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背景知识介绍前照灯的照明要求世界各国交通管理部门一般都以法律形式规定了汽车前照灯的照明标准，以确保夜间行车的安全，基本要求如下：1.前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明，使驾驶员能看清车前100m以内路面上的任何障碍物。
随着高速公路的建成，汽车行驶速度的提高，要求汽车前照灯的照明距离也相应的增长，现代有些汽车的前照灯照明距离已达到200～250m。
2.应具有防止眩目的装置，确保夜间两车迎面相遇时，不使对方驾驶员因产生眩目而造成事故。
为了满足第一个要求，根据光路的可逆性原理，在前照灯的设计和制造上，装置了反射镜、配光镜和灯泡组成的光学系统。
为了满足第二个要求，对前照灯的使用作了必要的规章制约，同时还对灯泡结构作了合理的设计。
前照灯的结构前照灯由光源(灯泡)、反光镜、配光镜三部分。
1.灯泡汽车前照灯灯泡的结构如图5－2所示。
目前，汽车前照灯用灯泡的额定电压有6V、12V 和24V三种。
灯泡的灯丝由功率大的远光灯丝和功率较小的近光灯丝组成，由钨丝制作成螺旋状，以缩小灯丝的尺寸，有利于光束的聚合。
为了保证安装时使远光灯丝位于反射镜的焦点上，使近光灯丝位于焦点的上方，故将灯泡的插头制成插片式（图5—2所示）。
插头的凸缘上有半圆形开口，与灯头上的半圆形凸起配合定位。
三个插片插入灯头距离不等的三个插孔中，保证其可靠连接。
这种插片式灯泡的优点具有结构简单，拆装方便，接触性能可靠，并能与全封闭式前照灯通用，因此，国内生产的前照灯灯泡多采用这种结构。
前照灯的灯泡是充气灯泡，是把玻璃泡内的空气抽出后，再充满情性混合气体。
一般充入的惰性气体为96％的氩气和4％的氮气。
充入灯泡的惰性气体可以在灯丝受热时膨胀，增大压力，减少钨的蒸发，提高灯丝的温度和发光效率，节省电能，延长灯泡的使用寿命。
虽然充气灯泡的周围抽成真空并充满了惰性气体。
但是灯丝的钨质点仍然要蒸发，使灯丝损耗。
而蒸发出来的钨沉积在灯泡上，使灯泡发黑。
近年来，国内外已使用了一种新型的卤钨灯泡（即在灯泡内充以情性气体中渗入某种卤族元素），其结构如图5－2b所示。
国内外汽车前照灯标准及试验方法对比随着汽车行业的不断发展，汽车前照灯的功能也在不断提升，不仅仅是提供照明功能，还要满足节能、环保、时尚等要求。
因此，制定一套合理的汽车前照灯标准及试验方法就显得尤为重要。
本文将就国内外汽车前照灯标准及试验方法进行对比分析。
1. 国内汽车前照灯标准及试验方法目前，中国制定的汽车前照灯标准主要包括GB 4599-2007《汽车灯具及其试验方法》和GB 25991-2010《汽车前照灯性能要求和试验方法》。
这两个标准分别从灯具结构、照明性能、防护等方面对汽车前照灯进行了规范和要求。
在试验方法和极限值方面，GB 25991-2010对汽车前照灯性能进行了详细的要求。
例如，对于远光灯，试验要求灯光长度能够满足10%的照度要求，同时也要满足14m的路面照度情况。
对于国外标准而言，GB 25991-2010更具严格性，使得国内汽车前照灯能够更好地适应市场环境。
但是，在实际使用中，由于操作人员不当、制造工艺不完善等问题，会产生上述标准无法满足的情况。
因此，为保障使用者的安全，我们需要进一步提高汽车前照灯的制造工艺和标准的完善。
2. 国外汽车前照灯标准及试验方法与国内标准相比，国外标准对于汽车前照灯的要求更高，例如欧盟标准ECE R112-2013和美标FMVSS 108。
这两个标准分别于欧洲和美国的车辆制造商所共同遵守。
与国内标准相比，欧洲标准ECE R112-2013要求更为严格，在试验时更加考虑到真实驾驶条件。
在灯具结构、照明性能、材料等方面的要求都比国内标准更为精细。
例如，在交替电压试验中，要求发光体无损伤，没有发生外漏等现象，更大程度上保证了驾驶行为的安全性。
而美标FMVSS 108则是美国规范汽车前照灯的标准，试验方面更加严格，例如，远近光波长比例的要求为1.40或更高，可视辐射特性等要求都更为复杂。
同时该标准还考虑了强光和遮蔽的问题，能够在实际驾驶中发挥更好的应用效果。
