汽車前照燈國家標(biāo)準(zhǔn)解讀

文/費音

【機(jī)動車專欄】

汽車前照燈國家標(biāo)準(zhǔn)解讀

文/費音

汽車前照燈是重要的汽車照明器件，是保證汽車安全運行的重要部件之一。本文對汽車前照燈產(chǎn)品的性能要求進(jìn)行了介紹，對GB4599－2007《汽車用燈絲燈泡前照燈》、GB21259－2007《汽車用氣體放電光源前照燈》和GB25991－2010《汽車用LED前照燈》國家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了深層解讀和分析，為我國汽車燈具生產(chǎn)企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量提供一些借鑒和幫助。

汽車前照燈 標(biāo)準(zhǔn) 安全品質(zhì)

近年來，隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和行車速度的提高，確立各種標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)對汽車各項參數(shù)進(jìn)行規(guī)范，以保證汽車的產(chǎn)品質(zhì)量以及人們越來越高的使用體驗和安全要求是非常必要的。由于汽車前照燈對于保證行車安全非常重要，汽車前照燈的標(biāo)準(zhǔn)在汽車標(biāo)準(zhǔn)中占有非常重要的地位。

目前我國適用于汽車前照燈產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)有3個，包括GB 4599－2007、GB 21259－2007和GB 25991－2010。這3個標(biāo)準(zhǔn)雖然分別適用于不同光源的汽車前照燈，但對整燈的一般要求、顏色、配光性能及試驗方法、配光性能穩(wěn)定性試驗、塑料材料配光鏡等技術(shù)要求做出了統(tǒng)一的規(guī)定。

一、共性技術(shù)內(nèi)容

一般要求除了汽車前照燈要求發(fā)射白色光（在1931 CIE-XYZ系統(tǒng)中，白色光區(qū)域在x-y色度圖中的位置，如圖1所示）外，還包括光束調(diào)整裝置以及安裝光源時避免誤操作等方面的內(nèi)容。為了不影響車輛的行駛安全，標(biāo)準(zhǔn)要求汽車前照燈在發(fā)生故障時，仍能滿足特定點的配光要求。

在車輛燈具的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，配光性能是最重要的技術(shù)參數(shù)，在汽車前照燈標(biāo)準(zhǔn)中也同樣如此。汽車前照燈要求近光燈具有足夠的照明和不眩目，遠(yuǎn)光燈具有良好的照明。因此，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測試點位置和照度限值都相對復(fù)雜。

近光燈具有一條清晰明顯的明暗截止線。截止線上方為暗區(qū)，避免對來車的眩目，截止線下方為亮區(qū)，對路面和兩側(cè)提供足夠的照明。在燈具前方25 m處的配光屏幕上，近光燈的主要配光測試點分布如圖2所示，每個測試點及其限值都有其特定含義（可參見圖3和表1）。

圖3 近光燈的主要配光測試點含義圖

表1 近光燈主要配光測試點的含義表

為了達(dá)到更好的照明效果，標(biāo)準(zhǔn)要求遠(yuǎn)光燈最大照度區(qū)域在HV點附近，兩側(cè)照度遞減，遠(yuǎn)光燈的主要配光測試點分布如圖4所示。

圖4 遠(yuǎn)光燈的主要配光測試點分布圖

試驗方法中除了對試驗暗室、裝置及設(shè)備、試驗電壓和試驗光通量進(jìn)行規(guī)定外，還對汽車前照燈配光測試的照準(zhǔn)和附加試驗進(jìn)行了規(guī)定。

①配光測試的照準(zhǔn)

a.近光照準(zhǔn)

利用近光燈明暗截止線的水平部分和轉(zhuǎn)折處的位置對光型位置進(jìn)行調(diào)整。必須要說明的是，如果有彎道照明光束時，要根據(jù)彎道照明的獲得方式對其進(jìn)行照準(zhǔn)：若彎道照明光束是通過旋轉(zhuǎn)近光光束或水平移動明暗截止線轉(zhuǎn)折處的方法獲得時，測量可使用測角計對前照燈總成完成水平重新照準(zhǔn)，如圖5所示：

圖5 彎道照明利用測角計重新照準(zhǔn)圖示

如果彎道照明通過移動前照燈的一個或多個光學(xué)部件，而明暗截止線轉(zhuǎn)折處在水平方向保持不動的方法獲得時，測量應(yīng)在這些光學(xué)部件位于極端操作位置時進(jìn)行。

如果彎道照明通過增加一個光源，而明暗截止線轉(zhuǎn)折處在水平方向保持不動的方法獲得時，測量應(yīng)在該光源點亮?xí)r進(jìn)行，如圖6所示：

圖6 增加一個光源的彎道照明照準(zhǔn)圖示

b.遠(yuǎn)光照準(zhǔn)

汽車前照燈的照準(zhǔn)應(yīng)以近光燈作為照準(zhǔn)的基準(zhǔn)，即在近光照準(zhǔn)后，測量遠(yuǎn)光時不允許再調(diào)整光型位置；對于可以單獨調(diào)節(jié)的遠(yuǎn)光燈，則利用光束最大照度區(qū)域中心位置進(jìn)行調(diào)整。

對于反射鏡可調(diào)的半封閉式前照燈，要進(jìn)行附加試驗。

垂直方向移動反射鏡到固定角度，利用測角計反方向重新照準(zhǔn)，試驗后遠(yuǎn)近光燈配光性能的幾個特定測試點配光值應(yīng)符合要求。這個試驗是考核反射鏡調(diào)節(jié)時不應(yīng)對光型產(chǎn)生不良影響。

