汽车车灯的发展史是怎样的?

这足够开个专题。。。

大灯

严谨点,叫前照灯……

说起“严谨”我想起某次审核部门里用的中英德术语对照表,里面将前照灯的英文写成了“Headlights”,这是不准确的。当然日常和英语用户说Headlights结合上下文对方肯定能明白,但是正式的用法,前照灯应当是“headlamp”,而“headlight”指的是由“headlamp”产生的那道光束(此时VRED用户应当有迷之微笑)。

说起汽车大灯,又不得不从马车开始说。马车的车灯大致长这样:

基本上可以理解为洋人的气死风灯。最早期的光源是蜡烛或者煤油。当然,随着马车车灯的发展,也出现了带透镜和反射镜的版本,一定程度上提升了光束的汇聚能力。

汽车出现了。最早期的汽车发展阶段叫“Horseless Carriage”,就是没有马的马车车厢。马车车灯也被一并搬到了新兴的汽车上。但是这时候问题就出现了——汽车比马车那可快太多了。尽管有聚光版本的马车车灯,奈何光源实在不给力,只能照出去几米远,完全不够汽车用。改进光源就成了当务之急。

1880年代出现了乙炔灯或者叫电石灯。乙炔灯不怕风不怕雨亮度又有了很大的提升,市场响应很好。

乙炔灯的基本原理是在灯下放上电石,加水反应生成乙炔,乙炔燃烧发光。

之后就是1898年的电灯——注意这个时间,这时候钨丝灯还没有出现,那是1906年的事情。这时候竹炭灯丝白炽灯也是刚刚出现没多久。最早使用电灯的是Hartford出产的Columbia Electric Car。

这时期的电灯并不完善,家用灯丝都很短命,在汽车上更短命。另外车载电气系统还很不成熟,经常带不动电灯。所以主流标配依然是乙炔灯。到1912年,Cadillac整合了电子点火系统、电子照明系统,形成了现代汽车电子电气系统的雏形,为电车灯的普及铺平了道路。

这里还有一个插曲,1908年,Pockley推出了世界上第一套完整的汽车照明系统,包括前照灯、侧照灯和尾灯,但是当时的法规尚未对汽车车灯提出严格的规定,看起来没有现在的车灯系统那么完善(比如就没有刹车灯和转向灯),但是成套的车灯系统这是第一个。

1915年出现了近光远光切换,只是切换很麻烦,得下车到车灯旁边掰一个杠杆。1917年还是Cadillac,将远近光切换开关移到了车内。1938年又双叒是Cadillac,推出了雾灯,1954年又双叒叕是Cadillac,推出了自动远近光切换。(灯厂?你说谁是灯厂?)

1947年出现了辅助转向照明,方向盘转动时大灯也会跟着转向该方向。此时美国出现了一个历史上很著名的法规——7英寸标准大灯。就这个大灯法规让无数汽车设计师挠头,而且造成了一段时间内欧规原版车漂亮无比进口到美国被强行bia上两个小圆眼睛的现象,此处应当有所有美规Jaguar E-Type车主的嚎啕大哭。当然,这个奇怪的法案也催生了跳灯的设计——很多人喜欢跳灯,但是实际上跳灯是设计上的一种妥协。今天没有了法规的制约,大灯也在事实上是一个很重要的造型设计元素,跳灯就见不到了。

这个法案的实施时间是1940-1973年,到了1974年,矩形大灯才在美国被允许。而且这一时期不光大灯总成难看,亮度限制也很离谱,最高亮度才3.75万cd,而此时欧洲的限制高达14万cd,直到2000年后,美国市场上原厂配置依然以卤素灯为主——亮度足够用了。

所以氙气灯(学术点的说法叫HID,高强度放电灯)最早在欧洲出现也就不奇怪。BMW 7系E32是首款装备HID的车型,时间是1990年。美国也不是没有使用HID的,Lincoln Mk Ⅷ就是,但是那已经是1996年的事情了。

然后就是LED。最早装备LED的是Lexus LS600h,2006年。但是该车上的LED只用于近光灯,远光、转向灯依然是传统灯泡,然后就是奥迪获得当代灯厂头衔的一刻——2007年,Audi R8配备AL提供的全LED灯组,远近光、日行灯、转向灯、尾灯、刹车灯等所有灯组光源全部为LED。2010年,M-B CLS搭载选装的自适应LED大灯,2013年,Audi在A8上搭载矩阵LED大灯,有25颗LED,可以让远光光束避开对向来车。

LED还在发展的时候,激光大灯也出现了。又双叒是Audi,在勒芒24小时耐力赛上的R18上搭载了激光大灯技术。但是量产应用被BMW抢先了。2014年Audi还在CES上展出激光大灯的概念车,BMW i8量产车上就已经搭载了激光大灯。记得当时BMW还发广告问(chao)候(feng)了一波友商。

