引言
提起汽车照明系统，不了解的人可能会觉得挺简单。其实，这里面包含的东西还挺多呢。车灯设计时需要考虑光学、热学、结构、 材料等多学科的综合要求，而不仅仅是考虑成本和安全性那么简单。车灯作为一辆车的点睛之笔，在美学和提高汽车辨识度方面，有着非常重要的作用。随着自动化驾驶和个性化趋势的发展，汽车照明系统正在经历着重要变革。主要体现在两方面：一是从最开始的单纯照明已经发展到现在用于装饰、品牌特性植入、展现技术实力和设计功力的重要载体。二是随着自动驾驶的发展，汽车照明系统也日益智能化。
现今，汽车市场百花齐放，新能源汽车异军突起，为满足客户求新求变的需求，新车研发更新换代的节奏也不断加快，而车灯作为整车外饰中的点睛之笔，常常会随着新车发售，在新版车灯的基础上迎来中期改款，并以1~2年的速度推陈出新，这一现状也促进了车灯设计在技术和造型上的快速发展。上海江达为车灯行业头部企业有十多年的技术服务，深谙其中的难点和要点，今天将为大家对车灯设计做一些基本介绍。
车灯设计方向
车灯设计主要是以功能性为主的，而在未来，随着汽车在智能化和数字化方向的发展，车灯设计将向安全和结合场景下的交互方向发展。从材料上来看，汽车车灯已经由卤素灯、钨丝灯向LED、OLED、激光大灯等方向发展，如今，LED灯的应用较为广泛。而随着材料的转变，也给设计师在车灯造型和外观的设计上，提供了新的可能和更多的选择。
现如今，汽车设计大概包含如下几个方向
1.安全性设计
2.符号化设计
3.多样化设计
4.贯穿式设计
5.参数化设计
车灯的组成部件
汽车上的灯具分为多种类型，以分布的位置及所起的作用，大致分为如下几大部分：
前照灯类型
按光学组件的结构不同，可将前照灯分为半封闭式和封闭式两种。
1.半封闭式前照灯
半封闭式前照灯的结构如图所示，其配光镜是靠卷曲反射镜边缘上的牙齿而紧固在反
射镜上的，两者之间垫有橡胶密封圈，灯泡只能从反射镜后装入。
当需要更换损坏的配光镜时，可先撬开反射镜边缘的牙齿，安上新的配光镜后，再将牙
齿复原。由于半封闭式前照灯维修方便，因此得到广泛使用。
图. 半封闭式前照灯结构图
1-配光屏 2-固定圈 3-调整圈 4-反射镜5-拉紧弹簧
6-灯壳 7-灯泡 8-防尘罩 9-调节螺栓 10-调整螺母
10-胶木插座 11-接线片
2.封闭式前照灯
封闭式前照灯的反射镜和配光镜用玻璃制成一体。里面充以惰性气体。灯丝焊在反射镜
底座的灯丝支架上，反射镜的反射面经真空镀铝，其结构如图所示。
图. 封闭式前照灯结构图
1-配光镜 2-反射镜
3-插头 4-灯丝
前大灯主要分为:灯泡（光源）、配光镜、反射镜等三部分组成。
1.灯泡
常见的有充气灯泡，卤钨灯泡，新型高压放电氙灯等等
图. a)白炽灯泡 b)卤钨灯泡
1-配光屏 2-近光灯丝 3-远光灯丝
4-灯光 5-定焦盘 6-灯头 7-插片
2.配光镜
a.配光镜又称散光玻璃，它是用透光玻璃压制而成，是很多块特殊的棱镜和透镜的组合
b.其几何形状比较复杂，外形一般为圆形跟矩形
c.配光镜的作用是将反射镜反射出的平行光束进行折射，使车前路面和路线都能有良好而 均匀的照明
常见的圆形跟矩形配光镜
3.反射镜
a.作用：将灯泡发出的光线聚合并导向远方
b.材料：薄钢板，玻璃和塑料等等
配光镜的表面一般是旋转抛物面，其内表面镀银，铝或者铬，在进行抛光
前照灯防眩目措施
1.炫目的概念
