【科技單元】車用燈具

闇夜的守護神 夜晚的阿波羅

記者:文/Ray、整理/Ero 2007-12-13

夜幕低垂、華燈初上,夜晚的美景總是需要燈光來陪襯,看著夜晚的霓虹閃爍,那景像總是令人陶醉。然而當行駛在夜晚的道路上,如果沒有車燈,那是件多可怕的事啊!車燈,駕駛人夜晚的守護神,提供照明,讓駕駛人能夠看清前方視線。這樣一個汽車部品,是每部汽車不可或缺的。從最早的鹵素燈,至今日的高科技HID、LED,車燈的發展已非同日可語,無論是規格或功能性都更講究。
車燈,這個早已和車身融為一體的部品,你是否能真正了解它的重要性?

現行的車頭燈規格

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話說汽車發明時,電燈也才剛處於起步的狀態。那時的汽車還未在車上裝置如今日般大量的電系用品,更遑論是車燈了。時至今日,車燈早已成為汽車不可或缺的照明工具,同時也在功能性以及造型上大有進步。首先就先對現今的車用市場頭燈規格以表格加以說明:

類別

使用形式\

備註

H1

單心鹵素燈

 

H2

單心鹵素燈

早期的美規車使用

H3

單心鹵素燈

多半為霧燈

H4

雙心鹵素燈

遠近燈共用

H3C

單心鹵素燈

 

H7

單心鹵素燈

 

H11

單心鹵素燈

 

9004

雙心鹵素燈

 

9005、9006

單心鹵素燈

9006為近燈、9005為遠燈

9007

雙心鹵素燈

遠近燈共用

D2S

HID氣體放電式

 

D2R

HID氣體放電式

 

R2

單心鹵素燈

PEUGEOT 205使用


目前市面上車頭燈多半都還是以鹵素燈為主,但近年來由於HID技術的進步以及成本的降低,越來越多車廠選用HID頭燈做為標準配備。甚至更有許多車廠還加上了主動轉向頭燈系統,如:MERCEDES-BENZ、TOYATA、FORD等車廠,都在自家高級車款上選用HID加上主動式頭燈轉向系統,提供駕駛人更安全的照明。不過總體而言,HID的成本還是較一般鹵素燈來的高,同時機構也較為複雜,使用的車輛較少。但HID光源可媲美太陽光,其亮度高且平均,已有越來越多車廠車型將HID列為標準配備。
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另一種常被高級車款拿來做為尾燈或是煞車燈的便是LED。LED相較於傳統燈泡,具有:體積較小、反應較一般傳統燈泡來的快、壽命較長且不易衰減,同時具備環保以及低電流低電壓的優點。目前常見的應用除了在車燈(如儀錶板、室內燈等)之外,許多交通號誌也都採用LED做為光源。


HID氣體放電式頭燈的緣起與原理

HID為High Intensive Discharge的縮寫,意即透過高壓放電來發光。HID不同於以往的鹵素燈用鎢絲傳導的原理,而是利用將惰性氣體(也就是氙氣,「氙」音ㄒㄧㄢ)灌入石英燈管內,在以安定器將12伏特的電流轉換成23000伏特的高壓電,激發石英燈管內的氙氣電子游離,形成電弧光而持續發光。

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最早應用在車燈上的HID是著名的燈具製造商HELLA於1991年德國法蘭克福車展中展出的MERCEDES-BENZ F-100車頭燈上,這項新的照明技術從此被用在車用照明上。HID的亮度是一般鹵素頭燈的3倍之多,且壽命也比一般鹵素頭燈多了5倍,同時也具備了省電的特性,其35W的電力比傳統鹵素頭燈的65W省了將近快50%。更重要的是照射長度也比一般頭燈來的長,更增添了行車的安全性。
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一般車用HID多半都會採用投射型的燈罩,這是因為HID有著與鹵素頭燈不一樣的發光特性。一般鹵素頭燈,由於發光原是鎢絲,只要經過反射作用,便可達到照明的功用。然而氣體放電的HID,由於發出的光為發散形,需要凸面鏡來聚光投射,這也是為何我們常會在裝配HID頭燈的車型上見到類似「魚眼」的投射燈具,為的就是將原本是發散的光形加以聚光投射,以達到照明效果。然而許多自行改裝的HID頭燈因為沒有加上凸面鏡,其發散的光形不僅未能達到預期的照明效果,反而會讓對向車看來刺眼。
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色溫(K)的差別,也會影響HID的照明功能。一般而言,HID的色溫以接近太陽光的4200K為最佳。一般市面上有6000K(偏白)、8000K(偏藍)的產品,其穿透率都不若4200K來的佳,尤其是雨天或是霧中穿透率更是差,且看來刺眼也常造成其他用路人的困擾。以下附上色溫變化表:

