《發(fā)射對稱近光和/或遠光的機動車前照燈》國家標準解讀

文 /費 音

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，摩托車最高行駛速度的提高，對摩托車前照明技術不斷提出更高的要求，希望能有更遠的照明距離，更高的照明亮度，更穩(wěn)定的性能，更長的使用壽命等。與此同時，車輛外形設計追求時尚化和個性化，也對前照燈的外形提出相應的要求。為了配合這些需求，與時俱進的新光源和新技術也越來越多地應用在摩托車燈具中。

新型光源技術的進展，不僅出現(xiàn)了更多的新型鹵素光源，同時氣體放電光源和LED模塊等光源，在摩托車前照燈上的應用也越來越廣泛。此外，塑料配光鏡、反射鏡可調的半封閉式摩托車前照燈和彎道照明等技術也早已在國內的摩托車前照燈產(chǎn)品上廣泛使用。

為了進一步規(guī)范摩托車前照燈的應用，國家發(fā)布實施了GB 19152-2016《發(fā)射對稱近光和/或遠光的機動車前照燈》。新標準是對GB 5948-1998《摩托車白熾絲光源前照燈配光性能》的部分取代和GB 19152-2003《輕便摩托車前照燈配光性能》的修訂。新版標準除了保留舊版標準的光色要求外，充分考慮了摩托車產(chǎn)品對新光源技術的應用；同時，對于摩托車前照燈塑料配光鏡、反射鏡可調的半封閉式摩托車前照燈和彎道照明等技術要求也進行規(guī)定，并提出相應的試驗方法。此外，考慮到前照燈已開始應用更亮更高效的新光源，新版標準中新增了三套新的配光性能要求，供設計車速較高的摩托車選用；鑒于前照燈在主動安全中的重要性，新版標準中還新增了功能穩(wěn)定性的性能要求及試驗方法。為更好地執(zhí)行新標準，本文對新標準中新增主要內容進行以下解讀。

一、一般要求和光色

一般要求主要包括光束調整裝置的要求，燈體上除關于光源的標記要求以外，對于切換光束的裝置，規(guī)定了其有效使用次數(shù)。為了不影響車輛的行駛安全，標準要求切換裝置在發(fā)生故障時，仍能滿足特定點的配光要求；前照燈要求發(fā)射白色光。

二、前照燈的光源要求

舊版國家標準中限定了前照燈使用的光源種類，僅允許使用S1、S2、S3、S4普通白熾燈絲燈泡或HS1、HS2鹵素燈絲燈泡。新標準允許前照燈裝用無使用限制的燈絲燈泡光源，也可以裝用LED光源和氣體放電光源，這給了主機廠更大的選擇空間。

為了保證前照燈的發(fā)光效率，標準中不同級別、裝用不同光源的前照燈，對光源基準光通量或目標光通量提出了限制性要求（見表1）。

表1 各級別前照燈對光源的要求

1. 燈絲燈泡光源

燈絲燈泡包括白熾燈光源和鹵素燈絲燈泡。其中白熾燈光源發(fā)光效率低、壽命短，鹵素燈絲燈泡壽命較長、亮度高，應用較廣泛。機動車上常用的燈絲燈泡在國際上和國內都已經(jīng)標準化，同種燈泡的互換性較好。

新標準中允許使用相關國外先進法規(guī)中的燈絲燈泡，摩托車前照燈使用國際最新研發(fā)出的鹵素燈泡成為可能。

2. 氣體放電光源（HID）

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，使用壽命長、能耗低，人眼的接受度及舒適度很高，能有效提高駕駛的安全性。由于氣體放電光源發(fā)光原理，紫外線（UV）輻射可能較高，故在標準中新增透鏡零件抗氣體放電光源的UV照射要求（即光源輻照試驗），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，故新標準中規(guī)定：應考察特定測試點在點亮4 s時的亮度。

3. 發(fā)光二極管（LED）光源

LED是一種固體電致發(fā)光的器件，屬于冷光源，具有使用壽命長、能耗低、體積小，且耐震動和耐沖擊性能較好的特點；響應時間短，可瞬間點亮，受電壓變化的影響小，可利用它的這些特性來提高機動車行車安全性。

