第5章汽車照明與信號系統(tǒng)

1、 汽車燈具的兩大類：照明燈、標(biāo)識燈 1、照明燈：前照燈、霧燈、頂燈、牌照燈 l(1)前照燈前照燈：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。 l(2)霧燈霧燈：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。 l裝于汽車前部比前照燈稍低的位置， 用于雨霧天氣行車時(shí)照明道路。 l光色為黃色或橙色(黃色光波較長， 透霧性能好)。 l(3)頂燈頂燈：裝在車廂或駕駛室內(nèi)頂部， 作為內(nèi)部照明之用。 l(4)牌照燈牌照燈：用來照亮汽車牌照。 汽車燈具的兩大類：照明燈、標(biāo)識燈 2、標(biāo)識燈：示廓燈、尾燈、制動(dòng)燈、轉(zhuǎn)向燈、 倒車燈 (1)示寬燈示寬燈：(俗稱前

2、小燈)裝在汽車前部兩側(cè)的邊 緣，在汽車夜間行駛時(shí)，標(biāo)示汽車 的寬度。 (2)尾燈尾燈：裝在汽車的尾部，夜間行駛時(shí)，用來警 示后面的車輛，以便保持一定的距 離。 (3)制動(dòng)燈制動(dòng)燈：每當(dāng)踏下制動(dòng)踏板時(shí)，便發(fā)出較強(qiáng)的 紅光，以示制動(dòng)。 (4)轉(zhuǎn)向信號燈轉(zhuǎn)向信號燈：汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，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。 汽車燈具汽車燈具 動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示 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(biāo)

3、準(zhǔn)，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(dá)到200250m。 (2).應(yīng)具有防止眩目的裝置，確保夜間兩車迎面相 遇時(shí)，不使對方駕駛員因產(chǎn)生眩目而造成事故。 2、前照燈的結(jié)構(gòu) 包括燈泡、配光鏡、反射鏡。 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?dú)?。充入燈泡的惰性氣體可以在燈絲受熱時(shí)膨脹， 增

4、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。 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(diǎn)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(kuò)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(kuò)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(jī)

5、械強(qiáng)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。 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(jìn)行折射，使車前路面和路線都有 良好而均勻的照明。 由于前照燈燈泡燈絲發(fā)出的光度有限，功率僅 4560W。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(dá)到150m或更遠(yuǎn)。因此，反射鏡的作用 就是將燈泡的光線聚合并導(dǎo)向前方。 前照燈按反射鏡的結(jié)構(gòu)形式

6、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(qiáng)，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(diǎn)是更換成本高。 3、前照燈的防眩目 為了防眩，普遍采用雙燈絲燈泡 遠(yuǎn)光：放在反射鏡的焦點(diǎn)上 近光：放在反射鏡焦點(diǎn)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(yuǎn)光燈絲在焦點(diǎn)上，近光燈絲在 焦點(diǎn)上方 圖5-4常用雙絲燈 (a)遠(yuǎn)光燈(b)近光燈 (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(yuǎn)光燈絲 遠(yuǎn)光燈絲位

7、于反射鏡的 焦點(diǎn)處，近光燈絲位于 焦點(diǎn)前方且稍高出光學(xué) 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。 (3)、非對稱配光屏雙絲燈 配光屏安裝時(shí)偏轉(zhuǎn)一定的角度，使近光的光形分布不對配光屏安裝時(shí)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。了汽車行駛的安全。 圖5

8、-6非對稱近光配光圖(尺寸：cm：測定距離25m) 4、安全式前照燈 在夜間行車時(shí)，若一個(gè)前照燈的燈絲壞了，只有 另一個(gè)前照燈亮?xí)r，駕駛員就不能準(zhǔn)確地看清 在 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(gè)高阻值 的備用燈絲，正常情況下由于電阻較大，不發(fā)光， 當(dāng)主燈絲燒斷后起作用。 5、前照燈的保護(hù)電路 圖5-7電路工作原理圖 (a)EQF-140前照燈保護(hù)電路圖 1電源總開關(guān)(K1)2電流表3遠(yuǎn)光開關(guān)(K3) 4近光燈開關(guān)(K4)5發(fā)電機(jī)6左前照燈 7右前照燈8保險(xiǎn)絲9繼電路 10常閉觸點(diǎn)11常開觸點(diǎn) 型汽車采用燈光繼 電器，保證前照燈遠(yuǎn)光在發(fā)電機(jī)短路狀 態(tài)下，也

