汽车照明系统的认知

【任务目标】

【任务描述】

一辆桑塔纳轿车在行驶过程中大灯不亮，经过确认是保险丝故障。更换保险丝后，故障排除。

【知识准备】

一、汽车照明灯在汽车上的位置及种类

汽车照明灯是汽车夜间行驶必不可少的照明设备，为了提高汽车的行驶速度，确保夜间行车的安全，汽车上装有多种照明设备。汽车照明灯根据安装位置和用途的不同，一般可分为外部照明装置和内部照明装置。外部、内部照明灯如图5-1-1、图5-1-2所示。

图5-1-1　外部照明灯

图5-1-2　内部照明灯

二、前照灯

1-对前照灯的基本要求

由于前照灯的照明效果直接影响夜间行车驾驶员的操作和交通安全，因此，世界各国交通管理部门多以法律的形式规定了其照明标准。前照灯与其他照明灯相比有较特殊的光学结构，对它的基本要求如下：

①前照灯应保证夜间车前有明亮而均匀的照明，使驾驶员能辨明100m以内道路上的任何物体。随着汽车行驶速度的不断提高，对前照灯的要求也越来越高，现代高速汽车的前照灯照明距离能达到200～250m。

②前照灯应具有防眩目装置，以免夜间两车交会时造成对方驾驶员眩目而发生事故。

2-前照灯的结构及分类

前照灯主要由灯泡、反射镜、配光镜、接线盒及灯壳等组成，如图5-1-3所示。

图5-1-3　前照灯结构示意图

前照灯按反射镜的结构形式可分为可拆卸式、半封闭式和封闭式3种。可拆卸式前照灯因气密性不良，反射镜易受潮气和灰尘污染而降低反射能力，现已被淘汰不用。

半封闭式前照灯的结构如图5-1-4所示。半封闭式前照灯的前透镜和反射镜密封，可从反射镜后端拆装灯泡。其优点是维修方便，但反射镜易被污染。

图5-1-4　半封闭式前照灯的结构图

全封闭式前照灯的结构如图5-1-5所示。反射镜和前透镜熔焊为一个整体，灯丝直接焊在反射镜的底座上。其优点是可完全避免反射镜被污染，但灯丝烧坏后需整体更换，维修成本高。

前照灯灯泡有充气灯泡和卤钨灯泡两种类型。其结构如图5-1-6所示。

图5-1-5　全封闭式前照灯的结构图

图5-1-6　前照灯灯泡类型与结构

充气灯泡从玻璃泡中抽出空气，再充以86%的氩和14%的氮的混合惰性气体。灯泡通电后，灯丝发热，惰性气体受热膨胀而产生较大的压力，可以减少钨的蒸发，延长灯泡的使用寿命。

卤钨灯泡是在充入的惰性气体中渗入某种卤族元素（如碘、溴等），利用卤钨再生循环作用防止钨丝蒸发。

3-高压放电大灯

高压放电大灯如图5-1-7所示。灯泡有氙气、水银和金属卤化物。当电极之间施加高压时，促使电子和金属原子碰撞并释放光能点亮灯泡，系统在电极两侧释放高压脉冲（大约20000V）使氙气发光。随着灯泡内温度上升，水银蒸发并放出弧光。当灯泡内的温度进一步增加，水银电弧中的金属卤化物盐蒸发分解，金属原子放出光束。灯光由ECU控制，发光稳定。

图5-1-7　高压放电大灯

4-前照灯电子控制电路

（1）前照灯关闭延时控制电路

汽车停放在无照明的车库时，只要接通仪表板上的按钮开关，就能使前照灯延长一个时间关断，直到驾驶员离开车库后，再自动切断前照灯。如图5-1-8所示为其电路原理图。图中的机油压力开关起控制作用，当发动机不运转时，它的触点闭合搭铁。当发动机运转时，靠机油压力开关起控制作用，当发动机不运转时，它的触点闭合搭铁。而当发动机运转时，靠机油压力使触点断开。VT的发射极通过机油压力开关搭铁，因此，只有当发动机停车或机油压力不足时才接通。RC组成延时电路，当切断点火和前照灯电路后，按下按钮时，电容器C开始充电。当电容器充电电压达到了导通电压时，VT导通，电流流经继电器线圈，触点闭合，接通前照灯的远光或近光，松开按钮，则电容器通过R向VT放电，维持其导通状态，前照灯一直亮着。在电容C放电电压下降到不能维持VT的导通所必需的基极电流时，VT截止，前照灯熄灭。延迟时间取决于C及R的参数，一般可延迟约1min。

