车用氙气金卤灯基本原理概述（上）
2007-07-19
作者：admin
来源：古镇灯饰
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摘要： 车用氙气金卤灯是一种小功率、高光效、长寿命放电灯，在它的微型电弧管泡壳中有一对高效、长寿命电极、充有
新一代前照灯光源——车用氙气金卤灯
车用氙气金卤灯是一种小功率、高光效、长寿命放电灯，在它的微型电弧管泡壳中有一对高效、长寿命电极、充有6个大气压氙气、适量的汞和数种定量配置的金属卤化物。这种灯的光效高达90~100lm/W，35W的灯泡可发射3200lm的光，与传统55W卤素灯相比，功率仅为后者的64%，而发射的光通量则为后者的3倍。
车用氙气金卤灯发光是靠电极间的放电而不是点灯丝，不存在烧断灯丝的问题，所以其寿命>3000小时，为传统卤素灯的10倍以上。对于一般家用汽车以每晚平均开车1小时计，用这种灯作汽车前照灯光源，可用8~10年，灯损坏时车也报废了。
车用氙气金卤灯已成为传统卤素前照灯光源的必然换代产品，在欧洲和日本已经广泛使用，但在我国目前这种灯主要还是在改装市场出现，少数原装车灯均仍采用进口产品。
传统的汽车前照灯光源——卤素灯
用作汽车前照灯的卤素灯为上世纪70年代发明，80年代普及。这种灯是在白炽灯中添加碘（溴）甲烷等卤素，工作时卤素和蒸发的钨结合成钨的卤化物，并以蒸汽形式回到空间使钨的蒸发速率降低，使得灯丝工作温度可从2850K提高到3000K，从而提高了光效。卤钨灯比前一代汽车前照灯光源——白炽灯的光效高一倍以上，寿命也有所延长，卤钨灯至今已使用30年以上。现代车辆的行驶速度比当年提高一倍以上，我国车辆的最高限速为120km/小时（欧洲并无车速上限），卤钨灯车前的照亮距离不过80m，对于现代车速这个距离太短了，当汽车发现前方80m处有障碍物时，两秒钟后车已到达，来不及采取有效措施常致酿成事故。
卤素灯与车用氙气金卤灯主要参数的对比
由表1可见，车用氙气金卤灯以64%的功耗发射比卤素灯高三倍的光通量，而灯寿命则延长10倍。这种灯配以合适的头灯灯具，其车前照亮距离和右侧的照亮宽度均超过卤素灯的一倍以上，见Fig.1对比。
二种光源主要参数的对比示如表1：
车用氙气金卤灯的另一特点是功率小、发光体小，这不仅可将更多光收集到光束中，提高光利用率，而且灯具的散热问题较为简单，可以设计得更为小巧紧凑，使车头设计可以更多从自身要求如速度和美观等考虑，较少顾及车灯。
两类前照灯光源的实际照明效果对比
二者的照亮距离和宽度示如Fig.1，图中HID灯即为车用氙气金卤灯。
由Fig.1可见，车用氙气金卤灯的照明距离和宽度比卤素灯成倍增加，驾车者能提前看清行进途程中的各种事物，即早采取因应措施，避开途程中的一切危险。正是由于上述诸多优点，自上世纪末欧、日开始大规模以此种车灯替代卤素灯，目前他们的新款车太多已采用了车用氙气金卤灯。
据日本统计，在大力推广车用氙气金卤灯以后，日本晚间的交通事故降低了30%，该统计充分表明这种新型车灯不仅高效节能而且对行车安全也大有助益。
车用氙气金卤灯的眩光
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驾车人员常感到迎面驶近的采用氙气金卤灯的车灯发射的眩光较多。一些行人也认为迎面驶来的使用这种灯的汽车灯光太刺眼了，这些反映虽然都是事实，但都是可以改进的。
1．什么是眩光：
人眼视物是靠物体本身的反射光来判别物体的形状、大小、色泽、远近等一切特征的，但是如果用以照射物体的光源直接射入人眼，由于这样的光比物体反射的光强得多，因而会使人感觉刺眼、视物不清，容易疲劳，因此合适的灯都需配以灯具，保证灯光不直接射入人眼以消除眩光。
为了防止汽车发射的光束直接射入迎面驶近的驾车者的眼睛，因此对汽车前照灯光束作出了严格规定（ECE R 98），这一规定的主要内容可以归结到Fig.2及表2中。Fig.2及表2的数据是在车前方25m处的垂直平面上的特定测试点位置及照度要求。
表2表明Fig.2中标注的每个点、每个区域均有严格的照度要求范围，而其中最关键的就是在Ⅲ区（H-HV-H2以上区域）中照度不能超过1lux，这一规定的意义即在于光束不能射到迎面驶近的驾车者的眼中。
2．车用氙气金卤灯产生的眩光是由于灯的使用不当和灯泡设计上的缺陷造成的：
a. 灯和灯具不匹配：目前我国只有少数进口和国产高档车装配了车用氙气金卤灯，这些车灯很亮，眩光也能接受。但是目前中国市场上用的氙气金卤灯大多为改装灯，汽修店将原装卤素灯卸去后直接换以车用氙气金卤灯即成，由于灯与灯具不匹配，加以换灯人员的专业水平不高，将灯换进灯具去后不懂得仔细调整光形，所以产生了较多眩光。
b. 灯泡本身设计缺陷产生了较多眩光
市场上常见灯的结构见Fig.3
这是一种当前欧、日普遍使用的灯的结构，为了提高电弧管工作温度和使其在工作时更加稳定，在作为真正光源的电弧管1的外面加了一个直管形外罩壳2，该外罩壳构成了大量眩光。
如图所示，当光束从空气中非垂直投射到玻璃表面时将产生一定的反射（Fig.4），投射角i愈大反射分额也愈大。投射光进入玻璃介质后将被折射，当折射光传播到另一侧的玻璃——空气界面时又将部分透射、部分反射。该界面处的反射光在回到原侧界面时还将产生反射和透射，如此往返不已而使原斜入射光束变为Fig.4中沿箭头A方向漫延的衰减光带，投射角越大则光带越强。
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