【正文】 域，用 來形成水平截止線；子塊 S15至 S20的投影主要集中在水平方向 O至 4m，從中心點(diǎn)開始呈 15176。法規(guī)對(duì)遠(yuǎn)光的要求并不嚴(yán)格，只要求照度均勻，中心區(qū)域有較大的照度即可。 lm范圍內(nèi)： S22的投影區(qū)域在中心水平方向一 l至 3m、垂直方向 O至一 2m范圍內(nèi)； S2 S24和 S25的投影區(qū)域在水平方向177。 近光 河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 31 圖 45 近光反射面具體分區(qū)情況 H7的近光反射面共分 24個(gè)子塊。 如圖 46所示， 子塊 S0 S08主要形成中心高亮區(qū)，其 余各塊則主要照亮整個(gè)路面，當(dāng)然各塊的投影范圍不盡相同。 截止線，在這兩條截止線上，各等照度線彼此非常接近，這說明在截止線上的照度梯度較大，因此可以形成比較清晰的截止線。遠(yuǎn)光對(duì)光型的要求不高，從圖中可見，各等照度線形狀都比較相似，光的均勻性較好，且相對(duì)于中心基本對(duì)稱，符合遠(yuǎn)光主要照亮正前方區(qū)域的需要。這個(gè)圖和 H4近光等照度曲線圖很接近。與 H4近光相比， H7近光在水平方向向兩邊擴(kuò)散得更遠(yuǎn)，即視野更為廣闊 ，這主要是因?yàn)?H4反射器同時(shí)要實(shí)現(xiàn)近光和遠(yuǎn)光兩種功能，有部分反射面區(qū)域沒有參與近光的配光，而 H7的近光和遠(yuǎn)光分別由不同的反射器來實(shí)現(xiàn)，反射器得以充分利用，提高了光的利用率。 與 H4遠(yuǎn)光等照度圖 相比 ， 各 等照度線的形狀相似度更 好 ，這 說 明其均勻性更好 ， 同 時(shí) ，其在水 平方向向兩邊擴(kuò)散 更大，更有利于擴(kuò)大視野。河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 37 第 5 章 小結(jié) 近光比較 通過對(duì)圖 48和圖 412的比較， 可以看出，各控制點(diǎn)的照度值都符合標(biāo)準(zhǔn)要求。 遠(yuǎn)光比較 同時(shí)，可以比較圖 4 410和圖 41 414，可以看出， H7遠(yuǎn)光在 25米配光屏上的等照度曲線圖。 河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 38 總結(jié) 從上學(xué)期期末拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題開始至今已經(jīng)四個(gè)多月了， 我們從一開始的迷茫到能將設(shè)計(jì)基本完成 。這也讓我們不但從中學(xué)習(xí)到許多新知識(shí)，而且還進(jìn)一步培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神，認(rèn)識(shí)到個(gè)人的力量是有限的，而一個(gè)團(tuán)隊(duì)卻能完成許多事。在 卞 老師的指導(dǎo)下，我在各方面都有所提高，老師以嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，一絲不茍的治學(xué)態(tài)度和勤勉的工作態(tài)度深深感染了我，給我巨大的啟迪，鼓舞和鞭策，并成為我人生路上值得學(xué)習(xí)的榜樣。他們?cè)谖矣龅嚼щy時(shí)給予了許多幫助和指導(dǎo)，對(duì)我的問題總是很細(xì)心地解答。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅提高了我獨(dú)立思考問題解決問題的能力而且培養(yǎng)了認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，一絲不茍的學(xué)習(xí)態(tài)度 。中國照明電器 .2020（ 12）： 710 [7] Martin Grimm, Michael Hamm. ECE headlamp performance status and potential for improvement. PAL 2020 :348354 [8] Ad de Visser. Activies of CIE relevant to automotive lighting. PAL 2020 :186195 [9] 陳大華 .道路照明及其國際推薦標(biāo)準(zhǔn) .中國照明電器 .2020(11):1922 [10] 王吟斌 .汽車及掛車照明和信號(hào)裝置標(biāo)準(zhǔn)體系介紹 .中國照明電器 .1999（ 3）：2527 [11] 周太明等 .汽車近光燈配光的國際協(xié)調(diào) .中國照明電器 .2020（ 5）： 15 [12] 張以謨 .應(yīng)用光學(xué) .修訂本 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1988 [13] 朱心雄等 .自由曲線曲面造型技術(shù) .北京：科學(xué)出版社， 2020 河海大學(xué)本科論文 F。 