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，故新標準中包含了對于LED 模塊和電子光源控制器的一般要求、照度和色度的溫度穩(wěn)定性要求等。

車燈白光LED的發(fā)光原理是由藍光激發(fā)得到的，藍光波長較短，需要控制整個光源發(fā)出的紫外輻射。因此，新標準中針對LED模塊的主要技術內容，如：LED模塊光譜分布的要求；相應的測試方法，如：塑料材料透光零件的UV輻射試驗要求（即光源輻照試驗）等進行了規(guī)定。

需要注意的是，不管哪個級別的前照燈，其基本近光、彎道照明和每個遠光均不允許混合包含LED模塊和其他光源。

三、前照燈的配光要求和配套測試方法

1. 前照燈配光要求

圖1 A級前照燈近光配光屏幕

基本A級前照燈近光配光性能測試點布置（見圖1）是針對輕便摩托車前照燈配光性能提出的要求。由于輕便摩托車設計車速較慢，相應的前照燈配光性能要求測試點較少、測試點限值要求也較低。

B級前照燈近光配光性能測試點布置，與GB 5948-1998所規(guī)定的摩托車前照燈配光性能要求相比，基本沒有變化（見圖2）。C級、D級和E級前照燈近光配光性能測試點布置見圖3。

圖2 B級前照燈近光配光屏幕

圖3 C、D和E級前照燈近光配光屏幕

需要注意的是，除A級前照燈外，其他級別的前照燈均新增了存在次級遠光前照燈的概念，其功能是與一個近光前照燈或一個主遠光前照燈共同發(fā)光產(chǎn)生遠光。這些配光測試點和區(qū)域的位置分布分為主遠光前照燈和次級遠光前照燈兩個不同要求。

2. 前照燈的附加試驗要求

為考核反射鏡調節(jié)時對光型產(chǎn)生的不良影響，對于反射鏡可調的半封閉式前照燈，應進行附加試驗。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，試驗后遠近光燈配光性能的幾個特定測試點配光值應符合要求。

3. 明暗截止線的照準要求

為了將測試實驗室對于明暗截止線質量的評判統(tǒng)一為定量的，而不是定性的，避免對實驗結果產(chǎn)生不同影響。標準中新規(guī)定了近光前照燈明暗截止線的定義、銳度以及通過明暗截止線進行照準的步驟，并設定了測試位置和數(shù)據(jù)處理的數(shù)學模型。

4. 彎道照明配光性能要求

新標準還納入了彎道照明的相關內容，規(guī)定了基本近光和相應的彎道照明共同點亮的配光測試要求和相應試驗方法。

5. 球面坐標測試系統(tǒng)

新標準對配光性能的測試提出了一種新的測量方式，即采用球面坐標系統(tǒng)對燈具的發(fā)光強度進行測試；所有測量點坐標都由球面坐標系的空間坐標位置表示，測量限值的單位也由照度轉換為發(fā)光強度。

四、前照燈的配光性能穩(wěn)定性試驗

機動車前照燈的功能穩(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，要求進行兩個不同的試驗，它們分別是配光性能穩(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。

1. 配光性能的穩(wěn)定性試驗

① 清潔的前照燈

前照燈樣品裝在支架上，點亮12 h，試驗電壓也有相應規(guī)定。試驗后需要進行目視檢驗，并且試驗前后要對遠近光燈配光性能的幾個特定測試點進行測試，考察測量值變化的百分比。

② 污染的前照燈

清潔的前照燈試驗完成后，在配光鏡上均勻敷涂特定配方的試驗混合物，混合物配方根據(jù)配光鏡的材質不同（玻璃或是塑料）而有所不同，隨后點亮1 h，清潔后進行目視檢驗，并且試驗前后要對遠近光燈配光性能的幾個特定測試點進行測試，考察測量值變化的百分比。

2. 受熱影響下，明暗截止線垂直位置的變化試驗

配光性能穩(wěn)定性試驗完成后，樣品在不從支架上卸下或不作重新調整的情況下，長時間點亮前照燈，其點亮3 min和60 min時近光明暗截止線的垂直位置偏移應符合要求。