 

 

晴朗藍天

12,000 ~ 25,000 °K

日蔭下

10,000 °K

藍天白雲

8,000 ~ 10,000 °K

陰天

6,500 ~ 7,500 °K

日光型螢光燈

6,500 °K

日光

5,500 °K

電子閃光燈

5,500 °K

閃光燈泡

4,200 ~ 5,000 °K

早晨或下午陽光

4,000 ~ 5,000 °K

白色冷調螢光燈

4,500 °K

白色暖調螢光燈

3,500 °K

3400K 攝影棚燈光

3,400 °K

石英燈

3,300 °K

3200K 攝影棚燈光

3,200 °K

鎢絲燈泡

2,700 ~ 3,200 °K

黎明、黃昏

2,000 ~ 3,000 °K

燭光

1900 °K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


炫目度十足的LED 未來車用照明新星

LED在最近成了汽車燈具的新寵兒。許多車廠將旗下車款煞車燈或尾燈換上了高亮度的LED,除了提高辨識度外,LED的反應速度快也是令許多車廠趨之若鶩的原因。

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LED是Light Emiting Doide的縮寫,中文稱之為”發光二極體”。其發光原理是將電流轉換成為光,靠著LED的結晶機板上的p形層和n形層,分別加入正負電壓之後,形成「p-n」接面而發光。而這項技術最早是在1960年代後期開發出的技術,起初因為其發光功率不大,所以無法做為照明使用,不過近年來由於技術上的突破,已有許多家車廠將LED技術應用到車燈上,從最早的煞車燈到目前的方向燈、車尾燈,最近也有許多家車廠將LED應用在概念車的頭燈。

LED具有以下特點:無須暖燈時間、反應速度快、體積小、省電量、指向設計容易、壽命較長等,正因為LED具備這些特點,所以被用來做為指向性的燈具,如:方向燈、煞車燈等。而車內燈,如:儀錶板、室內燈等,則是早已使用LED做為光源,目前每輛車都裝載至少100顆LED於車內。而車用LED的領導廠商,則是以德國OSRAM(歐司朗)以及HP的市占率最高。
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目前LED的發展上,已經突破技術上的瓶頸。做為照明用的白光LED,過去有著亮度不夠的問題,同時高生產成本也考驗著市場價格。但由於照明用的白光LED處於剛起步的狀態,未來的發展潛力無窮。同時LED體積小,容易在造型上做變化,因此常在新推出的概念車款上看見LED的蹤跡。LED業界預估2010年,白光LED發展成熟,屆時將帶領人們進入照明新紀元。
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雙D蔚為風潮 車燈進入多元應用

越來越多新車款上可以見到HID車頭燈搭配LED車尾燈的做法,利用兩種不同的發光特性,車廠將其做了最適切的應用。目前LED技術日趨成熟,往後還可見到LED車頭燈大量運用於新車款上。車燈開始進入多元應用的世代。

從最早的鹵素燈,到現今的HID、LED,車燈的應用進入了多元的世代。然而傳統的鹵素燈式微已經是不可爭的事實,但鹵素燈還是有其優點存在,車用市場之外的鹵素燈,並不會完全被取代。畢竟安全一直是汽車相當注重的一環,而更佳的照明效果自然而然會一再被要求,這也是促使汽車科技不斷往前的動力之一。科技帶給人們便利,也將人們帶向一個更為光明的未來。

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