Scheinwerfer.
Autoscheinwerfer bestehen im Allgemeinen aus drei Teilen: Glühbirne, Reflektor und passendem Spiegel (Astigmatismusspiegel).
1. Glühbirne
Die in Autoscheinwerfern verwendeten Glühbirnen sind Glühlampen, Halogen-Wolfram-Glühlampen, neue Hochleistungs-Bogenlampen und so weiter.
(1) Glühbirne: Ihr Glühfaden besteht aus Wolframdraht (Wolfram hat einen hohen Schmelzpunkt und eine starke Lichtausbeute). Um die Lebensdauer der Glühbirne zu verlängern, wird sie bei der Herstellung mit einem Inertgas (Stickstoff und dessen Gemisch) gefüllt. Dies reduziert die Verdampfung des Wolframdrahts, erhöht die Glühfadentemperatur und verbessert die Lichtausbeute. Das Licht einer Glühbirne hat einen gelblichen Schimmer.
(2) Wolframhalogenidlampe: Eine Wolframhalogenidlampe wird in ein Inertgas mit einem bestimmten Halogenidelement (z. B. Jod, Chlor, Fluor, Brom usw.) eingebracht. Dabei wird das Prinzip der Wolframhalogenid-Recyclingreaktion angewendet. Das aus dem Glühfaden verdampfende Wolfram reagiert mit dem Halogen zu flüchtigem Wolframhalogenid. Dieses diffundiert in den heißen Bereich nahe dem Glühfaden und wird dort durch Hitze zersetzt, sodass das Wolfram zum Glühfaden zurückkehrt. Das freigesetzte Halogen diffundiert weiter und nimmt an der nächsten Zyklusreaktion teil, sodass der Zyklus fortgesetzt wird. Dadurch wird die Verdampfung von Wolfram und die Schwärzung der Lampe verhindert. Die Wolframhalogenlampe ist klein, das Lampengehäuse besteht aus hochtemperaturbeständigem und mechanisch belastbarem Quarzglas. Bei gleicher Leistung ist die Helligkeit der Wolframhalogenlampe 1,5-mal so hoch wie die einer Glühlampe, und die Lebensdauer ist zwei- bis dreimal länger.
(3) Neue Hochleistungs-Bogenlampe: Diese Lampe besitzt keinen herkömmlichen Glühfaden im Kolben. Stattdessen befinden sich zwei Elektroden in einem Quarzrohr. Das Rohr ist mit Xenon und Spurenmetallen (oder Metallhalogeniden) gefüllt. Bei ausreichender Lichtbogenspannung (5000–12000 V) an den Elektroden beginnt das Gas zu ionisieren und leitet Strom. Die Gasatome befinden sich in einem angeregten Zustand und beginnen aufgrund des Energieniveauübergangs der Elektronen zu leuchten. Nach 0,1 s verdampft eine kleine Menge Quecksilberdampf zwischen den Elektroden. Die Stromversorgung wird sofort auf die Quecksilberdampf-Bogenentladung und nach steigender Temperatur auf die Halogenid-Bogenlampe umgeschaltet. Sobald das Licht die normale Betriebstemperatur des Kolbens erreicht hat, ist die Leistung zur Aufrechterhaltung der Bogenentladung sehr gering (ca. 35 W), wodurch 40 % der elektrischen Energie eingespart werden können.
2. Reflektor
Die Aufgabe des Reflektors besteht darin, die Polymerisation des von der Glühbirne emittierten Lichts zu einem starken Strahl zu maximieren, um die Bestrahlungsdistanz zu erhöhen.
Die Oberfläche des Spiegels ist ein rotierendes Paraboloid und besteht in der Regel aus 0,6 bis 0,8 mm starkem Stahlblech oder aus Glas oder Kunststoff. Die Innenfläche ist versilbert, aluminium- oder verchromt und anschließend poliert. Der Glühfaden befindet sich im Brennpunkt des Spiegels. Die meisten seiner Lichtstrahlen werden reflektiert und parallel in die Ferne abgegeben. Eine Glühbirne ohne Spiegel kann nur eine Entfernung von etwa 6 m beleuchten, während der vom Spiegel reflektierte parallele Strahl eine Entfernung von über 100 m ausleuchten kann. Nach dem Spiegel entsteht eine geringe Menge Streulicht, von dem das nach oben gerichtete Licht völlig nutzlos ist. Das seitliche und von unten kommende Licht trägt zur Beleuchtung der Fahrbahn und des Bordsteins in einem Umkreis von 5 bis 10 m bei.
3. Linse
Das Pantoskop, auch als astigmatisches Glas bekannt, ist eine Kombination aus mehreren speziellen Prismen und Linsen und hat im Allgemeinen eine kreisförmige oder rechteckige Form. Die Funktion des passenden Spiegels besteht darin, den vom Spiegel reflektierten parallelen Strahl zu brechen, sodass die Straße vor dem Auto gut und gleichmäßig beleuchtet ist.
