裝於汽車頭部兩側，用於夜間行車道路的照明。有兩燈制和四燈制之分。由於前大燈的照明效果直接影響夜間行車駕駛的操作和交通安全，因此世界各國交通管理部門多以法律行式規定了其照明標準。
基本介紹
- 中文名：封閉式光束前大燈
- 外文名：sealed-beam headlamp
- 用途：夜間行車道路的照明
- 分類：兩燈制和四燈制之分
- 優點：密封性好，避免了反射鏡被污染
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誕生
1939年，通用汽車推出“封閉式光束”前大燈。通用汽車在 1940 款車型上採用“封閉式光束”前大燈作為標準配置。 封閉式裝置延長了前大燈的使用壽命，同時確保了在整個燈泡使用期內光束的亮度。
前大燈
大燈分類
根據結構的不同，前照燈可分為半封閉式和封閉式兩種。封閉式前大燈是指燈泡和透鏡、燈罩做成一個整體,便於整個燈具大量生產。
優點
封閉式前照燈的反射鏡和配光玻璃製成整體，燈絲焊接在反射鏡底座上，密封性好，避免了反射鏡被污染，照明效果好，封閉式裝置延長了前大燈的使用壽命，同時確保了在整個燈泡使用期內光束的亮度。
缺點
但燈絲一旦損壞就必須整體更換，成本高。
背景知識介紹
前照燈的照明要求
世界各國交通管理部門一般都以法律形式規定了汽車前照燈的照明標準，以確保夜間行車的安全，基本要求如下：
1.前照燈應保證車前有明亮而均勻的照明，使駕駛員能看清車前100m以內路面上的任何障礙物。隨著高速公路的建成，汽車行駛速度的提高，要求汽車前照燈的照明距離也相應的增長，現代有些汽車的前照燈照明距離已達到200～250m。
2.應具有防止眩目的裝置，確保夜間兩車迎面相遇時，不使對方駕駛員因產生眩目而造成事故。
為了滿足第一個要求，根據光路的可逆性原理，在前照燈的設計和製造上，裝置了反射鏡、配光鏡和燈泡組成的光學系統。
為了滿足第二個要求，對前照燈的使用作了必要的規章制約，同時還對燈泡結構作了合理的設計。
前照燈的結構
前照燈由光源(燈泡)、反光鏡、配光鏡三部分。
1. 燈泡
汽車前。目前，汽車前照燈用燈泡的額定電壓有6V、12V和24V三種。燈泡的燈絲由功率大的遠光燈絲和功率較小的近光燈絲組成，由鎢絲製作成螺旋狀，以縮小燈絲的尺寸，有利於光束的聚合。
為了保證安裝時使遠光燈絲位於反射鏡的焦點上，使近光燈絲位於焦點的上方，故將燈泡的插頭製成插片式。插頭的凸緣上有半圓形開口，與燈頭上的半圓形凸起配合定位。三個插片插入燈頭距離不等的三個插孔中，保證其可靠連線。
這種插片式燈泡的優點具有結構簡單，拆裝方便，接觸性能可靠，並能與全封閉式前照燈通用，因此，國內生產的前照燈燈泡多採用這種結構。
前照燈的燈泡是充氣燈泡，是把玻璃泡內的空氣抽出後，再充滿情性混合氣體。一般充入的惰性氣體為96%的氬氣和4%的氮氣。充入燈泡的惰性氣體可以在燈絲受熱時膨脹，增大壓力，減少鎢的蒸發，提高燈絲的溫度和發光效率，節省電能，延長燈泡的使用壽命。
雖然充氣燈泡的周圍抽成真空並充滿了惰性氣體。但是燈絲的鎢質點仍然要蒸發，使燈絲損耗。而蒸發出來的鎢沉積在燈泡上，使燈泡發黑。近年來，國內外已使用了一種新型的鹵鎢燈泡（即在燈泡內充以情性氣體中滲入某種鹵族元素）。
鹵鎢燈泡是利用鹵鎢再生循環反應的原理製成的。鹵鎢再生循環的基本作用過程是：從燈絲蒸發出來的氣態鎢與鹵族反應生成了一種揮發性的鹵化鎢，它擴散到燈絲附近的高溫區又受熱分解，使鎢重新回到燈絲上，被釋放出來的鹵素繼續擴散參與下一次循環反應，如此周而復始地循環下去，從而防止了鎢的蒸發和燈泡的發黑現象。
鹵鎢燈泡尺寸小，泡殼用耐高溫，機械強度較高的石英玻璃製成，所以充入情性氣體的壓力較高。因工作溫度高，燈內的工作氣壓將比其它燈泡高得多，故鎢的蒸發也受到更為有力的抑制。