再说日行灯

日行灯(DRL)是比较近的产物,而且和大灯是产品领先于法规不同,DRL和法规的关系更加密切一些。

最早推行日行灯法规的是北欧,第一个是瑞典(1977年),要求在车前部安装21W的灯泡(和刹车灯、转向灯规格一致),被称为“Varselljus”。芬兰是1972年要求村镇地区冬季开启日行灯,1982年将该要求扩大到村镇地区全年开启,1997年要求全部地区全年开启,挪威是1986年,冰岛1988年,丹麦1990年执行日行灯要求。2011年2月7日,全欧盟执行日行灯法规。

英国的法规……就为这个欧盟委员会和英国政府还撕过。1987年英国出台了规定,要求新车安装近光灯调光装置或者独立的日行灯。但是欧洲有一个统一的型式认证体系WP.29,由欧盟经济委员会(ECE)主导,其中与车辆照明相关的第48条法规(R48)当时并未强制要求配备日行灯。但是ECE的运行规则是这样:所有签署成员国可以保留自己的区域性法规作为WP.29型式认证的补充,但是不得以自己的区域性法规为由禁止在境内销售通过WP.29型式认证的汽车。

然后英国提出了这个要求并且强制执行,从企业角度来说,安装一个调光装置显然比安装独立的DRL省钱,于是绝大多数车型都是使用了调光器,以10%-20%亮度开启近光灯,法规要求亮度在200-800cd。这种“缩水版近光灯”在白天不够亮,晚上又太亮,消费者先怒了,然后欧盟委员会认为英国政府无权强制推行WP.29体系里不存在的法规,开始打官司,最后英国的法规被取消,但是仍然以非强制建议执行,一直到90年代都有很多车没有装专门的日行灯而是采用了调光近光灯。

加拿大是1990年通过法规,原因和理由和北欧类似,纬度高,自然光不足。

美国……NHTSA作为国家机构至今没有通过联邦层面的日行灯法案,都是各州自己制定。GM曾经试图游说NHTSA通过DRL法规,结果被拒了,美国民间也有声音说DRL太晃眼或者和转向灯无法分辨之类的。澳大利亚也是一样,可以安装,但是并非强制。中国也是一样的情况,法规没有界定。

这个其实会带来一些问题,因为主流的厂商很多都开始自发配备日行灯,理由倒不是安全,而是消费者认为带日行灯的车看着比较高端大气上档次,但是这种将日行灯当成造型元素来开发的趋势是有隐患的,DRL说到底还是个安全配置,应当对其最低亮度与最高亮度做出一个明确的规定,这样能在日间能看清又不至于太晃眼(以中国纬度的跨度这个不容易)。

转向灯

转向灯出现得很早,1907年就有了,1909年获得专利,发明者是美国人Percy Douglas-Hamilton。

直到1960年代,转向灯都不是今天我们熟悉的一闪一闪的形式,而是从车里弹出来的一个小灯。

这种弹出式转向灯很容易折,1960年代后,闪烁的固定式转向灯开始普及并取代这种弹出式转向灯。

PS:这种固定式闪烁转向指示灯的专利发布于1938年。

我们今天熟悉的后视镜安装侧向转向灯的做法始于1998年的M-B W210。

流水转向灯也很早,1965年就有,不过当时的技术是真·转动,通过马达带动减速齿轮实现流水灯光,1969年Ford使用了电子控制方式,并且沿用至今。

这里有一个法律上的争议,美国要求转向灯开启时,所有转向灯灯组都必须启动,所以理论上流水转向灯是不合规的,但是美国又事实上有流水转向灯的新车出售(比如Mustang),具体细节我没有做太多的了解,如果有知道的研究者欢迎补充。

感谢 @王兆洋 的补充:

尾灯和刹车灯

如上所述,第一套成套的汽车灯具是1908年,其中包括尾灯。

刹车灯这个东西……应该很古老,但是具体时间没找到。

刹车灯里还有一类叫中央高位刹车灯(CHMSL)。CHMSL最早出现时间我没考证到,但是立法的时间知道——北美1986年,澳洲1990年,欧洲在1998年WP.29 R48条款中更新了CHMSL的内容。当然,各个地区的法规细节不一样。

欧盟R53允许50kph以上速度急刹的时候刹车灯以3-5Hz闪烁(紧急刹车信号,ESS,19年2月更是成为WP.29强制标准)。ESS是2013年引进的标准。

先写这些,车灯太复杂,找到更多的资料再慢慢补。

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:知乎用户(登录查看详情)

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延伸阅读:
晚上车开的近光灯,对面来车闪两下车灯什么意思?

右车灯是否照得比较远?