“父輩們”的車燈簡(jiǎn)史
[XCAR 用品 原創(chuàng)]
在查看汽車配置表時(shí)，你是否常去關(guān)注車輛燈光的具體配置？新車應(yīng)用了什么高新技術(shù)？我想，作為車身造型中的點(diǎn)睛之筆、保障行車安全的重要配置，車燈的重要性不言而喻。在日新月異的車燈技術(shù)中，我們不斷向前沿科技看齊，在燈組技術(shù)發(fā)展中涌現(xiàn)出很多讓人驚嘆的照明技術(shù)。今天，我們回過頭來，看看車燈在這130多年的演化中都發(fā)生了哪些翻天覆地的變化。
燃料照明時(shí)代（煤油燈、乙炔燈）：照亮前行的路
早在乙炔燈前，有人便在漆黑的道路前用煤油燈為汽車引路，將克魯平反光鏡安置在煤油燈后，使煤油燈成為世界上第一只聚光大燈，這便是車燈的最早雛形，但由于煤油燈的發(fā)光效率實(shí)在不可恭維，作用如示寬燈一般的它很快被乙炔燈所替代。
1879年發(fā)明家愛迪生發(fā)明的碳絲白熾燈
在燃料照明時(shí)代，乙炔燈的出現(xiàn)逐漸被一些汽車品牌所青睞，可能有人會(huì)質(zhì)疑，早在1879年白熾燈便已經(jīng)被發(fā)明為何乙炔燈會(huì)捷足先登應(yīng)用在汽車上呢？這是因?yàn)椋?dāng)時(shí)的真空白熾燈泡的燈絲是由碳絲做成的，太脆弱的燈絲禁不起路上的顛簸，所以無法應(yīng)用在車燈上。而乙炔燈又以高出一倍的亮度成為了當(dāng)時(shí)車燈的首選。
乙炔燈如何工作？
其實(shí)在車燈內(nèi)并沒有存儲(chǔ)乙炔氣體，而是利用氧化鈣和水進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生的，在行車的過程中，晃動(dòng)的車身剛好為乙炔的產(chǎn)生提供便利條件，但缺點(diǎn)在于，一旦你停下車來，反應(yīng)便沒有那么強(qiáng)烈，隨著乙炔產(chǎn)生的減少，車燈也就會(huì)逐漸變暗。在當(dāng)時(shí)即使燃燒充分的乙炔燈也只能發(fā)出7.2*10000cd/m的輪廓亮度，但如果想要照亮車前100米距離至少需要32*10000cd/m，但在19世紀(jì)末期拿乙炔燈作為前大燈也是無奈之選。
乙炔燈的致命傷
老爺車上常見的乙炔燈
由于乙炔與煤油同樣需要依靠燃燒發(fā)光，所以很容易被路上的雨水澆滅，在惡略天氣下行車簡(jiǎn)直成為了司機(jī)們的噩夢(mèng)。其次，乙炔燈的耐用度與剛剛面世的白熾燈相比強(qiáng)不到哪里，加之燃燒后的乙炔會(huì)產(chǎn)生大量堿石灰（Ca(OH)2），這種對(duì)蛋白質(zhì)有溶解效果的有害物質(zhì)落在皮膚上會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激性和腐蝕性，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致人休克、胃穿孔等不良反應(yīng)。由此乙炔燈的發(fā)展被嚴(yán)重缺陷所制約，汽車車燈的變革在所難免。
白熾燈時(shí)代（白熾燈、鹵素?zé)簦喊倌?ldquo;帝國”偉業(yè)
隨著電燈的發(fā)展，耐用度的提升，乙炔燈連同著它的缺點(diǎn)逐漸退出了車燈歷史的舞臺(tái)，在電燈逐步占據(jù)車輛大燈時(shí)代初期，電燈多應(yīng)用在電動(dòng)車上而不是汽油車。當(dāng)時(shí)所謂的電動(dòng)車還是多以鉛酸蓄電池為動(dòng)力來源，所以驅(qū)動(dòng)效率很低。但相比于汽油車的噪音與污染，電動(dòng)車在19世紀(jì)到20世紀(jì)間受到了“土豪們”的青睞。#p#分頁標(biāo)題#e#
哥倫比亞電力汽車公司在1898年生產(chǎn)的電動(dòng)車配備了第一個(gè)鎢絲大燈
早在1898年，哥倫比亞電動(dòng)公司推出了一輛搭載鎢絲燈的電動(dòng)車。站在電動(dòng)車的角度上看，搭載電燈看似是合乎情理的事情，但就如前文所說，纖細(xì)的燈絲很容易在顛簸的路面斷裂，再加之沒有聚焦裝置，電燈的首秀并不能算是成功，這也正是乙炔燈能夠沿用到1925年之久的原因。
受達(dá)官貴族青睞的電動(dòng)車
