《照明和信号》PPT课件.ppt

第五章：照明与信号系统,1.1汽车照明灯和信号灯的种类及用途,一、前照灯的照明要求世界各国交通管理部门一般都以法律形式规定了汽车前照灯的照明标准，以确保夜间行车的安全，基本要求如下：1.前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明，使驾驶员能看清车前100m以内路面上的任何障碍物。随着高速公路的建成，汽车行驶速度的提高，要求汽车前照灯的照明距离也相应的增长，现代有些汽车的前照灯照明距离已达到200250m。,2.应具有防止眩目的装置，确保夜间两车迎面相遇时，不使对方驾驶员因产生眩目而造成事故。为了满足第一个要求，根据光路的可逆性原理，在前照灯的设计和制造上，装置了反射镜、配光镜和灯泡组成的光学系统。为了满足第二个要求，对前照灯的使用作了必要的规章制约，同时还对灯泡结构作了合理的设计。二、前照灯的结构前照灯由光源(灯泡)、反光镜、配光镜三部分。,1.灯泡汽车前照灯灯泡的结构如图52所示。目前，汽车前照灯用灯泡的额定电压有6V、12V和24V三种。灯泡的灯丝由功率大的远光灯丝和功率较小的近光灯丝组成，由钨丝制作成螺旋状，以缩小灯丝的尺寸，有利于光束的聚合。为了保证安装时使远光灯丝位于反射镜的焦点上，使近光灯丝位于焦点的上方，故将灯泡的插头制成插片式（图52所示）。插头的凸缘上有半圆形开口，与灯头上的半圆形凸起配合定位。三个插片插入灯头距离不等的三个插孔中，保证其可靠连接这种插片式灯泡的优点具有结构简单，拆装方便,接触性能可靠，并能与全封闭式前照灯通用，因此，国内生产的前照灯灯泡多采用这种结构。前照灯的灯泡是充气灯泡，是把玻璃泡内的空气抽出后，再充满情性混合气体。一般充人的惰性气体为96的氩气和4的氮气。充入灯泡的惰性气体可以在灯丝受热时膨胀，增大压力，减少钨的蒸发，提高灯丝的温度和发光效率，节省电能，延长灯泡的使用寿命。虽然充气灯泡的周围抽成真空并充满了惰性气体。但是灯丝的钨质点仍然要蒸发，使灯丝损耗。而蒸发出来的钨沉积在灯泡上，使灯泡发黑。,近年来，国内外已使用了一种新型的卤钨灯泡（即在灯泡内充以情性气体中渗入某种卤族元素).卤族元素是指碘、溴、氯、氟等元素。现在灯泡使用的卤族元素一般为碘或溴，叫做碘钨灯泡或溴钨灯泡。我国目前生产的是溴钨灯泡。卤钨灯泡是利用卤钨再生循环反应的原理制成的。卤钨再生循环的基本作用过程是：从灯丝蒸发出来的气态钨与卤族反应生成了一种挥发性的卤化钨，它扩散到灯丝附近的高温区又受热分解，使钨重新回到灯丝上，被释放出来的卤素继续扩散参与下一次循环反应，如此周而复始地循环下去，从而,防止了钨的蒸发和灯泡的发黑现象。卤钨灯泡尺寸小，泡壳用耐高温，机械强度较高的石英玻璃制成，所以充入情性气体的压力较高。因工作温度高，灯内的工作气压将比其它灯泡高得多，故钨的蒸发也受到更为有力的抑制。2.反射镜反射镜一般用0.60.8mm的薄钢板冲压而成，反射镜的表面形状呈旋转抛物面，如图53所示。其内表面镀银、铝或镀铝，然后抛光。由于镀铝的反射系数可以达到94以上，机械强度也较好，所以现在一般采用真空镀铝。,由于前照灯灯泡灯丝发出的光度有限，功率仅4560W。如无反射镜，那只能照清汽车灯前6m左右的路面。而有了反射镜之后，使前照灯照距可达到150m或更远。因此，反射镜的作用就是将灯泡的光线聚合并导向前方。