扩散器

上帝说要有光,于是我们向黑夜进发

发布时间:2022/9/10 20:45:14   

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在希腊神话故事中,人类一直生活在潮湿、阴冷的环境里。当众神们在奥林匹斯山脉的宫殿里狂欢时,凡人们则在这黑暗的大陆上不断祷告,祈求神可以赐予他们光明。直到人神普罗米修斯看到世间如此疾苦,便违反了天神宙斯的旨意,盗取火种带给人类,人类因此有了火。而普罗米修斯却因此受到宙斯的惩罚,被锁在高加索山上,受到秃鹰啄食心肝的无尽折磨。

火使人类形成群居和推广熟食生活。特别是人工取火的出现,使人类随时都可以吃到熟食,减少疾病,促进大脑的发育和体质的进化。而熟食的推广,还使人们进入了农耕时代,利用火烤制谷类食物扩大了食物的来源和种类,使人类不再需要担心食物的短缺,人类的寿命与人口都得到了增长,彻底告别了饮毛茹血的时代。

当火还未作为烤制肉食时,它的作用是用于照明。远古自然界的黑暗是最可怕的,原始人在电闪雷击引起森林起火后无意间保留下了火种,它在夜晚战胜了寒冷防止了野兽的侵袭同时带来了光明给漫漫黑夜带来了希望的火苗,也让人们第一次了解了光是多么的重要。

汽车在年的历史中经历了无数次变革。所有发展中最引人入胜的方面之一就是汽车照明的创新,它与照明技术本身一起发展。尽管对汽车工业有不断的前瞻性影响,但很多人认为汽车照明的黄金时代已经过去了。

年晚期

第一辆汽车的原型根本没有大灯-因为它们仅在白天行驶。当第一批汽车出现时,他们使用了最原始的灯-煤油,石油和乙炔为燃料(自年起)。后者的使用非常费时:打开前照灯,必须打开乙炔供应阀,然后打开前照灯本身的玻璃盖,最后用火柴点燃手电筒。同时,乙炔在一个单独的罐中在移动过程中产生,分为两个部分,在行进之前必须填充电石并倒水。年,煤油灯生产公司WestflischeMetall-IndustrieAktien-Gesellschaft(WMI)创始人SallyWindmüller提出了煤油灯的新操作原理。在原有的基础上添加反光镜和镜片确定了光线的方向,光源开始向前方而不是周围发光。这就是透镜的早期雏形,同时WMI公司就是如今大名鼎鼎的汽车行业照明产业大亨——海拉。

创始人SallyWindmüller

年代

年西方世界发起了第二次工业革命,人们开始将电灯泡放入汽车。抛光的反射镜放在其一侧,而透镜放在另一侧。凯迪拉克Model30和传奇的劳斯莱斯SilverGhost是率先采用标准包装的电动大灯之一。白炽灯本身是在19世纪发明的,但汽车需要直流发电机。因此,在年代中期,白炽灯只出现在高档汽车上,而在年代才开始大规模安装。

劳斯莱斯SilverGhost

年代

具有前照灯/行车灯的前大灯仅在年代问世。在此之前,由于装配时的巨大公差,在光方向上进行的所有调整根本就没有意义。第一批光束调节器开始生产,有不同类型:杠杆,电缆,液压。一些制造商将变阻器手柄放在前面板上。驾驶员可以随之调节灯的亮度。年,博世推出了两灯丝灯也就是H4灯泡,不需要变阻器即可调节亮度。

年代

在年代中期,法国公司Cibie提出了一个革命性的解决方案,直到今天仍在使用。这个想法是创造一个不对称的光束,就是驾驶座位的大灯比乘客座位大灯更亮。自年以来,这种光分布已被纳入所有针对量产汽车的欧洲技术法规中。

年代

年,海拉推出了第一款汽车卤素灯。与前几代灯泡相比,其发光效率提高了一半半,使用寿命立即增加了一倍,热量散发减少了,灯泡本身也变得更加紧凑。卤素灯仍然是汽车照明领域中用的最多的。此外,在年,汽车前照灯也变成了矩形,因为漫射器不是透镜,而是聚碳酸酯。它可以是任何形状。为了提高汽车的热力学性能,简化了车身的空气形状-任何形状的车头灯(不仅是圆形的)都更容易融入汽车设计中。