图5-1-8　前照灯关闭延时控制电路图

（2）提醒关灯电路

有时白天行车时，在细雨蒙蒙或雾天阴沉的早晨，驾驶员开灯，不是为了照明，而是为了安全或者因通过较长的隧洞而打开前照灯等。有时会忘记前照灯开关是接通的，提醒关灯电路就是针对这种情况设计出来的。

如图5-1-9所示为提醒关灯装置电路图。它在点火开关断开而前照灯（或停车灯）仍然亮着的情况下，电流经二极管VD1（或VD2），使VT产生基极电流而导通，蜂鸣器发出声音提醒驾驶员关灯；当接通点火开关时，VT的基极电位提高，VT截止，蜂鸣器不发出声音。

图5-1-9　提醒关灯装置电路原理图

（3）前照灯自动减光电路

在夜间行驶时，为了防止迎面来车眩目，驾驶员必须频繁使用变光开关，分散了其注意力。前照灯自动减光装置，可根据迎面来车的灯光调节前照灯的近光和远光。如图5-1-10所示为其电路原理图。

图5-1-10　前照灯自动减光电路原理图

具体工作原理如下：当迎面来车的前照灯光线照射到传感器—放大器组件时，通过透镜将光聚焦到光敏元件上，通过放大器输出信号触发功率继电器，将前照灯自动从远光转换到近光，如果迎面来车的前照灯也转换到近光，光敏元件接收的光通量减少，但系统设计成在光通量减少时，仍然能使前照灯保持近光照明。当迎面来车通过后，它的前照灯不再照射到传感器上，于是放大器不再向功率继电器输送信号，继电器触点又恢复到远光照明。

传感器采用光敏电阻PC1，其电阻值反比于光的强度。在黑暗中，PC1具有高阻值，一旦被照明，其电阻值便迅速下降，PC1和R1，R2，R3，R7以及VT6一起组成了VT1的偏压电路。现假设远光接通，VT6导通，VT1基极上偏压达到这样的值，使PC1减少的电阻值刚好能产生光束转换，即从远光转换到近光；反之，当光束转换到近光时，VT6截止，这时偏压电路中只有R7，PC1，R1和R2，因而电路灵敏度增加，以至于迎面来车通过以后，前照灯立即转换到远光。

射极输出器VT1的输出，由VT2放大并反相，VT2的输出加在施密特触发器VT3和VT4上。VT4的集电极控制继电器激励级VT5。当VT2的集电极电压超过施密特触发器的阈值时，VT3导通，VT4截止，VT5截止，继电器K的触点接通远光灯。当PC1受到迎面来车的光线照射时，其电阻下降，放大器VT1和VT2的输出低于施密特触发器的阈值VT3截止，VT4导通，VT5也导通，继电器线圈有电流通过，从而接通灯丝。在迎面来车通过以前，线路一直保持这一状态，迎面来车通过以后，继电器K又接通远光灯丝。

三、前照灯的检验与调整

1-检验前的准备

①根据前照灯检验仪（见图5-1-11）的使用说明，严格执行标准，准备好仪器。

②根据灯光检测的要求，准备好车辆。

图5-1-11　前照灯检验仪

2-前照灯光束的检测

①将检验仪移至汽车正前方，使仪器的透镜镜面距前照灯配光镜镜面（30±5）cm，调整仪器箱高度，使其与前照灯中心离地高度一致。通过对正器观察仪器与汽车的相对位置，仪器应对正汽车的纵轴线，当仪器与汽车对正后，即可将仪器移至一任意前照灯前开始检验工作。

②接通被检验前照灯的近光灯，光束则通过仪器箱的透镜照到仪器箱内的屏幕上。从观察窗目视，并旋转光束照射方向选择指示旋钮，使光形的明暗截止线左半部水平线段与屏幕上的实线重合。这时，光束照射方向选择指示旋钮上的读数即为近光光束的下倾值。它表示前照灯近光照射到距离为10m屏幕上的光束中心下倾值，单位为cm。若光束下倾值不符合规定，应旋转前照灯上调整螺钉，使光束向上或向下移动，直至符合要求。