②配光性能穩(wěn)定性試驗

汽車前照燈因為其作用的重要性，其功能穩(wěn)定性非常重要。由于燈具無論使用何種光源，長時間工作后的熱量積累都會對燈具功能穩(wěn)定性產(chǎn)生很大影響。為了考核前照燈配光性能的穩(wěn)定性，要進(jìn)行兩個不同的試驗，分別是清潔的前照燈、污染的前照燈配光性能穩(wěn)定性試驗和受熱影響下明暗截止線垂直位置的變化試驗。

③塑料材料配光鏡的要求

塑料具有質(zhì)量輕、易成型、成本低等優(yōu)點。因此，塑料配光鏡已經(jīng)替代傳統(tǒng)的玻璃配光鏡，越來越廣泛地應(yīng)用在汽車前照燈產(chǎn)品中。但是，塑料光學(xué)器件的耐磨性和耐候性等性能比玻璃材質(zhì)差，為保證該材料能滿足實際使用要求，應(yīng)對其進(jìn)行有針對性的性能試驗考核。

對于配光鏡為塑料材料的前照燈而言，要分別對塑料材料和整燈進(jìn)行試驗。其中，塑料材料試驗有：耐溫試驗、光源輻照試驗、耐化學(xué)試劑試驗、耐洗滌劑和燃油試驗、機(jī)械磨損試驗和配光鏡涂層附著力試驗；整燈試驗有：機(jī)械磨損試驗和配光鏡涂層附著力試驗。

二、不同技術(shù)內(nèi)容對照

當(dāng)前使用在汽車前照燈上的光源有燈絲燈泡、氣體放電光源和LED模塊3種，由于不同的光源有其固有的不同特性，上述3個前照燈國家標(biāo)準(zhǔn)因其適用的產(chǎn)品光源不同，也有其各自不同的性能要求。

燈絲燈泡包括白熾燈光源和鹵素?zé)艚z燈泡。其中白熾燈光源發(fā)光效率低、壽命短，鹵素?zé)艚z燈泡壽命較長、亮度高，應(yīng)用較廣泛。GB 4599－2007中列出了常用燈絲燈泡的光電性能等參數(shù)，便于參考和使用標(biāo)準(zhǔn)。

汽車上常用的燈絲燈泡在國際上和國內(nèi)都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，同種燈泡的互換性較好。絕大多數(shù)客車、貨車和部分轎車前照燈均采用這種光源。

氣體放電光源（HID）是利用高壓、超高壓惰性氣體的放電現(xiàn)象制成的高效率光源。不僅使用壽命長、能耗低，而且人眼的接受度及舒適度很高，有效地保證了駕駛的安全性，已經(jīng)有越來越多的汽車廠商將氣體放電燈作為前照燈的標(biāo)準(zhǔn)配置。

由于氣體放電光源發(fā)光原理，紫外線（UV）輻射可能較高，因此在GB 21259－2007中，有透鏡零件抗氣體放電光源的UV照射要求，如果使用低UV光源，則可以免去這個試驗。

同時，由于氣體放電光源在接通電源至穩(wěn)定點亮需要有一段時間，故GB 21259－2007中規(guī)定應(yīng)考察特定測試點在點亮4 s時的亮度，并且所有的配光測試應(yīng)在點燈10 min后進(jìn)行。

發(fā)光二極管（LED）是一種固體電致發(fā)光的器件，屬于冷光源。自以GaN為基礎(chǔ)的藍(lán)光二極管出現(xiàn)后，利用藍(lán)光激發(fā)原理產(chǎn)生白光，LED光源開始應(yīng)用于汽車前照燈。

LED光源是冷光源，使用壽命長、能耗低、體積小，且耐震動和耐沖擊性能較好；響應(yīng)時間短，可瞬間點亮，受電壓變化的影響小，可利用它來提高汽車行車安全性。LED光源前照燈目前還處于從研發(fā)走向應(yīng)用的階段，距離規(guī)模使用還有一定距離，只有少量高端乘用車才配備該類前照燈光源，但LED前照燈在汽車上的應(yīng)用前景是廣闊的。

與傳統(tǒng)的熱輻射光源不同，LED光源實際上是一個電子器件，在GB25991－2010中包含了對于LED模塊和電子光源控制器的一般要求、LED前照燈或LED模塊的顯色性要求、照度和色度的溫度穩(wěn)定性要求、塑料材料透光零件的抗UV輻射試驗要求、前照燈耐溫度循環(huán)試驗、前照燈電源的極性反接和過電壓要求等。

三、結(jié)語

在汽車行駛過程中，前照燈的性能對駕駛員的安全駕駛有很大影響，照明不充分會影響視野，亮度過高則會對駛來的汽車駕駛員造成眩目。雖然汽車前照燈在整車中體積不大，但在汽車的安全性能中有著非常重要的地位。故我國對汽車前照燈不但制定了強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，考核整燈的各方面性能，而且針對每種光源的不同特性設(shè)置了各種試驗，以保證前照燈的安全質(zhì)量，保證汽車的行車安全。對汽車前照燈國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行解讀，了解標(biāo)準(zhǔn)的試驗項目設(shè)置原理，有利于生產(chǎn)廠家進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)、提高產(chǎn)品質(zhì)量，對于產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展起到積極作用。

Vehicle's headlamp is one of the most important safety parts on vehicle.This article introduced the technical requirements of automotive headlamps,and then analyzed and interpreted the technical contents of the national standards GB4599-2007，GB21259-2007,and GB21259-2010.It provided helpful information for the lamp enterprises to improve the product quality.

Motor vehicle headlamp;Standard;Safety Quality

（作者單位：上海機(jī)動車檢測中心）