在过去的几十年中，前照灯的性能得到了极大的提高。我们正在研究当今可用的各种技术...
您能相信曾经有一段时间在车辆上选装大灯吗?无论如何，它们并不是很有帮助：早期版本(由蜡烛，油或乙炔驱动)微弱。今天，由于出色的照明技术，我们将夜间驾驶视为理所当然，但这一领域的创新并未停止。如果您乘坐老爷车在夜间进行夜间旅行，那么您一定会欣赏到现代照明的价值。让我们比较一下前照灯技术。
什么是光?
光由称为光子粒子的电磁辐射束组成。可见光的波长在400到700纳米之间，介于红外和紫外光谱之间。色温描述理想黑体辐射的颜色，并以开尔文(Kelvin)为单位进行测量。火柴的橙色火焰的额定色温为1 700 K(1 427摄氏度)，而日光的额定色温为6 500 K(6 227°C)。光速约为30万公里/秒，因此车辆前照灯不可能太快!
反射镜与投影机前灯
有许多可能的光源，但是反射是控制前灯发出的光束并防止眩光使迎面而来的交通蒙蔽的最常用方法。因此，光以期望的样式从周围环境反射到道路。产生的光仅约45%是有用的。
图像1
相比之下，投影机式的前照灯增加了一个透镜，可帮助聚焦光线并将其投射到车辆前方道路上的所需区域。可以在单个投影机前灯中添加一个将远光灯和近光灯都包括在内的防护罩。
图像2
不同的光源
这些是前照灯中使用的四种最常见的汽车照明形式。这些图适用于由远光灯和近光灯组成的单个前照灯。
卤素
卤素
一种带有玻璃外壳(类似于家用物品)的灯泡，其工作原理是白炽灯。通常，在玻璃外壳中使用钨丝，其中填充有惰性气体(如氩气)和少量卤素(如元素周期表中所列的碘或溴)的混合物。“卤素循环”将蒸发的钨重新沉积到灯丝上，从而延长了灯丝的寿命并保持玻璃外壳清洁。这导致在其整个使用寿命期间产生恒定的光。
这是一种廉价，简单的技术，易于更换。
黄色(3200 K色温)
55瓦
1200流明
100米
1000小时
优点：便宜(每个灯泡R200);技术简单;容易更换
缺点：运转非常热时会浪费能量(玻璃外壳内的气体加热到200°C，而钨丝的温度超过2000°C)
HID(氙气和双氙气)
HID
高强度放电(HID)前照灯也被称为氙气单元。它采用与家用日光灯类似的技术。没有发光的灯丝(如卤素灯一样)。而是使用两个电极之间的高压电弧来激发玻璃管中的气体混合物。有趣的是，在(主要是金属卤化物)灯中只使用了少量的氙气来加快启动过程。在产生恒定光之前，灯需要达到最佳工作温度。双氙气是指具有可移动内部屏蔽的单个氙气大灯，可从单个光源产生远光和近光。
白色带蓝色调(色温4 500 K)
35瓦
2800流明
200米
2000小时
优点：比卤素灯泡更高效，更强大
缺点：需要几秒钟才能达到全亮度;比卤素更复杂，更昂贵
发光二极管
发光二极管
发光二极管(LED)通过电致发光产生光，这是基于量子理论的。它涉及电子从高能态移动到较低能级并以光子(光)形式释放能量的半导体。有趣的是，产生的光是定向的，从而消除了对反射元件的需求，这导致了较小的前照灯。与卤素相比，几乎不散发热量，这在LED芯片上会形成温度升高的问题，尤其是在大功率应用中。作为补偿，必须采取冷却措施或散热片以防止损坏。LED通常用于日间行车灯，因为它们的低功率输出意味着不需要冷却措施。
白色(色温6,000 K)
30瓦
3000流明
300米
5万小时
优点：高效(每瓦100流明);强大; 紧凑; 使用寿命长
缺点：价格昂贵(例如，宝马i8为每辆R59 480);复杂的冷却要求
激光
激光
不，实际上，激光并不是像科幻枪或移相器那样指向前方的道路。相反，镜子将蓝色激光聚焦到充满黄磷的透镜上。随后的反应产生强烈的白光，反射到道路上。当前，激光灯(主要用于远光灯应用)与其他照明技术之一(通常为LED)结合使用，以满足近光灯操作的需要。激光灯与LED一起使用以产生近光。
白色(在6 500 K色温下接近日光)
18瓦
3100流明
600米
10000小时
优点：比LED效率更高(每瓦高达170流明);紧凑
缺点：极其昂贵(BMW i8的价格为每辆R103 444);仅远光灯
大灯立法
为什么所有现代汽车都有一对大灯?原因是立法(美国的《联邦机动车安全标准》或FMVSS;欧洲的欧洲委员会或欧洲的ECE)规定了车辆照明的每个细节。这包括位置，功能，亮度，甚至组合仪表上使用的图标。美国的法规比欧洲的法规更为保守(从技术和亮度的角度来看)，导致激光和数字矩阵(永久性远光灯仅照射选择性区域以防止眩光)的延迟进入北美市场。市场。
图像3
大灯的未来
光源技术将不断发展，但前照灯的主要变化领域将涉及光束的控制。例如，梅赛德斯·迈巴赫去年发布了改款的S级轿车时，它合并了Digital Light。高光束质量的LED光源通过一百万个以上的反射镜阵列发光。实际上，前照灯成为高清投影机，可以完全控制光束。可以将迎面驶来的车辆从横梁上“切出”，以防止驾驶员盲目行驶，从而消除了对近光灯功能的需求。
另一种可能性是在道路上投射可能警告其他车辆的交通标志，为想要过马路的人创建人行横道，甚至投射箭头以帮助导航。微处理器，控制算法和校准对于这些类型的前照灯有效运行至关重要。不幸的是，技术的进步也会增加前照灯的成本，这对于新车价格(或保险费)而言并不是一个好兆头。
大灯里程碑
1898年
哥伦比亚电动车上首次引入了电动大灯。
1912年
凯迪拉克集成了其车辆的电子点火和照明系统(之前的照明由电池单独供电)。
1915年
指南灯公司推出了第一批“浸入式”光束，现在更称为近光灯。
1917年
凯迪拉克推出首款杠杆操纵的近光灯。在此之前，驾驶员必须停车并手动调节灯光。
1924年
推出了第一种能够同时发射近光和远光的灯泡(Bilux)。
1927年
第一个脚踏式调光开关投入生产。
1933年
Packard推出具有三根灯丝和三种模式的三光束大灯。
1934年
捷克斯洛伐克的Tatra 77引入了定向照明。
1936年
第一个隐藏式前灯(弹出灯)在Cord 810/812上首次亮相。
1947年
塔克鱼雷号上的世界上第一个转向转向照明系统启动。雪铁龙DS在后来的几年中使该技术闻名。
1991年
BMW 7系首批氙气灯。
2007年
雷克萨斯LS600h中的第一个LED大灯。
2014年
BMW i8中的第一个激光头灯。