9、能正常工作，從而提高了前照 燈工作的可靠性。，為前照 燈 的 遠(yuǎn) 光 和 近 光 燈 開關(guān)，為電源 總開關(guān)。其工作原理如下： ）發(fā)電機(jī)正常工作狀態(tài)由發(fā)電 機(jī)供電時(shí)，若 ，斷開，前照燈 遠(yuǎn)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(diǎn)不動(dòng)作，保持閉合狀態(tài)， 常開觸點(diǎn)保持常開狀態(tài)。 若閉合K3，則接通遠(yuǎn)光燈：發(fā)電 機(jī)正極K3觸點(diǎn)10遠(yuǎn)光燈絲發(fā) 電機(jī)負(fù)極。 若閉合K4，則前照燈近光燈絲工 作。 5、前照燈的保護(hù)電路 圖5-7電路工作原理圖 (a)EQF-140前照燈保護(hù)電路圖 1電源總開關(guān)(K1)2電流表3遠(yuǎn)光開關(guān)(K3) 4近光燈開關(guān)(K4)5發(fā)電機(jī)6左前照燈 7右

10、前照燈8保險(xiǎn)絲9繼電路 10常閉觸點(diǎn)11常開觸點(diǎn) ）當(dāng)發(fā)電機(jī)短路狀態(tài)時(shí) 發(fā)電機(jī)短路時(shí)， 熔斷絲 快速熔斷，此時(shí)蓄電池供電。供電 電路為：蓄電池正極線圈發(fā)電 機(jī)短路蓄電池負(fù)極。由于繼電器 線圈通電，常閉觸點(diǎn)斷開，常 開觸點(diǎn)閉合。此時(shí)前照燈供電 電路為：蓄電池正極觸點(diǎn) 遠(yuǎn)光燈絲蓄電池負(fù)極，前照燈遠(yuǎn) 光燈絲工作。此外，由于繼電器觸 點(diǎn)斷開，從而保證了前照燈遠(yuǎn) 光燈絲不被短路，對線路起到保護(hù) 作用。 6、前照燈的控制電路 （1）前大燈關(guān)閉延時(shí)控制電路 6、前照燈的控制電路 （2）提醒關(guān)燈電路 有時(shí)白天行車時(shí)，在細(xì)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

11、洞而打開前照燈等。圖示為 提醒關(guān)燈裝置電路圖。它在點(diǎn) 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（或），使 產(chǎn)生基極電流而導(dǎo)通，蜂 鳴器發(fā)出聲音提醒駕駛員關(guān)燈； 當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)， 的基 極電位提高， 截止，蜂鳴 器不發(fā)出聲音。 （3）前照燈自動(dòng)減光電路 繼電器K的常閉觸點(diǎn)與遠(yuǎn)光燈絲相接，常開觸點(diǎn)與近光燈絲相接 光敏電阻PC，其電阻值反比于光的強(qiáng)度。在黑暗中，PC具 有高阻值，一旦被照明，其電阻值便迅速下降，和R7、1， 2，3以及VT6、R11一起，組成了分壓器。 將變光開關(guān)處于遠(yuǎn)光位置，如果迎面無來車，PC1呈高阻態(tài)，a 點(diǎn)電位低，VT1截止，VT2截止，VT3導(dǎo)通，

12、VT4截止，VT5截止。 繼電器K線圈無電流流過，常閉觸點(diǎn)接通遠(yuǎn)光燈。 如果對面有來車，燈光照射使PC1阻值下降，使a點(diǎn)電位升高， VT1導(dǎo)通，VT2導(dǎo)通，VT3截止，VT4導(dǎo)通，VT5導(dǎo)通。繼電器K線圈 得電，常開觸點(diǎn)閉合。 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(shí)VT6處于截止?fàn)顟B(tài)，從而使R3從并聯(lián)回路中被隔除，從 而使a點(diǎn)處于高電位，從而VT1保持導(dǎo)通，VT5保持導(dǎo)通，從而保持 近光燈。 當(dāng)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(diǎn)閉合，恢復(fù)遠(yuǎn)光。 5.1.2 其他燈具 包括停車燈、尾燈、示廓燈、

13、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(dòng)信號燈、轉(zhuǎn)向信號燈、倒車信號燈、報(bào)警信號燈。 當(dāng)汽車要轉(zhuǎn)彎時(shí)，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(xiǎn)報(bào)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(xiǎn) 報(bào)警閃光器，應(yīng)用日益廣泛（重點(diǎn)掌握）

14、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(diǎn)4動(dòng)觸點(diǎn) 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(shí)，活動(dòng) 觸點(diǎn)在鎳鉻絲的拉緊 下，與固定觸點(diǎn)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(dòng)觸點(diǎn) 臂鎳鉻絲附加電阻 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(fù)極，形成 回路。 圖5-14具有監(jiān)視裝置的旁熱翼片式閃光器 1主觸點(diǎn)2鐵心3副觸點(diǎn)臂4副觸點(diǎn)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 5.3.3電容式