由于經(jīng)驗(yàn)匱乏，能力有限，設(shè)計(jì)中難免有許多考慮不周全的地方，希望各位老師多加指教。 也感謝我同一組的組員和班里的同學(xué)是你們?cè)谖矣龅诫y題是幫我找到大量資料，解決難題。同時(shí)感謝所有教育過我的專業(yè)老師，你們傳授的專業(yè)知識(shí)是我不斷成長的源泉也是完成本論文的基礎(chǔ)。 河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 39 致謝 本 畢業(yè)設(shè)計(jì) 是在 卞新高 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在此期間，我們對(duì)草圖方案改過數(shù)次，最終確定三維模型并投入分析。這主要是因?yàn)?H7的遠(yuǎn)光反射器是獨(dú)立設(shè)計(jì)的，而不像 H4反射器那樣受到近光設(shè)計(jì)的制約。 與 H4近光相比， H7近光在水平方向向兩邊擴(kuò)散得更遠(yuǎn)，即視野更為廣闊，這主要是因?yàn)?H4反射器同時(shí)要實(shí)現(xiàn)近光和遠(yuǎn)光兩種功能，有部分反射面區(qū)域沒有參與近光的配光，而 H7的近光和遠(yuǎn)光分別由不同的反射器來實(shí)現(xiàn)，反射器得以充分利用，提高了光的利用率。 河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 36 圖 413 H7遠(yuǎn)光等照度曲線圖 法規(guī)檢測(cè) 圖 414 H7遠(yuǎn)光法規(guī)檢測(cè)圖 從圖 414所示可以看出，對(duì)于 HV、 75R和 50R的檢測(cè)，均在法規(guī)的允許范圍內(nèi)。 河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 35 圖 411 H7近光等照度曲線圖 法規(guī)檢測(cè) 圖 412 H7近光法規(guī)檢測(cè)圖 從圖 412所示可以看出，對(duì)于 HV、 75R和 50R的檢測(cè)，均在法規(guī)的允許范圍內(nèi)。 截止線，截止線上的照度線彼此接近，照度梯度較大，可以形成比較清晰的截止線。HV≥80%Emax ,屬于比較符合的。 圖 47 H4近光等照度曲線圖 法規(guī)檢測(cè) 河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 33 圖 48 H4近光法規(guī)檢測(cè)圖 從圖 48所示可以看出，對(duì)于 HV、 75R和 50R的檢測(cè)，均在法規(guī)的允許范圍內(nèi)。 H4 反射器 近光 等照度 曲 線 圖 47為 H4反射器近光在 25m配光屏上的等照度曲線圖。 截止線；S08和 S20形成水平截止線：其余各子塊的投影區(qū)域較為擴(kuò)散，主要是實(shí)現(xiàn)整個(gè)路面的均勻照明，同時(shí)部分子塊對(duì)水平截止線有貢獻(xiàn)。 采用 H7 光源的反射面 H7燈泡燈絲的發(fā)光中心距離基座 27． 25mm，因此取基礎(chǔ)面取焦距為27． 25mm的旋轉(zhuǎn)拋物面。其中 S21和 S26的投影區(qū)域在中心水平方向177。 遠(yuǎn)光 遠(yuǎn)光的設(shè)計(jì)是在近光區(qū)設(shè)計(jì)好的情況下進(jìn)行的，此時(shí) S01至 S20的曲面形狀已經(jīng)確定。 近光 總的來說，子塊 S0 S0 S05和 S11的投影主要集中在配光屏的中心水平方向177。 圖 44所示，圖 為基礎(chǔ)面的具體分區(qū)情況。河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 28 圖 43 反射面具體分區(qū) (單絲燈泡 ) 總體設(shè)計(jì) 自由曲面反射器和其它反射器有一個(gè)共同點(diǎn)，即反射面中間區(qū)域形成的投影區(qū)域較大，比較擴(kuò)散；外圍區(qū)域形成的投影區(qū)域較小，比較集中。 河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 27 圖 42 反射面具體分區(qū) (雙絲燈泡 ) H7 光源的反射面分區(qū) 單絲燈泡的情形則比較簡單，因?yàn)橐粋€(gè)反射面只實(shí)現(xiàn)一種功能 (或近光，或遠(yuǎn)光 )。 20，加強(qiáng)中間的亮度。 40，主 要照亮汽車正前方的區(qū)域。 河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 26 H4 光源的反射面分區(qū) 使用雙絲燈泡時(shí)，大致的分塊方法如下 。 采用單絲燈泡時(shí)，遠(yuǎn)光和近光功能分別由兩個(gè)不同的反射器來實(shí)現(xiàn)，而兩種情況都將燈絲的發(fā)光中心置于基礎(chǔ)面的焦點(diǎn)處。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，這個(gè)面的參數(shù) (如焦距、輪廓 )是根據(jù)車燈所采用的燈泡的燈絲位置及車體所能提供的裝配尺寸來確定的。