—點火開關(guān)第5章汽車照明與信號系統(tǒng)5.5音響信號1、筒形、螺旋形電喇叭圖