炫目光是指前照灯发出的光强度超过了人的眼睛适应范围的光。人的眼睛突然被强光照射时，由于视神经受刺激而失去对眼睛的控制，本能的闭上眼睛，或只能看到强光而看不到暗处物体的生理现象。会车时，前照灯发出的强光会使汽车驾驶员产生炫目，导致驾驶员失去视野，盲目开车，因此造成交通事故。
2.炫目光的形成的原因
a.当光源点亮后的发光强度超过人眼睛的适应范围就产生了眩目，光源的发光强度越高产生的眩目就越严重。因此我们说的眩目的根源是光源的发光强度超过了一定值产生的。但是，19842766550同一个光源在同一个发光强度的情况下，由于光源周围的环境照度不同产生的眩目程度也不同。环境照度越亮光源产生的眩目程度就越轻。
b.光束分布（光形）对产生眩目的影响程度也很大。汽车前照灯的近光在保证照亮道路的情况下，做到防眩目或者说在不同 程度上减轻眩目，就是靠改变配光来实现的。
c.光源周围的亮度（环境亮度）也是产生眩目的一个主要因素。因此，在现代化城市里采取改善道路照明来减轻汽车前照灯的眩目。
d.光源与观察者的相对位置和距离对产生眩目程度也有很大影响。在宽阔的道路上，两车交会时，双方产生的眩目程度较轻，因此增加道路宽度也可以减轻汽车前照灯的眩目。
3.前照灯的防眩目措施
a.交通法规强制约束：我国交通法规规定，夜间会车时，须在距离对面来车150m以外互闭远光灯，改用近光灯。
b.采用双丝灯泡防眩目：就是远光和近光灯丝并装的一种灯泡，由变光开关控制其电路，夜间公路行车且对面无来车时，使用远光灯，以增大照明距离，保证行车安全；夜间公路行车会车、市区行车有路灯或尾随其他车辆行驶时，使用近光灯。远光灯丝装于反射镜的焦点处，远光灯丝的光线经反射镜聚光、反射后，沿光学轴线以平行光束射向远方，照亮车前方150m以上的路面。
借助于配光镜的合理配光，可使远光既能保证足够的照射距离，又有一定的光线覆盖面。近光灯丝装于反射镜焦点的上方或前上方，近光灯丝产生的光线经反射后，光束的大部分将倾斜向下射向车前的路面，由于光线减弱，可减轻对面驾驶员眩目。
c.采用配光屏的灯泡防眩目：这种灯泡是在双丝灯的近光灯丝下方安装有配光屏，使近光灯丝射向反射镜上部的光线发射后倾向路面，从而遮住了射向下半部分的光线，减少了反射镜射向道路上方可能引起眩目的光线。由于带配光屏的灯泡防眩目效果好，非常可靠，故现代汽车应用十分广泛。
d.采用不对称光形（E形或Z形）：上述两项防眩目措施起到了防眩目作用，但会车
使用近光灯时，近光灯仅能照亮车前方50m以内的路面，因而车速受到限制。
为了达到既能防止眩目，又能以较高车速会车的目的，我国汽车的前照灯近光采用E形
不对称光形，将近光灯右侧亮区倾斜升高15°，即将本车行进方向光束照射距离延长。不对称光形是将遮光屏单边倾斜15°形成的。欧洲型前照灯是将左侧近光亮区升高15°。这种光形的产生既有遮光罩的作用，又有配光镜的作用。有些汽车采用了Z形不对称近光光形，该光形明暗截止呈反Z形，故称Z形配光。Z形光形更加优越，不仅可以避免迎面来驾驶员的眩目，还可以防止迎面而来的行人和非机动车使用者的眩目，进一步提高了汽车夜间形式的安全。
前照灯设计过程
3D设计
1.前期分析：按照车身的造型来设计灯体，配光镜，并根据给定的车身造型绘制相应的截面，来分析各个零件之间的匹配关系，然后放置调光机构，并根据调光机构的运动轨迹，在内部预留出足够的间隙，外部则留出安装所用到的螺丝刀操作空间。
2.依据A面生成实体：按照给定的A面进行实体设计，并将设计得到的实体以及设计过程所遇到的问题反馈给客户，来确定新的A面造型，并依据新的A面，对实体进行修改。
