車用氙氣金鹵燈基本原理概述（上）
2007-07-19
作者：admin
來源：古鎮燈飾
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摘要： 車用氙氣金鹵燈是一種小功率、高光效、長壽命放電燈，在它的微型電弧管泡殼中有一對高效、長壽命電極、充有
新一代前照燈光源——車用氙氣金鹵燈
車用氙氣金鹵燈是一種小功率、高光效、長壽命放電燈，在它的微型電弧管泡殼中有一對高效、長壽命電極、充有6個大氣壓氙氣、適量的汞和數種定量配置的金屬鹵化物。這種燈的光效高達90~100lm/W，35W的燈泡可發射3200lm的光，與傳統55W鹵素燈相比，功率僅為后者的64%，而發射的光通量則為后者的3倍。
車用氙氣金鹵燈發光是靠電極間的放電而不是點燈絲，不存在燒斷燈絲的問題，所以其壽命>3000小時，為傳統鹵素燈的10倍以上。對于一般家用汽車以每晚平均開車1小時計，用這種燈作汽車前照燈光源，可用8~10年，燈損壞時車也報廢了。
車用氙氣金鹵燈已成為傳統鹵素前照燈光源的必然換代產品，在歐洲和日本已經廣泛使用，但在我國目前這種燈主要還是在改裝市場出現，少數原裝車燈均仍采用進口產品。
傳統的汽車前照燈光源——鹵素燈
用作汽車前照燈的鹵素燈為上世紀70年代發明，80年代普及。這種燈是在白熾燈中添加碘（溴）甲烷等鹵素，工作時鹵素和蒸發的鎢結合成鎢的鹵化物，并以蒸汽形式回到空間使鎢的蒸發速率降低，使得燈絲工作溫度可從2850K提高到3000K，從而提高了光效。鹵鎢燈比前一代汽車前照燈光源——白熾燈的光效高一倍以上，壽命也有所延長，鹵鎢燈至今已使用30年以上。現代車輛的行駛速度比當年提高一倍以上，我國車輛的最高限速為120km/小時（歐洲并無車速上限），鹵鎢燈車前的照亮距離不過80m，對于現代車速這個距離太短了，當汽車發現前方80m處有障礙物時，兩秒鐘后車已到達，來不及采取有效措施常致釀成事故。
鹵素燈與車用氙氣金鹵燈主要參數的對比
由表1可見，車用氙氣金鹵燈以64%的功耗發射比鹵素燈高三倍的光通量，而燈壽命則延長10倍。這種燈配以合適的頭燈燈具，其車前照亮距離和右側的照亮寬度均超過鹵素燈的一倍以上，見Fig.1對比。
二種光源主要參數的對比示如表1：
車用氙氣金鹵燈的另一特點是功率小、發光體小，這不僅可將更多光收集到光束中，提高光利用率，而且燈具的散熱問題較為簡單，可以設計得更為小巧緊湊，使車頭設計可以更多從自身要求如速度和美觀等考慮，較少顧及車燈。
兩類前照燈光源的實際照明效果對比
二者的照亮距離和寬度示如Fig.1，圖中HID燈即為車用氙氣金鹵燈。
由Fig.1可見，車用氙氣金鹵燈的照明距離和寬度比鹵素燈成倍增加，駕車者能提前看清行進途程中的各種事物，即早采取因應措施，避開途程中的一切危險。正是由于上述諸多優點，自上世紀末歐、日開始大規模以此種車燈替代鹵素燈，目前他們的新款車太多已采用了車用氙氣金鹵燈。
據日本統計，在大力推廣車用氙氣金鹵燈以后，日本晚間的交通事故降低了30%，該統計充分表明這種新型車燈不僅高效節能而且對行車安全也大有助益。
車用氙氣金鹵燈的眩光
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駕車人員常感到迎面駛近的采用氙氣金鹵燈的車燈發射的眩光較多。一些行人也認為迎面駛來的使用這種燈的汽車燈光太刺眼了，這些反映雖然都是事實，但都是可以改進的。
1．什么是眩光：
人眼視物是靠物體本身的反射光來判別物體的形狀、大小、色澤、遠近等一切特征的，但是如果用以照射物體的光源直接射入人眼，由于這樣的光比物體反射的光強得多，因而會使人感覺刺眼、視物不清，容易疲勞，因此合適的燈都需配以燈具，保證燈光不直接射入人眼以消除眩光。
為了防止汽車發射的光束直接射入迎面駛近的駕車者的眼睛，因此對汽車前照燈光束作出了嚴格規定（ECE R 98），這一規定的主要內容可以歸結到Fig.2及表2中。Fig.2及表2的數據是在車前方25m處的垂直平面上的特定測試點位置及照度要求。
表2表明Fig.2中標注的每個點、每個區域均有嚴格的照度要求范圍，而其中最關鍵的就是在Ⅲ區（H-HV-H2以上區域）中照度不能超過1lux，這一規定的意義即在于光束不能射到迎面駛近的駕車者的眼中。
2．車用氙氣金鹵燈產生的眩光是由于燈的使用不當和燈泡設計上的缺陷造成的：
a. 燈和燈具不匹配：目前我國只有少數進口和國產高檔車裝配了車用氙氣金鹵燈，這些車燈很亮，眩光也能接受。但是目前中國市場上用的氙氣金鹵燈大多為改裝燈，汽修店將原裝鹵素燈卸去后直接換以車用氙氣金鹵燈即成，由于燈與燈具不匹配，加以換燈人員的專業水平不高，將燈換進燈具去后不懂得仔細調整光形，所以產生了較多眩光。
b. 燈泡本身設計缺陷產生了較多眩光
市場上常見燈的結構見Fig.3
這是一種當前歐、日普遍使用的燈的結構，為了提高電弧管工作溫度和使其在工作時更加穩定，在作為真正光源的電弧管1的外面加了一個直管形外罩殼2，該外罩殼構成了大量眩光。
如圖所示，當光束從空氣中非垂直投射到玻璃表面時將產生一定的反射（Fig.4），投射角i愈大反射分額也愈大。投射光進入玻璃介質后將被折射，當折射光傳播到另一側的玻璃——空氣界面時又將部分透射、部分反射。該界面處的反射光在回到原側界面時還將產生反射和透射，如此往返不已而使原斜入射光束變為Fig.4中沿箭頭A方向漫延的衰減光帶，投射角越大則光帶越強。
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