汽车前照灯配光标准
汽车前照灯的配光标准是为了确保行车安全和提供良好的照明效果而制定的规范。
以下是一些常见的汽车前照灯配光标准：
1. 照射范围：前照灯应该提供足够的照明范围，以便驾驶员能够清晰地看到道路、障碍物和其他车辆。
照射范围应符合国家或地区的法规要求。
2. 光束方向：前照灯的光束应该明确指向前方，不应产生过多的散射或漫射光。
光束的方向应根据设计要求和法规进行调整，以避免对其他驾驶员造成眩光或干扰。
3. 光强度：前照灯的光强度应符合国家或地区的法规要求。
这通常涉及到灯光的亮度、照射距离和光束的分布等方面。
4. 光色：前照灯的光色应符合国家或地区的法规要求。
常见的前照灯光色包括白色、黄色和蓝色等。
5. 照明模式：前照灯通常具有不同的照明模式，如远光灯和近光灯。
这些模式应符合国家或地区的法规要求，并能够在不同的驾驶条件下提供适当的照明效果。
需要注意的是，不同国家或地区可能有不同的汽车前照灯配光标准和法规要求。
因此，在购买和安装前照灯时，应遵守当地的法规和标准，确保前照灯的配光符合规定，以确保行车安全并避免违反法规。
中华人民共和国国家标准汽车前照灯配光性能Photometric characteristicsof headlamps for motor vehicles1、主题内容与适用范围本标准规定了汽车前照灯配光性能、试验方法和检验规则。
本标准适用于M、N类汽车使用的各种类型的前照灯。
2、引用标准GB 4785汽车及联结车外部照明和信号装置的数量、位置和光色3、术语3.1 配光灯具发射可见光的光度(照度或发光强度等)分布。
3.2 近光当车辆前方有其它道路使用者时，不致使对方眩目或有不舒适感所使用的近距离照明光束。
3.3 远光当车辆前方有其它道路使用者时，所使用的远距离照明光束。
3.4 配光镜根据配旋光性能要求，由一种或一种以上的光学单元组合的透镜。
3.5 灯光组配光镜、反射镜和光源(灯泡或发光灯丝组件)等的组合体。
3.5.1 封闭式灯光组结合成一个不可拆整体的灯光组。
GB 4599-94代替GB 4599-843.5.2 半封闭式灯光组配光镜与反射镜固定结合、灯泡可拆卸更换的灯光组。
3.6 封闭式前照灯采用封闭式灯光组的前照灯3.7 半封闭式前照灯采用半封闭式灯光组的前照灯3.8 单光束一灯光组中仅有一根灯丝产生的近光或远光3.9 双光束一灯光组中有两根灯丝可分别发光，一根产生近光，另一根产生远光或根据需要设计的辅助光束。
3.10 标准电压灯泡(封闭式灯光组)上标明的电压(单位V)。
3.11 标准功率灯泡(封闭式灯光组)或其包装上标明的功率(单位W)。
3.12 试验电压测试灯泡或灯光组的光电参数时使用的端电压。
3.13 标准灯泡测试配旋光性能的灯泡，具有无色的泡壳和缩小的灯丝几何尺寸公差，每一型号的标准灯泡仅规定一种标准电压。
3.14 标准前照灯装有标准灯泡，具有不小于160 mm的有效透光直径，其配旋光性能的最大值不大于本标准规定最大值的90％，其最小值不小于本标准规定最小值的120％的前照灯。
3.15 配光光通量半封闭式前照灯(或其它汽车灯具)配光测试时规定的灯泡光通量。
汽车前照灯的基本要求：
对车辆前照灯光源的基本要求：
1、安全、高效、节能
车载能源特别是车载发电机容量的限制使车辆前照灯的功耗和
电耗受到了制约，所以必须采用高效光源、在尽量低的能耗下取得尽可能好的照明效果。
曾经或正在使用的几种车用前照灯光源的主要参数如下：
一只标准的35W车用氙气金卤灯的功耗仅为标准卤素灯的64%，而辐射光通量则为卤素灯的三倍，光效比卤素灯高4.5倍，寿命超过10倍，由此可见车辆前照灯的最佳选型必是氙气金卤灯。
车用氙气金卤灯的功耗小、体积小、光点也小，这使光利用率更高、灯具设计更为简单、体积更小，从而使汽车头部设计的自由度更大，更少需要考虑头灯的形状和体积。
小的头灯可使车身更为流线型、车灯安置位置降低、灯俯角减小从而使光束的射程更远。
在设计优良的灯具配合下标准车用氙气金卤灯的有效照射距离约200米，远远超
过55W卤素灯，而右侧(右行车)照宽范围也超过卤素灯的一倍以上，其照亮情况示如Fig.2。