3.零件的装配及定位：设计过程中需考虑零件间的安装顺序，由于零件间的安装空间比较小，需要不断调整安装点的位置及结构，来满足需求。
4.零件模具分析：对设计出的完整零件，需要达到模具能顺利出模的效果，并优化模具，尽可能简化模具，然后基于模具方面给与的建议来优化零件。绘制出分型线，出模线，抽芯线等线条
5.样件的评审及完善：通过试模等方法来试制样件，观察得到的样件外观是否有缺陷，并通过检具来对样件的实际安装的状态进行分析，做适当的调整，完善样件，使其能满足需求。比如安装过程是否合理，各零件装配后，抖动是否会有异响，定位是否满足要求，有无漏光问题等等。
材料选用
1.灯具材料类型
现代汽车灯具所用的塑料可分为两种类型：1.热塑性塑料，2.热固性塑料。
热塑性塑料加热后会变成柔软的树脂，可以多次改变形状，如汽车灯具的灯壳与配光镜采用的就是热塑性塑料注塑成型；
热固性塑料加热后得到的是坚硬的制品，在加热也不会变软，热固化制品不能改变形状，现代轿车用的异形反光镜大多数采用热固性塑料。
2.热塑性塑料
ABS塑料：ABS塑料除具有扩张强度、冲击强度的优点之外，刚性和尺寸的稳定性也甚佳。ABS塑料一般用千灯壳的注塑，通常在160°( 以上即可成型，在成型过程中热稳定性较好。
PM MA 聚甲基丙烯酸甲酷：PMMA俗称有机玻璃，他的最大特点是透明性好，通常用千信号灯配光镜。具有一定吸水性，其颗粒的吸水性达到0.3-0.4% 。水的存在使溶体出现气泡，从而使制品产生银丝，所以要求成型前以85 土15°C进行干燥处理4-6小时。
聚丙烯PP：PP有质轻、价廉、无毒无味等优点，而且还具有耐腐蚀、耐高温、机械强度高等优点，适用千灯壳的注塑。PP吸水率小，但成型收缩率高( 1 -2% ) 。
聚碳酸酷PC：PC塑料透光度高，冲击韧性好，耐热性高，尺寸稳定性好、成型收缩率小，只为0 . 5 - 0.7%, 成型前要进行120°c 下6小时以上的预备干燥处理。
3.热固性塑料
热固性塑料与热塑性塑料相比，具有价格低廉，耐高温，阻燃性好，强度高，抗老化及表面光泽好等优点，它可以克服热塑性塑料和金属材料的不足之处，充分发挥以塑代钢的作用。以PMC为例，PMC是一种不饱和聚酯热固性塑料，主要原料是由UP，低收缩树脂LP，短切玻璃纤维JF，无机填料CAC03或者ATH，引发剂TBPB和内脱模剂Znst等多种组分，搅拌混合而成的预混模塑料。
灯具工艺过程
1.注塑工艺
注塑成型工艺过程可分为塑化计量，注塑充模和冷却成型三个阶段
注塑成型生产工艺过程循环图示例
2.塑料焊接
灯具中用到的塑料焊接主要为超声波焊接。超声波焊接时将超声能转化为热能，使塑料局部融化粘结在一起的焊接方法。超声波的频率为20KHZ-40KHZ。
超声波焊接常用的三种方式：塑料与塑料的焊接，往塑料嵌入金属元件和在塑料面上铆接金属件。
3.粘接和装配
车灯总成装配的过程，往往需用到粘接。常用的是热熔胶进行粘接，因为热熔胶具有粘接迅速，固化快，无污染，粘接面平整等特点。热熔胶在车灯上主要应用于前照灯的配光镜和反光镜灯体间的粘接。
4.表面硬化处理
主要是对PC配光镜紫外线表面硬化处理。在PC配光镜表面涂上耐磨有机硅涂层，使其具有耐变黄，耐热性，耐磨性和耐腐蚀性。
5.BMC反光镜的真空蒸镀
文章来源：上海江达科技技术部
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