如图54所示，灯丝位于焦点F上，灯丝的绝大部分光线向后射在立体角范围内，经反射镜反射后将平行于主光轴的光束射向远方，使光度增强几百倍，甚至上千倍，从而使车前150m，甚至400m内的路面照得足够清楚。3.配光镜,配光镜又称散光玻璃，它是用透光玻璃压制而成，是很多块特殊的棱镜和透镜的组合。其几何形状比较复杂，外形一般为圆形和短形，如图55a所示。配光镜的作用是将反射镜反射出的平行光束进行折射，使车前路面和路线都有良好而均匀的照明。(1)水平方向散射(2)铅直方向下折射为了弥补具有反射镜的前照灯因为光束太窄、照明不大的缺点，采用了配光镜。采用了配光镜后，前照灯的光束的分布如图55b,c所示。,凹透镜.swf,分光镜.swf,三、前照灯避免眩目的措施1.采用双丝灯泡.2.采用带遮光罩的双丝灯泡，如图57所示；3.采用非对称光形，如图58所示；4.Z型光形.四、前照灯的类型通常按前照灯光学组件的结构不同，可将其分为可拆式、半封闭式和封闭式前照灯三种,1.可拆式前照灯可拆式前照灯由于反射镜和配光镜分别安装而构成组件，因此气密性差，反射镜易受湿气和尘埃污染而降低反射能力，严重降低照明效果，目前已很少采用。2.半封闭式前照灯半封闭式前照灯的结构如图59所示，其配光镜靠卷曲反射镜边缘上的牙齿而紧固在反射镜上，二者之间垫有橡皮密封圈，灯泡只能从反射镜后端装入。当需要更换损坏的配光镜时，应撬开反射镜外缘的牙齿，安上新的配光镜后，再将牙齿复原。,由于这种灯具减少了对光学组件的影响因素，维修方便，因此得到广泛使用。3.封闭式前照灯封闭式前照灯（又叫真空灯），其反射镜和配光镜用玻璃制成一体，形成灯泡，里面充以惰性气体。灯丝焊在反射镜底座上，反射镜的反射面经真空镀铝，其结构如图510所示。由于封闭式前照灯完全避免反射镜被污染以及遭受大气的影响，因此其反射效率高，照明效果好，使用寿命长，得到了很快的普及。,但当灯丝烧断后，需要更换整个总成，成本高，因此限制了它的使用范围。4.投射式前照灯如图511所示，投射式前照灯的反射镜近似于椭圆形状，它具有两个焦点。第一焦点处放置灯泡，第二焦点是由光线形成的，凸形配光镜聚成第二焦点，再通过配光镜将聚集的光投射到前方，投射式前照灯所采用的灯泡为卤钨灯泡。第二焦点附近设有折光板，可遮挡上半部分光，形成明暗分明的配光。由于它的这种配光特性，因此也可用于雾灯。5.高亮度弧光灯,高亮度弧光灯的的灯泡里没有灯丝，取而代之的是装在石英管内的两个电极，管内充有氙及微量金属（或金属卤化物）。在电极上加上500012000V电压后，气体开始电离而导电。由气体原子激发到电极间少量水银蒸汽弧光放电，最后转入卤化物弧光灯工作，采用多种气体是为了加快起动。弧光式前照灯由弧光灯组件、电子控制器和升压器三大部分组成。其灯泡的光色和日光灯相似，亮度是目前卤钨灯泡的2.5倍，寿命是卤钨灯泡的5倍，灯泡的功率为35W，可节能40%。,五、前照灯的灯光调整1.屏幕调整法：汽车空载，气压合乎标准；将汽车置于平整的地面上；在屏幕上画出车灯的中心线；遮住一侧前照灯光，进行调整。2.仪器调整法：六、未来的汽车大灯,轿车大灯（前照灯）有两种功能，一种是照明，一种是装饰。过去和现在，大灯的主要功能是照明。在将来，相信它的主要功能仍将是照明。但是在近十几年中，大灯的外形不断得到改造，与车身嵌装组合为一个整体，越来越显露出它的装饰作用。