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在希臘神話故事中,人類一直生活在潮溼、陰冷的環境裡。當眾神們在奧林匹斯山脈的宮殿裡狂歡時,凡人們則在這黑暗的大陸上不斷禱告,祈求神可以賜予他們光明。直到人神普羅米修斯看到世間如此疾苦,便違反了天神宙斯的旨意,盜取火種帶給人類,人類因此有了火。而普羅米修斯卻因此受到宙斯的懲罰,被鎖在高加索山上,受到禿鷹啄食心肝的無盡折磨。
火使人類形成群居和推廣熟食生活。特別是人工取火的出現,使人類隨時都可以吃到熟食,減少疾病,促進大腦的發育和體質的進化。而熟食的推廣,還使人們進入了農耕時代,利用火烤制穀類食物擴大了食物的來源和種類,使人類不再需要擔心食物的短缺,人類的壽命與人口都得到了增長,徹底告別了飲毛茹血的時代。
當火還未作為烤制肉食時,它的作用是用於照明。遠古自然界的黑暗是最可怕的,原始人在電閃雷擊引起森林起火後無意間保留下了火種,它在夜晚戰勝了寒冷防止了野獸的侵襲同時帶來了光明給漫漫黑夜帶來了希望的火苗,也讓人們第一次了解了光是多麼的重要。
汽車在130年的歷史中經歷了無數次變革。所有發展中最引人入勝的方面之一就是汽車照明的創新,它與照明技術本身一起發展。儘管對汽車工業有不斷的前瞻性影響,但很多人認為汽車照明的黃金時代已經過去了。
1800年晚期
第一輛汽車的原型根本沒有大燈-因為它們僅在白天行駛。當第一批汽車出現時,他們使用了最原始的燈-煤油,石油和乙炔為燃料(自1896年起)。後者的使用非常費時:打開前照燈,必須打開乙炔供應閥,然後打開前照燈本身的玻璃蓋,最後用火柴點燃手電筒。同時,乙炔在一個單獨的罐中在移動過程中產生,分為兩個部分,在行進之前必須填充電石並倒水。1908年,煤油燈生產公司WestflischeMetall-Industrie Aktien-Gesellschaft(WMI)創始人SallyWindmüller提出了煤油燈的新操作原理。在原有的基礎上添加反光鏡和鏡片確定了光線的方向,光源開始向前方而不是周圍發光。這就是透鏡的早期雛形,同時WMI公司就是如今大名鼎鼎的汽車行業照明產業大亨——海拉。
1910年代
1912年西方世界發起了第二次工業革命,人們開始將電燈泡放入汽車。拋光的反射鏡放在其一側,而透鏡放在另一側。凱迪拉克Model 30和傳奇的勞斯萊斯Silver Ghost是率先採用標準包裝的電動大燈之一。白熾燈本身是在19世紀發明的,但汽車需要直流發電機。因此,在1910年代中期,白熾燈只出現在高檔汽車上,而在1920年代才開始大規模安裝。
1920年代
具有前照燈/行車燈的前大燈僅在1920年代問世。在此之前,由於裝配時的巨大公差,在光方向上進行的所有調整根本就沒有意義。第一批光束調節器開始生產,有不同類型:槓桿,電纜,液壓。一些製造商將變阻器手柄放在前面板上。駕駛員可以隨之調節燈的亮度。1919年,博世推出了兩燈絲燈也就是H4燈泡,不需要變阻器即可調節亮度。
1950年代
在1950年代中期,法國公司Cibie提出了一個革命性的解決方案,直到今天仍在使用。這個想法是創造一個不對稱的光束,就是駕駛座位的大燈比乘客座位大燈更亮。自1957年以來,這種光分布已被納入所有針對量產汽車的歐洲技術法規中。
1960年代
1962年,海拉推出了第一款汽車滷素燈。與前幾代燈泡相比,其發光效率提高了一半半,使用壽命立即增加了一倍,熱量散發減少了,燈泡本身也變得更加緊湊。滷素燈仍然是汽車照明領域中用的最多的。此外,在1961年,汽車前照燈也變成了矩形,因為漫射器不是透鏡,而是聚碳酸酯。它可以是任何形狀。為了提高汽車的熱力學性能,簡化了車身的空氣形狀-任何形狀的車頭燈(不僅是圓形的)都更容易融入汽車設計中。