雖然大發(fā)明愛迪生家曾在《紐約時(shí)報(bào)》上力挺電動(dòng)車的經(jīng)濟(jì)零排放，但也阻止不了內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展給電動(dòng)車帶來的沖擊。相反的是，電動(dòng)車的落寞卻沒有使電燈進(jìn)入黑暗時(shí)代。隨著紐約康寧玻璃公司首先在電燈上加入燈光聚焦裝置，在增加了大燈范圍的情況下又消除了給駕駛員造成眩光的缺陷。這個(gè)突破性的創(chuàng)新讓電燈逐步在汽油車上推廣起來。
2近遠(yuǎn)光燈的進(jìn)化歷程
白熾燈的發(fā)家史
紐約康寧玻璃公司首先在白熾燈上加入燈光聚焦裝置
在1913年，螺旋鎢絲白熾燈的發(fā)明替代了原來碳絲的白熾燈，照射強(qiáng)度提升了50%，在車燈技術(shù)更新的同時(shí)，汽車的啟動(dòng)方式發(fā)生了改變。當(dāng)時(shí)的汽車使用手搖柄啟動(dòng)車輛，所以并沒有在車上安置蓄電池的必要，但隨著電啟動(dòng)機(jī)的加入，蓄電池不得不內(nèi)置在汽車內(nèi)，隨著電啟動(dòng)的車輛越來越普及，蓄電池逐步配備在車上，白熾燈便順理成章的成為了主流車燈。
近遠(yuǎn)光車燈的起源
如今的車輛都具備近遠(yuǎn)光切換功能，而在1915年第一個(gè)考慮到對(duì)向來車晃眼而配備近遠(yuǎn)光調(diào)節(jié)的車燈公司為Guide Lamp Company，它所涉及的車燈系統(tǒng)只是能夠調(diào)節(jié)車燈照射的高低，僅僅為了避免給對(duì)向來車帶來麻煩，而且司機(jī)想要調(diào)節(jié)車燈高低也只能下車調(diào)節(jié)，使用起來比較雞肋。
1917年，凱迪拉克對(duì)TYPE 53的近遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，司機(jī)能夠在車內(nèi)調(diào)節(jié)車燈照射高度。
近遠(yuǎn)光車燈的革新
1924年歐司朗公司第一個(gè)使用了雙燈絲的燈組造型#p#分頁標(biāo)題#e#
歐司朗公司在1924年第一個(gè)使用了雙燈絲的燈組造型，一個(gè)負(fù)責(zé)近光照明，一個(gè)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)光照明，兩個(gè)燈絲以輸出功率不同來投射近遠(yuǎn)光，由于并不能更改照射角度，歐司朗利用近光燈絲前的遮光罩來阻擋過高的炫目光線，使得近光燈的邊緣能夠呈現(xiàn)出明顯的折現(xiàn)，防止迎面車輛駕駛員產(chǎn)生眩目，而調(diào)光的開關(guān)被安置在腳下，具體操作方法和現(xiàn)在我們車內(nèi)的按鈕很相似。
強(qiáng)制規(guī)定的封閉式車燈
與歐洲車燈不同的是，在美國的20世紀(jì)40年代到90年代之間，封閉式車燈的應(yīng)用異常火爆，封閉式車燈將反射鏡和配光鏡用玻璃制成一體，里面充以惰性氣體，并把燈絲焊在反射鏡底座上，反射鏡的反射面經(jīng)真空鍍鋁。這樣一體式設(shè)計(jì)在日常使用時(shí)可以避免異物進(jìn)入燈內(nèi)，缺點(diǎn)是如果損壞的話只能全部更換。但對(duì)于當(dāng)時(shí)的美國政府來說封閉式車燈有著不一樣的意義。
受限于美國政策影響，絕大多數(shù)美國車使用封閉式圓車燈，圖為1964年 Chevrolet Impala SS
由于車燈是封閉式的，各個(gè)零件不能自行更換，政府便要求車廠使用同一規(guī)格的車燈，這樣保證了每臺(tái)行駛在公路上的車輛都符合聯(lián)邦汽車安全標(biāo)準(zhǔn)108中的規(guī)定（1970年前的所有汽車使用兩個(gè)七寸圓形密閉前照燈系統(tǒng)，而只有一些卡車才可以使用長(zhǎng)方形車燈）。但隨著1983年政府對(duì)政策的改變，允許讓半封閉車燈使用后，封閉式車燈便漸漸走出來車燈的歷史，第一個(gè)使用全新設(shè)計(jì)打破格局的車輛是1984 LincolnContinental Mark VII車型，隨后各種各樣新潮的半封閉式車燈隨著車型的換代逐步應(yīng)用起來。
沿用至今的鹵素?zé)?/strong>