在今后几年内，您可能会发现，大灯的内在结构也将发生一次重大的技术革命，灯具将会装上“脑袋”变成“聪明”的灯。传统的大灯有两组灯丝，分别射出远和近的光束。远光束亮些，照得远些，主要用于高速行驶；近光束暗些，照得近些，主要用于会车。何时用远灯或近灯皆由驾车者操纵，而且前大灯的每组光束强弱是不可调的，角度也是在安装的过,程中就调整好了。随着轿车的行驶速度的不断提升，传统大灯的照明已经日益显示出它的弊端，在转弯、会车、雨雾天及在高速公路上行驶，两光束的大灯会使驾车者不易看清路面，视野狭窄，也容易造成对方驾车者眩目。智能化灯光系统能使汽车大灯随行驶状况的变化而实时变化，将会出现具有1015种不同光束的大灯，相对行驶速度和路面而“随机应变”。例如在高速公路上，汽车大灯会照亮前方不宽的区域，要远一点。当汽车行驶在弯道上，在车辆的转弯时外侧要亮度大些，使司机看清楚弯道情况，而内侧要暗些,为的是不要使对面会车的司机眩目。,目前有一款法国人搞出来的样品，大灯组件内装置了3组灯泡，其中1组是活动的，其它2组是固定的。活动的部分由电脑操纵随行车状态灵活变化。例如当方向盘转向时，会有传感器立即探明车辆要转弯，电脑接到信息后立即发指令指挥大灯内的活动组灯，随方向盘的角度变化来更改灯光的投射角度。,一、灯光继电器作用：当前照灯、前小灯、尾灯线路有故障时，作为辅助照明电路为汽车的行驶提供应急措施。如图513所示。继电器有铁心、线圈、外壳等组成。正常情况下，灯光继电器上A点和B点电压相等，线圈无电流通过，继电器触点处于断开状态，侧灯不亮。当灯光开关在1、2挡中任一档时，如果灯光线路搭铁，则按钮断路器将因通过大电流而使自身触点断开，灯光熄灭。此时灯光继电器A点电位高，B点电位低，电流通过线圈，其电路是：,灯光继电器和闪光器的种类及电路,蓄电池（+）按钮断路器E点继电器A点线圈继电器B点按钮断路器F点灯光开关接柱搭铁灯线路接柱，由搭铁点构成通路。线圈因通过电流而产生磁力将触点吸闭，与此同时电流由灯光继电器A点支梁触点辅助前照灯丝接铁发亮，这时保证了驾驶人员的安全操作。二、闪光器的种类及电路在转向或危急报警信号系统中，用于控制信号灯闪光的装置称为闪光器，汽车用闪光器有电热式、电容式、电子式等型式。如图5-14所示,电热式闪光器1.热丝式闪光器及转向灯电路，如图5-14所示。(1)组成主要由电磁铁1、触点2、触点臂3、电热丝4及附加电阻5组成。(2)工作原理触点臂的一端用弹片铆在支架上；另一端用和支架绝缘的电热丝拉紧。平时由于电热丝的拉力大于弹片的弹力，触点保持在张开的状态。在转向时，当把开关拨至所要转向的一方，电流经过附加电阻、电热丝和转向灯泡构成回路。,2.翼片式闪光器及转向等电路注意：电热式闪光器的闪光频率随转向灯的功率大小而变化,1.组成：(电压型）,电容式闪光器,转向灯故障监视信号类型,1、指示灯不亮2、指示灯一直亮3、指示灯闪烁频率明显加快（150次/分以上）4、指示灯闪烁频率明显减慢（50次/分以下）,电子闪工期工作可靠，使用寿命长，目前广泛使用。电子闪光器分为有触点和无触点、集成电路和晶体管等多种形式。,电子闪光器,1、有触点电子闪光器,1、有触点电子闪光器,控制触点的开闭是电容和三极管，所以闪烁频率和灯泡功率无关。