1970年代
自1973年以來,汽車製造商開始用滷素燈泡大量替換前照燈。得益於現代的密封劑和組裝技術,反射器不會由於內部水分進入而受到腐蝕。耐熱石英燈泡可以使燈絲保持極高的溫度,從而使光的顏色組成更接近自然日光。較高的溫度還意味著滷素燈每單位吸收的能量具有較高的光效率。滷素燈在3400 K的溫度下發光(自然陽光的色溫約為6000 K)。
另一方面,鎢絲由於溫度升高而更快地蒸發,並且為了承受這種情況,滷素燈泡不僅充滿惰性氣體,還充滿碘或溴等滷素氣體。在高溫下,升華的鎢絲與滷素進行化學作用,冷卻後的鎢會重新凝固在鎢絲上,形成平衡的循環,避免鎢絲過早斷裂。因此滷素燈泡比白熾燈更長壽。
1990年代
1993年,歐寶(Opel)首次在量產的汽車(歐米茄型號)上使用了塑料聚碳酸酯透鏡。這改善了前照燈的透光率,並從根本上減少了總重量:幾乎減少了一公斤。
21世紀
2001年,寶馬的天使眼首次出現,成為當年BMW 5系的特色。天使眼由發光的環組成,無論白天或黑夜,該環在車輛運行時都會點亮。儘管最初是寶馬的專有標誌,但自首次亮相後多年來其他汽車製造商也模仿了這種設計方案。
現代部分汽車配備了HID燈(氙氣燈),專家稱會逐漸被LED取代。由於LED具有明顯的優勢(重量輕,抗振動,使用壽命長,能耗極低),LED可能很快就會在汽車市場上取代HID系統。
現代大燈的設計
目前汽車照明工業裡亮度最大射程最遠的依然是氙氣大燈(HID),HID燈根本沒有燈絲,,而是在石英燈管內填充高壓惰性氣體—氙氣,取代傳統的燈絲,在兩段電極上有水銀和碳素化合物,透過安定器以 23000 伏高壓電流刺激氙氣發光,在兩極間形成完美的白色電弧,發出的光接近非常完美完美的太陽光。
但是,燈泡點亮,預熱並開始產生全功率需要幾秒鐘的時間。因此,在某些汽車中,HID燈用於近光燈,而普通滷素燈則用於遠光燈。另一種選擇是通過調節擋板來實現遠近光燈模式。
氙氣燈的主要優點是擁有比滷素燈更高流明的強光,亮度提升300%,擁有超長及超廣角的寬廣視野
新技術的突破
像19世紀一樣,首款採用LED光學元件的量產車是豪華車型。1992年,寶馬3系敞篷車採用了LED剎車燈,在2000年代初,LED日間行車燈出現在奧迪A8 W12上。在2008年的雷克薩斯LS 600h上,前大燈組在世界上首次成為全LED。與普通的前照燈相比,LED的顯著特徵是效率,可靠性,亮度,耐用性,緊湊性,對衝擊和振動的不敏感性。
但直到現在LED大燈並沒有下放至中端車市場,在於LED標準光組並沒有統一的標準,因此,汽車製造商必須為每種車型生產設計,而這種成本並不便宜。LED大燈本身也很昂貴。
LED已在停車燈和剎車燈上使用了相當長的時間。這項創新使設計師不受束縛,使他們能夠創作任何風格的燈光。LED大燈的設計簡單:不需要附加的燈座,因此安裝和維護更容易。它們消耗的能量大大減少,從而減輕了車載系統的負擔。此外,LED的發光速度更比白熾燈快400到500毫秒。
但是,LED前照燈的設計方案仍然與1920年代相同。到目前為止,前燈由車體,反射鏡,擴散器和燈組成–光源:
如今在奧迪和寶馬的概念車上,已經使用了雷射頭燈。奧迪只會為高端車型配備雷射光學系統,但沒有透露具體日期。寶馬已經提供雷射大燈作為i8運動混合動力車的選裝件。雷射二極體的射程為500米。雷射頭燈的一個顯著缺點是其成本,它們是目前最昂貴的頭燈,至少一萬歐元。這個價格可以購買一輛新的廉價汽車。
LED大燈設計中引入了LCD顯示屏,為汽車照明技術的發展開闢了新的方向。