鹵鎢燈在20世紀(jì)50年代被發(fā)明出來，使用過鎢絲燈的人都會(huì)知道，長(zhǎng)時(shí)間使用鎢絲燈會(huì)使車燈發(fā)黑，這樣使本來發(fā)光效率便小的可憐的鎢絲燈更加難以滿足照明需求。在需求的驅(qū)使下，人們發(fā)明出了鹵素?zé)?，確切的說，燈泡里不再是一種物質(zhì)，而是氯和碘兩種的結(jié)合氣體，這便是沿用至今沒準(zhǔn)依舊應(yīng)用在你家車燈上的“遠(yuǎn)古”技術(shù)。到此，白熾燈時(shí)代總共走過了100多年的歷史。如今，向鹵素?zé)舭l(fā)出挑戰(zhàn)的是一個(gè)擁有著更高亮度、更少能耗、更耐用的新燈組技術(shù)：氙燈。
3異軍突起的氙燈與LED
氙氣燈時(shí)代：藝高人膽大
氙氣燈的英文全稱是Hight Intensity Discharge，簡(jiǎn)稱HID。氙氣燈最早應(yīng)用在1995年出廠的新款奔馳E級(jí)轎車上。說到氙氣燈，首先要了解一下氙氣燈的構(gòu)造。氙氣燈由小型石英燈泡、變壓器和電子控制器組成。接通電源后，通過變壓器，在幾微秒內(nèi)升到2萬伏以上的高壓脈沖電加在石英燈泡內(nèi)的金屬電極之間，激勵(lì)燈泡內(nèi)的物質(zhì)（氙氣、少量的水銀蒸氣及金屬鹵化物）在電弧中電離產(chǎn)生亮光。
從1995年歐洲法規(guī)批準(zhǔn)使用這種燈起，氙氣燈就被用于高檔車型上。相比較鹵素車燈，氙氣車燈雖然造價(jià)更高但優(yōu)點(diǎn)也更加明顯，它的亮度更高，照射時(shí)間長(zhǎng)，穩(wěn)定性好，并且更加節(jié)約耗電。但隨著發(fā)展，氙氣燈也已經(jīng)不再是高端車的專屬了，制作成本的降低讓更多的車主選擇改裝氙氣車燈，也讓氙氣車燈成為現(xiàn)在除鹵素車燈外的主流車燈。
LED時(shí)代：開創(chuàng)“形神兼俱”的新紀(jì)元
當(dāng)氙氣燈在車燈屆混的風(fēng)生水起的同時(shí)，另外一種光源顯然正在做著發(fā)力的準(zhǔn)備，它就是LED。雖然LED不是什么新鮮玩意兒，但被用到車輛照明卻并非那么簡(jiǎn)單。首先它的價(jià)格更高，而且單個(gè)LED的光照亮度顯然不能與氙氣燈相比，想要達(dá)到氙氣燈的亮度就需要一個(gè)LED燈組來實(shí)現(xiàn)。其次LED由于體積更小，所以散熱性并不好，而且在維修方面不夠方便。這些相對(duì)而言的缺點(diǎn)讓LED車燈在普及上舉步維艱。
但顯然這無法阻止汽車廠商對(duì)它的喜愛程度。首先LED車燈屬于冷光源，耗電量要比氙氣燈更低，其次LED車燈不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢琇ED車燈的使用時(shí)間要比氙氣燈更長(zhǎng)。不光如此，LED車燈還有耐高溫、體積小、穩(wěn)定性好、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)。
其實(shí)在汽車行業(yè)LED比氙氣燈要更早被汽車廠商使用，雖然只是作為配角被使用在閱讀燈、儀表照明燈等不被人注意到的位置。早在2008年雷克薩斯LS車型就第一次使用了LED燈組作為車輛的頭燈，從此拉開了LED作為頭燈燈源的篇章。之后各個(gè)廠商都開始對(duì)LED進(jìn)行跟進(jìn)使用，其中使用最為廣泛的就是LED示寬燈。
直到今年，全新的奔馳S級(jí)發(fā)布，更是讓LED風(fēng)光無限，全新S級(jí)并沒有使用傳統(tǒng)的氙氣燈，而是使用了LED來代替氙氣大燈。不光如此，新一代的S級(jí)更是在全車使用了超過兩千顆的LED，讓燈泡這東西正式從奔馳S級(jí)的車身上退下了歷史的舞臺(tái)。
4超越時(shí)代的OLED與激光
OLED時(shí)代：亦真亦幻的科技體驗(yàn)
說起OLED技術(shù)，這還與中國人有些淵源，因?yàn)榘l(fā)明這項(xiàng)技術(shù)的人是為美籍華人。1987年，鄧青云教授和Vanslyke 采用了超薄膜技術(shù)，制成了雙層有機(jī)電致發(fā)光器件。1990 年，他發(fā)現(xiàn)了以共軛高分子PPV為發(fā)光層的OLED，從此在全世界范圍內(nèi)掀起了OLED 研究的熱潮。鄧教授也因此被稱為“OLED之父”。對(duì)于神秘的OLED技術(shù)，歐司朗前一段時(shí)間為我們帶來的新品已將OLED技術(shù)成熟應(yīng)用，對(duì)于OLED的介紹請(qǐng)點(diǎn)擊下方鏈接，在此不重復(fù)介紹。
