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激光大灯来临,卤素灯源过时了吗?

些车采用氙气/卤素大灯混搭的形式,但无可否认的是,老旧的卤素大灯绝对不是一无是处。至于为何,请让小编为您细细道来。


所周时,北京最严重的雾霾潮刚刚过去,一波新的雾霾又将来临。至于雾霾到底什么时候能治理好我们并不知道,但是当北京在雾霾的笼罩之下,卤素大灯却显示出来了它的优势,那就是穿透力很强。


卤素大灯的由来


卤素灯其实就是生活中我们使用白炽灯的升级版,加入卤族元素的应用,能使得白炽灯的亮度提高1.5倍,同时使用寿命也是普通白炽灯的2-3倍。为了提高白炽灯的发光效率,首先要提高钨丝的温度,但相应会造成钨的升华,并凝华在玻璃壳上使之发黑。在白炽灯中充入卤族元素或卤化物,利用卤钨循环的原理可以消除白炽灯的玻壳发黑现象,这就是卤素灯的由来。

我们在路上看到的车,大灯为黄色的十有八九是装配了卤素大灯的车型。从效果上看,卤素大灯由于色温偏低,大约为2700-3100K,所以造成光线颜色偏暖黄。在光线黑暗的情况下,偏黄的卤素灯没有氙灯那么显眼,但是基本可以满足夜间正常使用。目前市面上仍有大多数家用车配备的是卤素大灯,卤素大灯成本低、使用效果也还算不错,成为了绝大多数经济适用型车辆的最好选择。


卤素大灯到氙气大灯的进化


卤素灯泡虽然相比传统白炽灯泡虽然寿命更长也更耐用,但卤素灯泡依然是利用灯丝发热进而发光的原理,因此发热量大、耗电、亮度不高依然是其不可克服的先天缺陷。于是,在1991年,德国宝马汽车公司发表了汽车氙气放电灯的原理:氙气大灯的两个电极上分别涂有水银和碳素化合物,通过电子镇流器,将汽车电池12V电压瞬间提升到23KV以上,触发石英灯泡内所填充高压惰性气体——Xenon氙气,从而将氙气电离形成电弧放电并使之稳定发光。飞利浦公司花费5年时间研制出了成熟的车用氙气放电灯,但最早装备氙气头灯的却是1995年的新款奔驰E级轿车。

氙气车灯的灯光色温高,能发出4300K~12000K的高色温,而日光也才6000K的色温,因此氙气大灯能为驾驶者创造出更佳的视觉条件。而且氙气大灯的能耗仅是卤素大灯的一半,使用寿命则是卤素灯的七倍。但是因为氙气灯的光强比卤素灯大很多,因此更容易让对向驾驶员产生眩光,所以氙气大灯具的设计、制造和安装非常严格,一般都要搭配光学透镜以更好的控制灯光照射方向。


科技产物:LED大灯


虽然氙气大灯有诸多优势,但随着科技的发展,对于灯光的需求越来越高,例如智能大灯系统等。最早出现的随动转向功能使用氙气大灯还能勉强应付,而如今对于需要更加复杂的变光技术等功能,甚至要能分别调节灯光照射区域,对于氙气大灯来说就显得力不从心了。于是,在这种情况下,LED大灯脱颖而出。

如果说氙气大灯的应用是让亮度完成了一个飞跃,那LED的加入就是为车灯炫目艺术化拉开了帷幕。早在1936年第一个具有现代意义的LED便诞生了,也就是所谓的发光二极管,不过那时的LED只能发出微弱的红光而且使用条件也很局限。直到90年代中期,我们现在看到的发出可见白光的LED才算正式推广,而且在这几十年里,LED在发展过程中衍生出了红、黄、蓝、绿等多种颜色。

不过,LED大灯也并非那么简单,单个LED的光照亮度并不高,要达到氙气大灯的亮度,则必须要一个LED灯组来实现,那么散热效率会降低,同时维修也会更加昂贵。但是LED大灯的优势非常明显,首先是更加节能,LED的发光效率达80%~90%同时能耗仅为卤素灯的1/20,其次是目前应用的LED元件寿命基本都能达到5万小时,而更好的LED原件寿命可达10万小时,亮度衰减也非常小。相比之下,氙灯的寿命仅为3000小时左右。最重要的是,LED体积更小,灯组的造型更自由,能适应各种车灯造型,而且LED灯组还能实现精确的灯光控制,为智能灯光系统的实现提供了可能性。


跨时代的产物:激光大灯


那么,要说到最新的,还是来自于宝马的激光大灯。不过激光并非刚刚诞生,早在1960年前苏联科学家尼古拉·巴索夫就已发明了半导体激光器。相比LED,激光技术的最大提升在于它的集成性,它仅有LED体积的百分之一,却又具有其千倍的亮度。同时由于激光是几乎平行的光束,不会产生光散现象,所以其传送的能量非常集中,这也是激光能作为测距、医学、成像甚至是武器的原因。

而谈到激光大灯在汽车上的应用,那么最具成效的非宝马莫属。宝马i8搭载的这款激光灯亮度比LED增加了百分之七十之多,而照射距离则是传统LED的两倍。也许从外观上看它与LED没什么区别,但激光的发光二极管长度仅有10微米,比目前小型LED短了近百倍,而且它可以做成各种形状,这也会颠覆传统的车头设计理念。如果不远的未来你在路上看到一辆车没有大灯,那么它不是激光技术就是真的没有。


卤素灯源的优势


那么氙气大灯、LED大灯以及激光大灯,都有着比卤素大灯更现今的优势,为什么许多车辆还配备如此过时的产物呢?一种原因是为了控制成本,还有一种则是卤素大灯有着其余三种大灯所达不到的优势,那就是穿透里很强。即使一辆车上远、近光灯依然采用氙气灯源或LED灯源,但是依然会有着采用卤素灯源的雾灯,如此的设计正是为了在雨、雪、雾的天气中使得灯光有着较优秀的穿透能力,为驾驶员创造良好的视觉条件。

那么卤素大灯为什么穿透力更强?众所周知,大灯的穿透力与其色温有着很大的关系,越低的色温穿透力越强,但是相应的亮度也会越低。那么为什么色温越低,穿透力越强呢?这与颜色的波长有很大的关系。对于单色光来讲最准确的表达颜色的方法是用波长,波长是指波在一个振动周期内传播的距离,在可见光区域中,红色波长最长,所以能见度最高,这也是为什么红色用作警示灯,因为从远距离就可以看到。

白色光属于多种颜色的光谱混合而成的,那么就没有办法用单一的波长去表达了。所以就出现了普朗克色温轨迹。根据普朗克色温轨迹可以清晰的看出,红色波长最长,但是色温偏低,而卤素大灯的色温接近于红色色温,所以使得它有较强的穿透力。

氙气大灯的色温约为4300K~12000K,LED大灯约为5500K左右,而激光大灯与LED大灯色温基本一致。但是因为激光大灯内采用的激光二极管,光束集中,灯光发散低,所有拥有所以激光大灯比LED大灯更远的照射距离。氙气大灯渐渐会被LED、激光大灯所取代,但是是否能最终取代卤素雾灯,还需看市场的发展,毕竟卤素大灯还有着穿透力强的优势。

总结

虽然卤素灯看似已经非常落后,过时,但是其穿透能力也是很多种光源所达不到的。而氙灯、LED大灯乃至激光大灯,即使照射距离远,亮度高,在雾、雨的天气中也没办法做大较强的穿透,这是它们的短处之一。

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