试验及计算结果表明，35W车用氙气金卤灯的照亮距离及宽度对时速120~150km/hr的车辆已经够了，能使驾车者有充分时间应对200m处的突发事件，保证行车安全。
2、严格的光型要求
当驾车者在风驰电掣驾车夜驶、前照光束划破夜空、远探200m 内的路况时，其光束不应刺入对侧驶近的驾车者的眼帘构成眩光，否则可能酿成惨祸。
因此对汽车前照灯的光形、照度分布和照亮范围有严格的规定。
ECE R 98(对以气体放电灯为光源的汽车前照灯总成光束参数法规)有严格规定，严格执行这一法规是保证驾车安全的前提。
该法规规定在车辆前方25m处的竖直平面上的照度分布数据，右行车辆的照度要求示如Fig.3，图中标定的每一点都规定了照度范围，尤其是区域Ⅲ中(即图中H—HV—H2线以上区域)照度不能超过1lx，这是保证出射光束不至影响由对方驶近的驾车者视线的必要条件，同时驾车者有足够的视野，能看清前方200m及右侧足够宽的范围内各种事物和地面情况，避免事故的发生。
这一要求除由精确设计并精密加工的前照灯灯具保证外，对光源也有非常苛刻的要求，这在欧共体法规ECE R 99中有严格规定。
为保证灯的发光中心处在灯具中的设定位置，除严格的灯头结构和尺寸外，灯中电极和电弧也必须处在严格设定的位置，ECE R 99
对此有严格规定(Fig.4、Fig.5)、灯轴偏斜度必须小于1°，对于需要先将石英熔融再夹封的灯电极位置，这样高的精度要求是很难但又必须保证的。
法规还规定电弧宽度S不得超过1.1±0.4mm(实际上合格的S灯通常<1.0mm)，电弧弯曲度r不得超过0.5±0.4mm范围(实际约为
0.5mm)(图6)。
由此可见，车用氙气金卤灯电弧所构成的发光体比卤素灯灯丝更接近点光源。
通过校正将光源位置下移0.4~0.5mm，则可校正电弧上拱造成的发光体上移，使其中心与灯具光轴重合，成为比卤素灯更紧凑、更贴近灯具光心位置的高亮度光源。
3、快速点亮
传统的白炽灯和卤素灯通电使钨丝加热发光，钨丝的热惰性很小，在点灯0.5秒后发光基本稳定。
普通照明金卤灯点燃后需经5~10分钟输出光通量才能稳定。
汽车是一种高速运动的物体，响应时间极为重要，点亮缓慢的光源不可能用于汽车照明。
照明科技工作者凭借自己的智慧非常好地解决了这一问题——充入高压氙气。
标准规定启点1s后车用氙气金卤灯的辐射光通量应达到标准值的25%，而在4s时需达标准值的80%以上，以后并很快稳定(Fig.7a、b)。
普通照明金卤灯中充入的是低气压氩气，灯点亮初期运转在低气压氩气弧光放电状态，须待灯充分加热、汞和金属卤化物全部蒸发、放电在约20大气压的汞和金属卤化物蒸汽中进行时才能形成稳定的HID放电，发射光通量达到稳定，这一加热过程需数分钟才能完成。
车用氙气金卤灯冷态时灯中已充入约6个大气压氙气，点亮后立即进入高气压弧光放电状态，输出较大的初始光通量。
很小的电弧管体积和镇流器提供的大的初始放电电流使灯迅速加热，汞和金属卤化物在数秒钟内蒸发，从而满足了灯快速点亮的要求。
测试表明在合格镇流器的配合下，飞利浦、欧斯朗和雪莱特的车用氙气金卤灯满足了上述快速点亮要求，收集的所有欧洲、日本、韩
国、我国台湾和大陆其他的生产产约20种样品均未能满足这一要求。
泡壳形状、内腔结构、尺寸和所充气压以及填充物的成分和量均需经过严格的设计和试验，再配以符合标准要求的镇流器方能达到标准要求的快速启动。
4、长寿命：车用氙气金卤灯是在非常严酷的条件下工作的，其壁负荷接近80W/cm2为普通照明金卤灯的2.5倍以上，运转时灯内达80大气压，为普通照明金卤灯的2.5倍。
在如此严酷的条件下灯寿命受到很大影响，时常会产生泡壳失透和爆炸现象，对快速行驶中的汽车绝不能允许此类现象的发生。
所以制灯的条件、环境、所采用的工艺装备和材料必须严格控制。
目前市场上的大多数产品的质量和性能参数均离标准要求甚远，其使用寿命远不到3000小时的特征寿命，这是必须引起注意的。
5、对车用氙气金卤灯的其他要求：为适应实际应用情况，对这种车灯有一系列其他严格要求，对此种光源及配套电子镇流器参数必须进行严格控制，必须通过严格的试验和测试才允许使用，如振动试验、105℃高温试验、-40℃低温试验、高低温快速交替变换试验、防水和防盐雾试验、震动试验、EMI、EMC测试等，本文不作详述。