③读取近光光形明暗截止线的转角点与仪器屏幕上的V-V线不重合距离的读数，它表示被测近光灯射到距离为10m的屏幕上时，光束中心向左或向右的偏移值，单位为cm。若不符合规定，应调节前照灯水平方向的调整螺钉，使光束左、右偏移值符合要求。

④近光光束照射方向检验后，按下光度选择按键的近光Ⅲ按键，如图5-1-12所示。

检验近光光束暗区的光度。观察光度表，发光强度在625cd以下为绿色区域，即合格区；超过625cd为红色区域，即不合格区。

⑤检验远光光束。接通前照灯的远光灯，远光光束照射到屏幕上的最亮部分应当落在以屏幕上的圆孔为中心的区域，说明远光光束照射方向符合要求，如有上下或左右偏移，均应调整。

⑥检验远光灯的发光强度。按下远光Ⅰ按键，观察光度表，若发光强度不超过20000cd，应按下远光Ⅱ按键，检验远光灯最小发光强度是否符合规定。发光强度超过15000cd为绿色区域，即为合格区域；发光强度低于15000cd为红色区域，为不合格区域。发光强度大于20000cd时，光度表以远光Ⅰ读数为准；发光强度低于20000cd时，以远光Ⅱ读数为准。

⑦采用同样的方法检查另一前照灯。

图5-1-12　光度指示装置

1—远光Ⅰ按键；2—远光Ⅰ调零旋钮；3—远光Ⅱ按键；4—远光Ⅱ调零旋钮；5—近光Ⅲ按键；6—近光调零旋钮；7—电源开关；8—电源电压指示灯；9—光度表调零旋钮；10—光度表

【任务实施】

一、实施内容

前照灯光束的检测。

二、准备工作

1-所需设备、工具和材料

实训用车辆，拆装工具，前栅格布，翼子板防护套，环保三件套，以及干净抹布、车轮挡块、前照灯检验仪等。

2-安全防护用品

标准作业装、安全鞋、线手套等。

3-信息收集

车辆VIN码：____________________

车辆型号：____________________

三、技术规范与注意事项

①严禁违规操作。

②使用维修手册和电路图时，要注意避免残缺不全，资料应与使用车辆型号相对应。

③要遵守维修手册规定的其他技术和安全要求。

四、任务实施步骤及方法

1-一般准备工作

①清点所需工量具数量和种类。　　□任务完成

②检查设备、工量具性能是否良好。　　□任务完成

2-安全防护准备工作

①安装车轮挡块阻挡车轮。　　□任务完成

②使用空挡和驻车制动。　　□任务完成

③安装好前栅格布、翼子板防护套、环保三件套。　　□任务完成

3-前照灯光束的调校

①将检验仪移至汽车正前方，使透镜镜面距前照灯配光镜镜面30±5cm。

②调整仪器箱高度，使其与前照灯中心离地高度一致。

③通过对正器将检验仪对正汽车的纵轴线。

④接通被检验前照灯的近光灯。

⑤旋转光束照射方向选择指示旋钮，使光形的明暗截止线左半部水平线段与屏幕上的实线重合。

⑥记录近光光束的下倾值（光束照射方向选择指示旋钮上的读数）：_________

结论：___________________________

⑦读取近光光形明暗截止线的转角点与仪器屏幕上的V-V线不重合距离的读数：_________

结论：___________________________

⑧按下光度选择按键的近光Ⅲ按键。

⑨记录近光光束暗区的光度：__________________

结论：___________________________

⑩接通前照灯的远光灯。

观察远光光束最亮部分照射到屏幕上区域。

观察结果：___________________________

结论：___________________________

按下远光Ⅰ按键，记录远光灯的发光强度。

结果：___________________________

结论：___________________________

4-现场恢复

①收回、清点、整理工具及设备。　　□任务完成

②与小组成员共同清洁场地及实训车辆。　　□任务完成

【任务检测】

一、填空题

1-汽车照明灯，根据安装位置和功用不同，可分为_______和_______。

2-前照灯灯泡有_______灯制和_______灯制之分，功率为_______W。

3-前照灯主要由_______、_______、_______、_______及_______构成。

二、简答题

1-简述提醒关灯电路的工作原理。

2-简述前照灯的关闭延时控制电路原理。

【评价与反馈】

续表

【教师评估】