年代

自年以来,汽车制造商开始用卤素灯泡大量替换前照灯。得益于现代的密封剂和组装技术,反射器不会由于内部水分进入而受到腐蚀。耐热石英灯泡可以使灯丝保持极高的温度,从而使光的颜色组成更接近自然日光。较高的温度还意味着卤素灯每单位吸收的能量具有较高的光效率。卤素灯在K的温度下发光(自然阳光的色温约为K)。

另一方面,钨丝由于温度升高而更快地蒸发,并且为了承受这种情况,卤素灯泡不仅充满惰性气体,还充满碘或溴等卤素气体。在高温下,升华的钨丝与卤素进行化学作用,冷却后的钨会重新凝固在钨丝上,形成平衡的循环,避免钨丝过早断裂。因此卤素灯泡比白炽灯更长寿。

年代

年,欧宝(Opel)首次在量产的汽车(欧米茄型号)上使用了塑料聚碳酸酯透镜。这改善了前照灯的透光率,并从根本上减少了总重量:几乎减少了一公斤。

21世纪

年,宝马的天使眼首次出现,成为当年BMW5系的特色。天使眼由发光的环组成,无论白天或黑夜,该环在车辆运行时都会点亮。尽管最初是宝马的专有标志,但自首次亮相后多年来其他汽车制造商也模仿了这种设计方案。

现代部分汽车配备了HID灯(氙气灯),专家称会逐渐被LED取代。由于LED具有明显的优势(重量轻,抗振动,使用寿命长,能耗极低),LED可能很快就会在汽车市场上取代HID系统。

现代大灯的设计

目前汽车照明工业里亮度最大射程最远的依然是氙气大灯(HID),HID灯根本没有灯丝,,而是在石英灯管内填充高压惰性气体—氙气,取代传统的灯丝,在两段电极上有水银和碳素化合物,透过安定器以伏高压电流刺激氙气发光,在两极间形成完美的白色电弧,发出的光接近非常完美完美的太阳光。

但是,灯泡点亮,预热并开始产生全功率需要几秒钟的时间。因此,在某些汽车中,HID灯用于近光灯,而普通卤素灯则用于远光灯。另一种选择是通过调节挡板来实现远近光灯模式。

氙气灯的主要优点是拥有比卤素灯更高流明的强光,亮度提升%,拥有超长及超广角的宽广视野

氙气短弧

新技术的突破

像19世纪一样,首款采用LED光学元件的量产车是豪华车型。年,宝马3系敞篷车采用了LED刹车灯,在年代初,LED日间行车灯出现在奥迪A8W12上。在年的雷克萨斯LSh上,前大灯组在世界上首次成为全LED。与普通的前照灯相比,LED的显著特征是效率,可靠性,亮度,耐用性,紧凑性,对冲击和振动的不敏感性。

但直到现在LED大灯并没有下放至中端车市场,在于LED标准光组并没有统一的标准,因此,汽车制造商必须为每种车型生产设计,而这种成本并不便宜。LED大灯本身也很昂贵。

LED已在停车灯和刹车灯上使用了相当长的时间。这项创新使设计师不受束缚,使他们能够创作任何风格的灯光。LED大灯的设计简单:不需要附加的灯座,因此安装和维护更容易。它们消耗的能量大大减少,从而减轻了车载系统的负担。此外,LED的发光速度更比白炽灯快到毫秒。

但是,LED前照灯的设计方案仍然与年代相同。到目前为止,前灯由车体,反射镜,扩散器和灯组成–光源:

如今在奥迪和宝马的概念车上,已经使用了激光头灯。奥迪只会为高端车型配备激光光学系统,但没有透露具体日期。宝马已经提供激光大灯作为i8运动混合动力车的选装件。激光二极管的射程为米。激光头灯的一个显著缺点是其成本,它们是目前最昂贵的头灯,至少一万欧元。这个价格可以购买一辆新的廉价汽车。

LED大灯设计中引入了LCD显示屏,为汽车照明技术的发展开辟了新的方向。



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