本章詳細(xì)敘述了自由曲面反射器的設(shè)計(jì)過程，并給出了設(shè)計(jì)結(jié)果。 H7是單絲車燈，其燈絲中心位于主軸之上 27． 25mm處，精確坐標(biāo)為 (O． 00， O． OO， 27． 25)；燈絲長度 4． 5mm，直徑 1． 2ram；燈絲光通量 1500流明。其近光燈絲發(fā)光中心位于主軸之上 處，精確的坐標(biāo)足 （ ， ， ） ，長度 ，直徑 ，河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 21 光通 量 1000 流明；遠(yuǎn)光燈絲的精確坐標(biāo)是（ ， ,），燈絲長度， 直徑 ， 光通 量 1650 流 明 。 本論文所選用的光源 本文選用 H4 和 H7 兩種光源進(jìn)行設(shè)計(jì)。鹵鎢燈的品種很多，常用的有H H H HB HB和 HB4等，它們?cè)趪H上已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，是當(dāng)前主要的汽車光源。在設(shè)計(jì)前照燈時(shí)，首先要選擇一個(gè)合適的光源。 [12] (三 ) 幾何基礎(chǔ) 自由曲面前照燈的反射面是由許多自由曲面片組成。與照度類似，對(duì)于光源發(fā)光表面dA，若發(fā)出的光通量為 d?，則光出度Ｍ為 河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 19 E＝ d?/dA 照度和光出度具有相同的單位和量綱，不過照度是表示被照物體所接收到的光通量的表面密度的量，而光出度則表示光源發(fā)出的光通量的表面密度。常用的光度量有： A．光通量 光通量是指單位時(shí)間內(nèi)光輻射能量的大小，單位是流明（ lm）。 rff。sin sAOu ??及 ? 代入 （ 21） 式可得 r2s1s1 ??’ （ 22） 在 （ 22） 式中，對(duì)于 r 一定的球面，只有一個(gè) s’值與給定的 s 值對(duì)應(yīng)，此時(shí)有明確的像點(diǎn)存在，即高斯像點(diǎn)。39。 在圖中，對(duì)于 △ PAC 和 △ P’ AC，由正弦定律得 ?? ??uri sinsinsr ?以及 ?? ??urirs sin39。由主軸（或球面法線）轉(zhuǎn)向某光線時(shí)，若是沿順時(shí)針方向，則此角度數(shù)值取正， 反之取負(fù)。 在計(jì)算過程中，有如下的符號(hào)規(guī)則： 光線的傳播方向通常規(guī)定為自左向右。 （ 1） 光的直線傳播定律 在各向同性的均勻介質(zhì)中，光沿著直線傳播。前照燈的設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)的過程。 （ 3） 在 I、 II、 III 和 IV 區(qū)域內(nèi)，其水平方向相鄰問的照度應(yīng)無明顯的陡變，不致影響良好的可見度。 近光的配光要求 河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 15 （ 1） 在配光屏幕上，近光應(yīng)該產(chǎn)生明顯的明暗截止線，其水平部分 vv線的左側(cè)，右側(cè)與水平線向上 15176。 前照燈的配光應(yīng)該使其近光具有足夠的照明和不眩光，遠(yuǎn)光具有良好的照明效果。 中國汽車照明標(biāo)準(zhǔn) 我國的汽車照明標(biāo)準(zhǔn)基本上是參照歐洲的 ECE 體系標(biāo)準(zhǔn)。雖然各有其優(yōu)越性，但是隨著世界經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的一體化進(jìn)程的加快，這兩大體系之間的顯著的差異嚴(yán)重的阻礙了各國間的汽車貿(mào)易。歐洲照明將照明和炫目這一對(duì)矛盾解決的較好。因此目前的汽車標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系就主要是歐美兩大體系了 [7,8]。聯(lián)邦政府制定的是聯(lián)邦汽車安全標(biāo)準(zhǔn)（ FMVSS， Federal Motor Vehicle Safety Standard ）。其中美國體系和歐洲體系分別為許多國家所采用。但是它的設(shè)計(jì)卻比較容易實(shí)現(xiàn)，而且具有非常明亮的外觀，所以得到了廣泛的應(yīng)用。這種曲面的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生不必要的光線的可能性較小。 自由曲面反射器 河海大學(xué)本科論文 FAWA1 汽車前照燈光學(xué)設(shè) 計(jì)（星宇車燈） 12 自由曲面反射器是目前最具潛力的前照燈反射器，它起到了拋物面前照燈的反射器和配光鏡的雙重作用，因此，自由曲面前照燈的配光鏡簡化為光滑透明的透鏡，不再參與配光過程。隨著科技的進(jìn)步，反射器的類型和功能也在發(fā)生著變化。 高強(qiáng)度放電燈 鹵鎢燈的優(yōu)點(diǎn)很多，但也存在許多不足之處，如光色偏黃、壽命較短、紅外輻射比例較高等等。白熾燈利用電流通過螺旋型鎢絲