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Das optische System eines Scheinwerfers ist eine Kombination aus Glühbirne, Reflektor und passendem Spiegel. Je nach Aufbau des optischen Systems kann man drei Scheinwerfertypen unterscheiden: halbgeschlossen, geschlossen und projizierend.
1. Halbgeschlossener Scheinwerfer
Halbgeschlossene Scheinwerfer sind mit Spiegel und Spiegel verbunden und können nicht auseinandergenommen werden. Die Glühbirne kann von der Rückseite des Spiegels eingesetzt werden. Der Vorteil halbgeschlossener Scheinwerfer besteht darin, dass bei durchgebranntem Glühfaden nur die Glühbirne ausgetauscht werden muss. Der Nachteil ist die schlechte Abdichtung. Kombinierte Scheinwerfer vereinen Blinker, Querlicht, Fernlicht und Abblendlicht zu einer Einheit. Reflektor und Pantoffel bestehen aus organischen Materialien. Die Glühbirne kann einfach von hinten eingesetzt werden. Mit kombinierten Scheinwerfern können Automobilhersteller auf Anfrage jede Art von passender Scheinwerferlinse herstellen, um die Aerodynamik, den Kraftstoffverbrauch und das Design des Fahrzeugs zu verbessern.
2. Geschlossene Scheinwerfer
Geschlossene Scheinwerfer werden auch in Standard-Scheinwerfer und Halogen-Scheinwerfer unterteilt.
Das optische System des standardmäßig geschlossenen Scheinwerfers besteht aus dem Verschmelzen und Verschweißen von Reflektor und passendem Spiegel zu einem Ganzen, das das Lampengehäuse bildet. Der Glühfaden ist mit dem Reflektorsockel verschweißt. Die Reflektoroberfläche wird im Vakuum aluminisiert, und die Lampe ist mit Inertgas und Halogen gefüllt. Die Vorteile dieser Konstruktion sind eine gute Abdichtung, die Vermeidung atmosphärischer Verschmutzung des Spiegels, eine hohe Reflexionseffizienz und eine lange Lebensdauer. Nach dem Durchbrennen des Glühfadens muss jedoch die gesamte Beleuchtungsgruppe ausgetauscht werden, was höhere Kosten verursacht.
3. Projektionsscheinwerfer
Das optische System eines Projektionsscheinwerfers besteht hauptsächlich aus einer Glühbirne, einem Reflektor, einem Abschirmspiegel und einem konvexen Gegenspiegel. Der sehr dicke, nicht gravierte Konvexspiegel ist oval. Daher ist sein Außendurchmesser sehr klein. Projektionsscheinwerfer haben zwei Brennpunkte: den ersten Brennpunkt der Glühbirne und den zweiten Brennpunkt im Licht. Das Licht wird durch den konvexen Spiegel gebündelt und in die Ferne geworfen. Der Vorteil liegt in der guten Fokussierung und dem Strahlenverlauf:
(1) Das zum oberen Teil der Glühbirne emittierte Licht gelangt durch den Reflektor zum zweiten Brennpunkt und wird durch den konvexen Anpassungsspiegel auf die Entfernung fokussiert.
(2) Gleichzeitig wird das zum unteren Teil der Glühbirne emittierte Licht vom Maskierungsspiegel reflektiert, zum Reflektor zurückgeworfen und dann zum zweiten Brennpunkt geworfen und durch den konvexen Anpassungsspiegel auf die Entfernung fokussiert.
Bei der Verwendung von Autos sind die Anforderungen an Scheinwerfer: sowohl eine gute Beleuchtung zu gewährleisten, als auch den Fahrer des entgegenkommenden Autos nicht zu blenden. Daher sollten bei der Verwendung von Scheinwerfern die folgenden Punkte beachtet werden:
(1) Halten Sie das Scheinwerfer-Pantoskop sauber, insbesondere bei Fahrten bei Regen und Schnee. Schmutz und Ablagerungen reduzieren die Lichtleistung des Scheinwerfers um 50 %. Einige Modelle sind mit Scheinwerferwischern und Wassersprays ausgestattet.
(2) Wenn sich die beiden Fahrzeuge nachts begegnen, sollten sie zur Gewährleistung der Fahrsicherheit das Fernlicht des Scheinwerfers ausschalten und auf Abblendlicht umschalten.
(3) Um die Leistung des Scheinwerfers sicherzustellen, sollte der Scheinwerferstrahl nach dem Auswechseln des Scheinwerfers oder nach einer Fahrstrecke von 10.000 km überprüft und eingestellt werden.
(4) Überprüfen Sie regelmäßig die Glühbirne, die Fassung und das Sockeleisen auf Oxidation und Lockerung, um sicherzustellen, dass der Steckerkontakt einwandfrei funktioniert und das Sockeleisen zuverlässig ist. Ein lockerer Kontakt führt beim Einschalten des Scheinwerfers zu einem Stromschlag durch das Ein- und Ausschalten des Stromkreises, wodurch der Glühfaden durchbrennt. Ist der Kontakt oxidiert, verringert sich die Helligkeit der Lampe aufgrund des erhöhten Kontaktdruckabfalls.
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