![]車燈技術(shù)再進(jìn)化 歐司朗德國科技體驗(yàn)日](http://onlinethisweek.com/uploads/allimg/131011/1911222C7-18.jpg "]車燈技術(shù)再進(jìn)化 歐司朗德國科技體驗(yàn)日")
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激光時(shí)代：隨心所欲創(chuàng)造未來
在OLED技術(shù)還未普及的今天，激光照明已經(jīng)開始在為又一次的變革做著準(zhǔn)備。與OLED技術(shù)不同，激光的應(yīng)用早在幾十年前就已經(jīng)開始，并不斷的被改進(jìn)與提升。
激光技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
激光燈與普通光源的最大不同就是它能產(chǎn)生幾乎平行的光束，這讓光的形狀可以做到極度的可控。同一激光器所產(chǎn)生的光波具有恒定并且相同的波長(zhǎng)，并且在理想狀態(tài)下激光可以產(chǎn)生強(qiáng)度大于傳統(tǒng)LED光源1000倍的光線，而產(chǎn)生同樣的照明效果，激光所需要的能源以及所占用的體積再一次大的縮減，提升了照明的效率。
激光燈最大不同就是它能產(chǎn)生幾乎平行的光束
現(xiàn)有的還在研發(fā)階段的激光頭燈只需要同等效率LED頭燈的一半的電力就可以達(dá)到完全相同甚至更好的照明效果。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算，LED照明每瓦特電力可以輸出100流明的光照度，而現(xiàn)有激光照明每瓦特可以輸出大約170流明強(qiáng)度的光，區(qū)別是顯而易見的。
激光技術(shù)可以讓頭燈對(duì)任何的事物都能做出單獨(dú)照明效果
激光的平行光特性讓汽車頭燈可以實(shí)現(xiàn)完全的可控性，現(xiàn)有的矩陣式LED只可以控制單個(gè)LED芯片的開啟或關(guān)閉以實(shí)現(xiàn)智能頭燈的單獨(dú)照明效果，但激光技術(shù)可以讓汽車頭燈對(duì)任何的事物都能做出單獨(dú)的照明效果。比如夜間行駛中碰到的路面障礙物、過馬路的行人以及路邊的交通指示牌等，都可以用單獨(dú)的光束進(jìn)行照明提示，既讓駕駛員看清路況，也讓行人意識(shí)到危險(xiǎn)，這樣的技術(shù)革新對(duì)汽車安全的影響將是革命性的。
但同樣，安全性和耐用度依舊是激光大燈需要克服的兩大難題，激光在高效的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，控制好這種“能量光束”的溫度或者提升現(xiàn)有激光器的工作效率是兩種很好的解決辦法；另外在安全性方面也會(huì)有很多人會(huì)擔(dān)心，激光的能量對(duì)于人眼來說是很危險(xiǎn)的，雖然用作照明的激光已經(jīng)被減弱到完全無害的強(qiáng)度，但在相應(yīng)的法律法規(guī)和安全標(biāo)準(zhǔn)頒布之前激光照明要被人們認(rèn)可也還是個(gè)艱巨的任務(wù)。
結(jié)語：從古至今，車燈的發(fā)展從未停下過腳步，如今甚至有趕超時(shí)代之勢(shì)。高新技術(shù)的換代越來越快使得斷然預(yù)測(cè)幾年后燈組技術(shù)發(fā)展成為了冒失的行為，但新技術(shù)需要時(shí)間的考驗(yàn)，就像雖然今天我們已經(jīng)可以用10元買到激光筆這樣的激光技術(shù)產(chǎn)品，但將激光用在車燈照明上還是有很長(zhǎng)的路要走的，我們只能期待這些新技術(shù)給我們帶來的變革越早到來越好，讓車前的那條道路清晰明朗。
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