,法国KUCELLIER晶体管闪光电路,2、无触点电子闪光器,集成电路闪光器,信号灯监控电路,一、制动信号灯监视电路,二、倒车灯和中性安全开关,三、报警灯电路,四、顺序式转向信号系统,第五节音响信号,汽车上采用的喇叭和气喇叭之分，电喇叭的形式有以下几种：筒形、螺旋形（蜗牛形）和盆形。,二、盆型喇叭,三、喇叭继电器,在装有两只喇叭（高低、音）的汽车上，为使喇叭正常工作，在电路中设了继电器。当按下喇叭按钮后，电流从蓄电池“+”极熔断丝“电池”接柱线圈2按钮3搭铁，由于线圈2通过了电流，铁心被磁化而吸闭触点，接通喇叭电路，电流从蓄电池“+”极开始经“电池”接柱触点臂1触点5“喇叭”接柱喇叭6回到蓄电池“-”极。此时因电流通过了喇叭线圈，便发出响声。放开喇叭按钮后，继电器线圈的电流切断，电磁铁的磁性消失，触点臂便在弹簧张力的作用下，使触点分开，切断喇叭电流，喇叭工作停止,四、无触点电喇叭,汽车音响报警器,汽车报警信号装置的结构及电路,学习内容汽车报警装置分为对内报警和对外报警,对外报警已在前面叙述过这里介绍对内报警装置。对内报警通常由报警灯和报警自动开关组成，当被监测的系统不正常时，开关自动接通，而指示灯自动发亮，提醒驾驶员注意，如机油压力过高或过低报警、制动液压力不足报警、真空度过低报警、水温过高报警、燃油不足报警等等。一、报警灯及报警开关1.报警灯,一般安装在驾驶室内仪表盘上，在灯泡前有滤光片，以使灯泡发出黄光或红光，滤光片上一般标有符号，以示出报警项目。报警灯一般与报警开关串联后接在电路中。2.报警开关为满足不同的功能要求，报警开关有很多种，其共同特点是一对受工作物质操纵的触点。二、蜂鸣器1.倒车蜂鸣器,当汽车倒车时，为了警告车后的行人和车辆驾驶员而设置的报警装置即倒车报警装器；报警器和倒车灯都由倒车灯开关控制，报警器设置了蜂鸣器，实物如图所示。倒车报警器的电路图如图523所示，倒车灯开关结构如图524所示。当变速器处于倒档位置时，由于倒车灯开关闭合，使得倒车灯点亮，同时接通报警器电路，蜂鸣器发出警报。此时，蓄电池通过线圈W2对电容6进行充电；由于此时流入线圈W1和W2的电流大小相等、所产生的磁场方向相反，从而使线圈吸引力减弱，因此继电器触点4继续闭合。随着电容器6的充电，其两端电压逐渐升高，使得W2中的电流减小，这时线圈W1产生的磁通大于线圈W2的磁通，于是，触点4打开，报警器电路切断，蜂鸣器停止警报。,在继电器触点4打开时，电容器又通过线圈W2和W1放电，使得线圈产生电磁力，触点4持续打开。当电容器两端电压为“0”时，线圈磁力消失，继电器触点4又重新闭合，报警器再次报警，电容器又开始充电。如此反复，继电器触点不断地开、闭，倒车警报器就发出断续的警报，以示倒车。倒车灯并不受继电器的控制，只要变速器处于倒档位置，倒车灯即点亮。2.北京吉普蜂鸣器在北京切诺基汽车上，打开点火开关后，若没及时扣上安全带，除安全指示灯亮外，还可听到一种谐音信号。在关闭点火开关后，钥匙未拔出而打开驾驶员侧车门时也会发出一种谐音信号。该谐音信号由蜂鸣器发出，它位于熔断器盒的侧面，主要用于：,(1)提醒驾驶员及乘客系安全带；(2)提醒驾驶员停车后关断点火开关。除此之外，大多汽车都装有控制系统故障报警灯。,课后思考,1：为了防止眩目汽车前照灯在结构上采用了哪些措施？2：利用屏幕法如何进行前照灯光束的调整？3：三种汽车电路图（布线图、原理图、线束图）各自的特点和应用?4：电喇叭的音量、音调如何调整，试举例说明。5：轿车常见的报警装置有哪些？,