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车用氙气金卤灯基本原理概述(上)

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上传时间: 2007-07-19

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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。
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