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卤素灯、氙气大灯、LED灯和激光灯优点以及缺点解读

字号+ 来源:网易汽车 2016-01-08 09:55 我要评论( )

       作为汽车安全系统的重要电子组成部分,如果细细的说来,其中的历史和技术还是非常之多的。很多车主其实对于自己汽车的大灯配置并不是很清楚,今天我们就化繁为简,将视线专注于实际生活中三个最主要的汽车前大灯配置:卤素灯,氙气灯,LED灯。本文也不打算详尽的和大家介绍车灯进化或者发展的历史,我们今天主要来看一下,他们具体都有什么优缺点。
       从乙烯块到激光灯
       我们都知道,1879年爱迪生发明了碳丝白炽灯,但是在19世纪90年代前后,乙烯块是汽车车灯的标配。相比于早期的白炽灯,其质量和照明效果要更好。随着电气工业的逐渐发展,汽车电力系统的提升极大程度上提高了汽车的照明系统。19世纪50年代,卤素灯被发明出来,逐渐取代了乙烯块和发光效率小的可怜的钨丝灯。而卤素灯也成为了迄今为止使用范围最广,最主流的汽车大灯,目前很多车型上依旧采用卤素灯作为主要的照明设备。
       氙气灯是更为高级的汽车大灯。1995年欧洲法规批准使用这种灯起,氙气灯就被用于高档车型上,氙气大灯第一次应用是在 1991 年出现在宝马7系上。到目前为止,氙气灯已经成为了除卤素灯之外主流的车灯配置。
      相比较卤素车灯,氙气车灯虽然造价更高但优点也更加明显,它的亮度更高,照射时间长,稳定性好,并且更加节约耗电。但随着发展,氙气灯也已经不再是高端车的专属了,制作成本的降低让更多的车主选择改装氙气车灯,也让氙气车灯成为现在除卤素车灯外的主流车灯。
       随着科学技术的发展,汽车行业也经历了技术的巨大进步。其中就包括LED技术,继氙气灯之后,LED车灯给汽车带来的是新的豪华外观与更低的能量损耗。LED大灯采用发光二极管,这种光线发射器不仅消耗的能量非常少,更是可以密集排布造型,同时提供良好的照明效果。其优缺点我们下文也会说到,不知道LED技术在未来会不会让灯泡在汽车中彻底消失。
       激光大灯则是近些年来新科技的产物。继LED大灯之后,激光大灯被称为“合理的下一步”,它更加节能,更加省油。但是这种激光并不是我们传统概念中那种炫的耀眼或者切金断玉的激光,而是一种由激光发光二极管产生的蓝光灯。我们平时所使用的投影设备就是采用激光照明。目前,激光大灯是在LED灯之上进一步的延伸,但虽然激光技术已经算是比较成熟,但是在装在汽车大灯上仍有很多需要克服的障碍。
 
       卤素灯
       正如我们刚才所说,卤素大灯是目前算是最广泛使用的。这主要是由于两个因素。第一,其主要优点是他们有一个很长的寿命。正常情况下,一个卤素灯泡有大约有持续几千小时的寿命。卤素灯的第二个好处是他们是相对简单的工艺和较低的生产费用,从而更换费用相对很低。尽管卤素灯仍然是最常用的前大灯,但制造商也早已开始转向其他的技术,比如氙气,LED灯,原因是卤素灯泡效率比起它的“同行”低了不少。