2.反射鏡
反射鏡一般用0.6～0.8mm的薄鋼板衝壓而成，反射鏡的表面形狀呈旋轉拋物面，如圖5－3所示。其內表面鍍銀、鋁或鍍鋁，然後拋光。由於鍍鋁的反射係數可以達到94%以上，機械強度也較好，所以現在一般採用真空鍍鋁。
由於前照燈燈泡燈絲髮出的光度有限，功率僅45～60W。如無反射鏡，那只能照清汽車燈前6m左右的路面。而有了反射鏡之後，使前照燈照距可達到150m或更遠。因此，反射鏡的作用就是將燈泡的光線聚合併導向前方。燈絲位於焦點F上，燈絲的絕大部分光線向後射在立體角範圍內，經反射鏡反射後將平行於主光軸的光束射向遠方，使光度增強幾百倍，甚至上千倍，從而使車前150m，甚至400m內的路面照得足夠清楚。
3.配光鏡
配光鏡又稱散光玻璃，它是用透光玻璃壓制而成，是很多塊特殊的稜鏡和透鏡的組合。其幾何形狀比較複雜，外形一般為圓形和短形，如圖5－5a所示。配光鏡的作用是將反射鏡反射出的平行光束進行折射，使車前路面和路線都有良好而均勻的照明。
(1) 水平方向散射
(2) 沿直方向下折射
為了彌補具有反射鏡的前照燈因為光束太窄、照明不大的缺點，採用了配光鏡。採用了配光鏡後，前照燈的光束的分布如圖5－5b,c所示。
前照燈避免眩目的措施
1. 採用雙絲燈泡；
2.採用帶遮光罩的雙絲燈泡，如圖5—7所示；
3.採用非對稱光形，如圖5—8b所示；
4.Z型光形，如圖5—8c所示。
前照燈的類型
通常按前照燈光學組件的結構不同，可將其分為可拆式、半封閉式和封閉式前照燈三種。
1. 可拆式前照燈
可拆式前照燈由於反射鏡和配光鏡分別安裝而構成組件，因此氣密性差，反射鏡易受濕氣和塵埃污染而降低反射能力，嚴重降低照明效果，目前已很少採用。
2.半封閉式前照燈
半封閉式前照燈的結構如圖5－9所示，其配光鏡靠捲曲反射鏡邊緣上的牙齒而緊固在反射鏡上，二者之間墊有橡皮密封圈，燈泡只能從反射鏡後端裝入。當需要更換損壞的配光鏡時，應撬開反射鏡外緣的牙齒，安上新的配光鏡後，再將牙齒復原。由於這種燈具減少了對光學組件的影響因素，維修方便，因此得到廣泛使用。
2. 封閉式前照燈
封閉式前照燈（又叫真空燈），其反射鏡和配光鏡用玻璃製成一體，形成燈泡，裡面充以惰性氣體。燈絲焊在反射鏡底座上，反射鏡的反射面經真空鍍鋁，其結構如圖5－10所示。
由於封閉式前照燈完全避免反射鏡被污染以及遭受大氣的影響，因此其反射效率高，照明效果好，使用壽命長，得到了很快的普及。但當燈絲燒斷後，需要更換整個總成，成本高，因此限制了它的使用範圍。
4.投射式前照燈
如圖5—11所示，投射式前照燈的反射鏡近似於橢圓形狀，它具有兩個焦點。第一焦點處放置燈泡，第二焦點是由光線形成的，凸形配光鏡聚成第二焦點，再通過配光鏡將聚集的光投射到前方，投射式前照燈所採用的燈泡為鹵鎢燈泡。
第二焦點附近設有折光板，可遮擋上半部分光，形成明暗分明的配光。由於它的這種配光特性，因此也可用於霧燈。
5.高亮度弧光燈
高亮度弧光燈的結構如圖5—12所示，這種燈的燈泡里沒有燈絲，取而代之的是裝在石英管內的兩個電極，管內充有氙及微量金屬（或金屬鹵化物）。在電極上加上5000～12000V電壓後，氣體開始電離而導電。由氣體原子激發到電極間少量水銀蒸汽弧光放電，最後轉入鹵化物弧光燈工作，採用多種氣體是為了加快起動。
弧光式前照燈由弧光燈組件、電子控制器和升壓器三大部分組成。其燈泡的光色和日光燈相似，亮度是目前鹵鎢燈泡的2.5倍，壽命是鹵鎢燈泡的5倍，燈泡的功率為35W，可節能40%。
前照燈的燈光調整
螢幕調整法：
⑴汽車空載，氣壓合乎標準；
⑵將汽車置於平整的地面上；
⑶在螢幕上畫出車燈的中心線；
⑷遮住一側前照燈光，進行調整。
儀器調整法：（見實踐課堂）