15、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（）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（）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。 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(diǎn)K1，經(jīng)過L2向電容C充電。 當(dāng)接通轉(zhuǎn)向開關(guān)S時(shí)，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(diǎn)K1打開，燈泡不亮。 觸點(diǎn)K1斷開，電容開始放電，L1、L2兩個(gè)線圈

16、的磁力使觸點(diǎn)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(shí)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(dāng)C接近充滿 電時(shí)，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)。 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(gè)階段，第一階段是采用電 子節(jié)拍定時(shí)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。 實(shí)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(shí)間，電

17、路自動(dòng)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(shí)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(dāng)開關(guān)S未 接通時(shí)，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。 實(shí)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(diǎn)電位低，VT1不導(dǎo)通，則VT2導(dǎo)通，繼電 器J得電，觸點(diǎn)閉合，同時(shí)向C1充電。 當(dāng)M點(diǎn)電位升高后，VT1導(dǎo)通，則VT2截止，繼電器J斷電，觸點(diǎn) 打開。電容C1經(jīng)R4、R3保持充電。 當(dāng)接通轉(zhuǎn)向開關(guān)S，信號 燈電流

18、流過R4，所以不足以 使信號燈亮。 同時(shí)C1通過R3和轉(zhuǎn)向燈 放電，M點(diǎn)電位下降，VT1 截止，VT2導(dǎo)通，觸點(diǎn)閉合， 信號燈亮，同時(shí)向C1充電。 M點(diǎn)電位提高后，VT1導(dǎo) 通，則VT2截止，繼電器J斷 電，觸點(diǎn)打開，信號燈滅。 電容C1又經(jīng)R3放電。 如此反復(fù)。 實(shí)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(diǎn)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(diǎn)電位。通過P、N兩點(diǎn)電位監(jiān)控指示燈。 通過合理搭配電路，在信號燈熄滅時(shí)，如果信號燈狀態(tài)良好， 則P點(diǎn)電位高于N點(diǎn)電位，VT3通，VT4通，監(jiān)視燈亮。 信號燈亮?xí)r，N點(diǎn)電位高于P點(diǎn)電位，VT

19、3、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(gè)轉(zhuǎn)向燈損壞， 則電阻增大，N點(diǎn)電位升高， 高于P點(diǎn)電位，使VT3、VT4 一直處于截止?fàn)顟B(tài)，表明轉(zhuǎn) 向燈有損壞。 實(shí)例3： C1、C2、C3、R2組成定時(shí)網(wǎng)絡(luò)。 當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)S未接通時(shí)，VT1的發(fā)射極經(jīng)R4、R5分壓，約為6.5V， VT1的基極經(jīng)R1、R2、VD3分壓，約為6.2V，故VT1截止，繼電器 J1無電流。 當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)接通時(shí)，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(dāng)于把R3、R5并聯(lián)，從而VT1發(fā)射極電位 下降至3.5V左右。VT1導(dǎo)通，VT2、VT3導(dǎo)通，繼電器動(dòng)作，觸點(diǎn)K

20、 閉合，轉(zhuǎn)向燈亮。 實(shí)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(shí) C1、C2、C3對突變的電壓相當(dāng)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(dǎo) 通。 當(dāng)電容經(jīng)過R2放電導(dǎo)致右端電位下降到一定值時(shí)，VD3導(dǎo)通， VT1截止。 以上過程反復(fù)，使信號燈閃爍。 實(shí)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(shí)，整個(gè)電路不工作。 S閉合時(shí)，電容C2充電電流，使VT2導(dǎo)通，充電回路：電源正極 VT2的發(fā)射極、基極VD1C2R5R9R8VD2S 轉(zhuǎn)向燈電源負(fù)極。由此，VT2導(dǎo)通，VT4、VT3導(dǎo)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(dǎo)通。電容C2經(jīng)R4放電，放電到一定程度，電位下降，VT2導(dǎo) 通，VT4、VT3導(dǎo)通，燈亮。以上過程反復(fù)，使信號燈閃爍。 5.4.1制動(dòng)信號燈監(jiān)視電路 踩下制動(dòng)踏板時(shí)，電源經(jīng)保 險(xiǎn)絲，線圈L2到制動(dòng)信號燈形成 回路，制動(dòng)燈亮。 但L2產(chǎn)生的磁場不足以使干 簧管繼電器觸點(diǎn)閉合。在點(diǎn)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