       卤素灯是白炽灯的一个变种,其基本发光原理和白炽灯相同,都是热辐射光源。不同的地方在于卤素灯的玻璃外壳中充有一些卤族元素气体(通常是碘或溴),当灯丝从汽车中接受到电流后,温度可以达到2500摄氏度。光就是从这种白炽化的过程中发出来的。由于卤族气体与钨发生卤化的循环反应,使得灯丝可以在更高的温度下工作,寿命也得到加长,相比于普通白炽灯,有更好的亮度,和更高的发光效率。
       但是,卤素灯发光效率并不是很高。为了生成明亮的灯光,卤素灯泡也产生大量的热,能量的浪费很高。而且其光源并不汇聚,也就是说光不能很容易的集中。
       卤素灯所发出的色温比较低,亮度也没有氙气灯,led灯那么高,光线颜色偏暖黄。我们在路上开车,看到的发黄色的灯光,基本上都是卤素灯。
       卤素灯可以说是最基础的照明设备,光线亮度相对较低,照射距离也没有其他高级大灯那么远,但是其在日常生活总也可以满足基本的照片需求,并没有特别大的短板。并且由于技术成熟和造价低廉,目前仍然是最主流的大灯类型。
       氙气灯
       氙气灯(High intensity Discharge) 是指内部充满包括氙气在内的惰性气体混合体,没有卤素灯所具有的灯丝的高压气体放电灯,简称HID氙气灯,也可称为重金属灯或氙气灯,其发光原理是通过启动器和电子镇流器,将电压提高至23000V以上电击氙气从而导致氙气在两个电极之间形成电弧并发光。氙气灯的技术和复杂程度要高于卤素灯很多,作为使用者,其实我们也没有必要把技术了解的特别透彻。所以这里编辑也不会详细的解释氙气灯的原理或者整个系统是如何工作的。我们需要了解的是,在生活中,其优点和缺点是什么。
       氙气大灯第一次出现是在1991年的宝马7系列,1995年欧洲法规批准使用这种灯起,氙气灯就被用于高档车型。由于其造价要比卤素灯高,最开始只是应用于高级汽车之上,但随着技术和材料发展,制作成本的降低,氙气灯逐渐走进了大众车型。
       氙气灯自从被发明出来就被定义为:在卤素灯基础上更高效的解决方案,主要是因为其光的色温较高和它们产生的亮度更大。氙气大灯只需要较少的电量消耗就可以得到比传统卤素灯泡更好的灯光效果,而且灯泡的寿命更长。比如一只35W的氙气灯,能发出的55W卤素灯3倍多的光,大大提高了发光效率。另外,其寿命也是卤素灯泡的两倍,一般持续寿命大约在2000小时以上。
       我们其实可以很轻易通过肉眼发现氙气大灯不仅有很酷的白色光芒,通常伴随着独特的蓝色色调。因为它包含一种少量的金属氙气,不仅可以防止灯光闪烁,而且还能确保提供足够的光亮,来达到最大亮度。
       当然,相比于卤素灯,不论是成本还维修费用都较高,由于其有时眩光较大,某种程度上分散了迎面车辆的注意力,提高其危险指数。一些氙气大灯可能对我们的健康有着不良影响,因为某些类型的氙气等可能含有有毒物质,如金属汞,很多国家已做出禁止使用的此类物质的特殊规定。
       另外,不得不说的是,氙气灯发光需要内部的气体达到一定的温度,这就造成了其有一定的延迟性。在发光后色温较高,氙气灯的灯光穿透性并不好,对于复杂的环境的适应性没有卤素灯那么稳健。
       但是总而言之,氙气灯比卤素等的综合表现还是强上不少的,目前很多中高端车型的都采用了氙气大灯,至于为什么没有普及到经济型的轿车上,想必也是由于其高昂的价格吧。
       LED大灯
       随着科学技术的发展,汽车行业也经历了技术的巨大进步。其中就包括LED技术,继氙气灯之后,汽车制造商开始寻找新的更好车辆大灯照明解决方案。目前为止,提起LED车灯,恐怕很多人想到的更多是那些豪华漂亮的日间行车灯。虽然LED在汽车内的应用要比氙气灯还要早,而用作前照大灯却是近些年的事情。汽车厂商显然不会放弃这么一种优秀的光源,但是LED技术作为汽车前照灯却因为种种原因受到了不小的限制。
       LED的发光原理和氙气灯有很大的区别。LED是一种固体半导体组件。在这些半导体材料通电时,只有一部分电能会通过半导体材料流通,多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。LED的亮度和电压的大小没有直接的关系,车载12V低压电完全可以驱动LED发光。当加载到LED的电压一定时,通过LED的电流越大,LED越明亮。
       目前,单个LED光源的亮度仍然不及氙气灯。在多数汽车的灯组里,LED只是氙气灯的配角。即便是高亮度LED也需要多个一组才可以释放出匹敌氙气灯的亮度。而这一组高亮度LED的成本和发热量远高于氙气灯。这也是LED不能再汽车大灯上普及的主要原因,成本和自热太高。
       但毫无疑问的是,LED照明将成为未来汽车的重要发展方向之一,因为除了其成本和技术难题之外,LED的诸多优点也是汽车厂商偏爱的原因:可靠性强、使用寿命长、每瓦流明高等优点;它结构坚固简单,不易受震动影响,相同电能可产生更多的光输出;另外其响应速度快,没有氙气灯那样发光延迟,能有效减少事故几率。
       目前已经有不少的高端车型已经配备了LED灯组大灯,比如奥迪R8 V10车型,全新奔驰S级。虽然受制于成本价格和技术方面的限制,但是相信LED大灯的前景还是非常之好的。
       激光大灯
       近些年来,激光技术作为科技新宠逐渐被应用在汽车行业。继LED大灯之后,激光大灯被称为“合理的下一步”,但是这种激光并不是我们传统概念中那种炫的耀眼或者切金断玉的激光,而是一种由激光发光二极管产生的蓝光平行光,相比于LED灯光,可控性和强度要更大。
       激光大灯除了具有LED灯组的高效率、寿命长,稳定性好,响应速度快等等优点之外,最主要的是激光大灯的光源,也就是激光发光二极管的体积可以远远小于LED灯,这就让设计师有了更大的发挥空间,车灯并不受制于传统的形状,所以,激光大灯往往在概念车上提出。目前目前发布激光大灯战略的厂家有奥迪和宝马,激光大灯在宝马的i8上已经开始量产。
       激光大灯作为最先进的汽车照明技术,最大的缺点,也是未来其发展最大的困难就是成本太高,比LED灯组要高出不少。
       小结:其实我们可以看到,汽车大灯的发展相比于汽车本身技术的更替来说,算不上快的。上文介绍的卤素灯,氙气灯,LED目前都有在较大范围的应用。本文的主旨也就是希望通过介绍不同种类大灯的优缺点,让车主对于大灯有一个概括性的了解。

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