未來的汽車大燈
轎車大燈（前照燈）有兩種功能，一種是照明，一種是裝飾。過去和現在，大燈的主要功能是照明。在將來，相信它的主要功能仍將是照明。但是在近十幾年中，大燈的外形不斷得到改造，與車身嵌裝組合為一個整體，越來越顯露出它的裝飾作用。在今後幾年內，您可能會發現，大燈的內在結構也將發生一次重大的技術革命，燈具將會裝上“腦袋”變成“聰明”的燈。
傳統的大燈有兩組燈絲，分別射出遠和近的光束。遠光束亮些，照得遠些，主要用於高速行駛；近光束暗些，照得近些，主要用於會車。何時用遠燈或近燈皆由駕車者操縱，而且前大燈的每組光束強弱是不可調的，角度也是在安裝的過程中就調整好了。隨著轎車的行駛速度的不斷提升，傳統大燈的照明已經日益顯示出它的弊端，在轉彎、會車、雨霧天及在高速公路上行駛，兩光束的大燈會使駕車者不易看清路面，視野狹窄，也容易造成對方駕車者眩目。
在20世紀90年代，歐洲開發了AFS燈光系統的前大燈，日本開發了ILS智慧型燈光系統。在AFS燈光系統中，每隻大燈組件內有8個反射器，在轉彎、高速行駛及雨霧天氣等不同情況下受控生成能適應各種駕駛環境的燈光模式。但由於其體積較大，存在裝配上的局限性，且燈泡更換不方便，因此推廣困難。而ILS正在向自動控制光線的方向發展，為駕車者提供比較理想的光束模式。這需要引入微電子技術，必須裝入先進的電控元件。雖然當前的技術還無法做到這一點，但人們預測在今後三年內，這些技術難題將會得到解決，智慧型化燈光系統將會陸續面市。
智慧型化燈光系統能使汽車大燈隨行駛狀況的變化而實時變化，將會出現具有10－15種不同光束的大燈，相對行駛速度和路面而“隨機應變”。例如在高速公路上，汽車大燈會照亮前方不寬的區域，要遠一點。當汽車行駛在彎道上，在車輛的轉彎時外側要亮度大些，使司機看清楚彎道情況，而內側要暗些,為的是不要使對面會車的司機眩目。
目前有一款法國人搞出來的樣品，大燈組件內裝置了3組燈泡，其中1組是活動的，其它2組是固定的。活動的部分由電腦操縱隨行車狀態靈活變化。例如當方向盤轉向時，會有感測器立即探明車輛要轉彎，電腦接到信息後立即發指令指揮大燈內的活動組燈，隨方向盤的角度變化來更改燈光的投射角度。
封閉式光束前大燈構造
【發展】
汽車LED的革命性設計使產品用於前向照明成為可能，LED提供的光輸出可以滿足汽車照明的需求和可以使車頭燈系統超過大部分傳統車頭燈泡。裝有這種產品的Audi R8已經清晰證明了一個新和前所未有的發展方向。
汽車LED從生產過程到使用過程直至報廢幾乎全無污染，而耗電量僅為傳統燈泡的十分之一，使用壽命卻延長數十倍乃至100倍。汽車LED作為信號燈比傳統信號燈具有明顯優勢。
其一，由於LED發出的光束是向前並具有一定發散角，不必像白熾燈那樣需加裝反光碗，且LED發出的是有色光，不必像白熾燈配有色濾光鏡。
其二是工作壽命，考慮到日曬雨淋、嚴寒酷暑等惡劣環境因素，LED信號燈至少使用10年以上。
其三是功耗小，僅為白熾燈的10%至20%，完全符合提倡的節能環保的政策。
使用 LED的前照燈系統性能超過大部分傳統前照燈泡。這些LED在光通量（通過半導體外延工藝的進步而提高）、表面亮度（通過TFFC?整合薄膜倒裝晶片技術實現）、螢光粉性能（可在整個車輛使用周期內實現顏色控制和穩定性）和封裝（可滿足嚴苛熱環境所要求的耐久性）四個重要技術方面的進步，使照明系統僅用較少的LED即可達到前照燈法定的光通量和亮度要求，並擁有與汽車相同的使用壽命。前照燈供應商可使用這些LED設計、創造光學系統，以得到所需的光通量和獨特的外觀，加強汽車在照明燈點亮前後的設計。
汽車所用的所有照明裝備如果都採用LED，將至少節省汽車總能耗的20%（夜間將節省40%）並且有效減少環境污染和節約更換成本！