五、塑料配光鏡前照燈的要求

塑料配光鏡目前已經(jīng)替代傳統(tǒng)的玻璃配光鏡，廣泛地應用在機動車前照燈產(chǎn)品中。但，塑料光學器件的耐磨性和耐候性等性能，相比玻璃材質，仍有一定差距，故應對其進行有針對性地性能試驗考核。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行試驗。

1. 對塑料材料進行的試驗

① 耐溫試驗

使用完整的配光鏡試樣，經(jīng)歷五個循環(huán)的高低溫試驗，試驗前后要對遠近光燈配光性能的幾個特定測試點進行測試，考察測量值變化的百分比。

這個試驗是考核塑料配光鏡的熱變形是否影響配光性能。

② 耐候性試驗和耐化學試劑試驗

耐候性試驗：指使用配光鏡試樣，進行特定能量輻射和噴水試驗，試驗后要目視檢驗試樣外表面是否損傷，并且試驗前后要測量試樣的透過率變化。這個試驗是考核塑料材料長期耐光照的能力。

耐化學試劑試驗：指使用經(jīng)過耐候性試驗的配光鏡試樣，使用一定配方的化學試劑，對配光鏡施以一定壓力與試驗混合物接觸，清洗后，目視檢驗試樣外表面是否有污痕，并且光源輻照試驗和耐化學試劑試驗的前后要測量試樣的漫射透過率變化。

這個試驗是考核試樣經(jīng)歷過長時間光照之后，是否會導致其對化學試劑的耐受性顯著下降，造成漫反射程度的改變。

③ 耐洗滌劑和燃油試驗

使用配光鏡試樣，加熱后浸入洗滌劑混合液中，隨后加熱干燥和清潔，之后使用燃油輕擦和干燥，兩個試驗前后要測量試樣的透過率變化。

這個試驗是考核塑料材料對這兩種常見有機溶劑的耐受性。

④ 機械磨損試驗

使用配光鏡試樣，用含砂噴射水流垂直噴射于樣品表面，試驗前后要測量試樣的透過率變化和漫射透過率變化。

這個試驗是考核塑料材料的耐擦傷性能。

⑤ 配光鏡涂層附著力試驗

配光鏡涂層是配光鏡外表面上使用的一層或多層涂料產(chǎn)品，是配光鏡的表面防護層。這個試驗使用配光鏡試樣，用“百格法”進行測試，即在涂層上劃網(wǎng)格，貼上檢測用的粘膠帶，之后以一定的速度揭起粘膠帶，試驗后目視檢測網(wǎng)格是否有可見損傷。

這個試驗是考核配光鏡涂層與塑料本體的附著力。

⑥ 光源輻照試驗

前照燈的所有透光塑料部件的扁平樣品在前照燈光源下進行連續(xù)長時間的不間斷暴露試驗。這個試驗是考核燈具塑料部件對前照燈光源中UV輻射的耐受力。需要注意的是，對于低UV輻射的光源或存在UV輻射遮蔽的燈具，該實驗可以豁免。

2. 對整燈進行的試驗

機械磨損試驗：該試驗方法與塑料材料進行的該項試驗相同，試驗前后對配光性能幾個特定測試點進行測試，考察測量值變化的百分比。

配光鏡涂層附著力的試驗方法和判定與塑料材料進行的該項試驗相同。

六、結 語

前照燈在長期的使用過程中，由于光源的逐漸老化，外部環(huán)境的污染，可能影響前照燈的配光性能，從而影響駕駛員的安全駕駛，或者對迎面駛來的汽車駕駛員造成眩目，妨礙視野等等，這些都可能導致行車事故的發(fā)生。因此，新發(fā)布實施的摩托車前照燈國家標準，內容包括的試驗種類繁多，這也是為了保證摩托車的行車安全而設計的，摩托車前照燈應根據(jù)這些國家標準對產(chǎn)品質量進行嚴格控制，這樣才能對主機開發(fā)、國內外貿易、產(chǎn)品認證和質量控制起到積極作用，符合“安全、節(jié)能、環(huán)?！钡囊?。新版標準順應了新技術的發(fā)展方向，希望企業(yè)的相關部門通過有效執(zhí)行新標準，對使用新技術的產(chǎn)品性能進行正確評判，從而可以有效起到控制產(chǎn)品質量的作用。