汽車(chē)前照燈檢測(cè)的作用和要求

前照燈是汽車(chē)在夜間或在能見(jiàn)度較低的條件下，為駕駛員提供行車(chē)道路照明的重要設(shè)備，而且也是駕駛員發(fā)出警示，進(jìn)行聯(lián)絡(luò)的燈光信號(hào)裝置。所以前照燈必須有足夠的發(fā)光強(qiáng)度和正確的照射方向。由于在行車(chē)過(guò)程中，汽車(chē)受到振動(dòng)，可能引起前照燈部件的安裝位置發(fā)生變動(dòng)，從而改變光束的正確照射方向，同時(shí)，燈泡在使用過(guò)程中會(huì)逐步老化，反射鏡也會(huì)受到污染而使其聚光的性能變差，導(dǎo)致前照燈的亮度不足。這些變化，都會(huì)使駕駛員對(duì)前方道路情況辨認(rèn)不清，或在與對(duì)面來(lái)車(chē)交會(huì)時(shí)造成對(duì)方駕駛員眩目等，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，前照燈的發(fā)光強(qiáng)度和光束的照射方向被列為機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全檢測(cè)的必檢項(xiàng)目。前照燈安全檢測(cè)的要求如下：

一、前照燈光束照射位置要求

1、機(jī)動(dòng)車(chē)在檢驗(yàn)前照燈的近光光束照射位置時(shí)，前照燈在距離屏幕10m處，光束明暗截止線(xiàn)轉(zhuǎn)角或中點(diǎn)的高度應(yīng)為0·6H-0·8H（H為前照燈基準(zhǔn)中心高度，下同），其水平方向位置向左向右偏差均不得超過(guò)100mm。

2、四燈制前照燈其遠(yuǎn)光單光束燈的調(diào)整，要求在屏幕上光束中心離地高度為0.85H-0.9OH，水平位置要求左燈向左偏不得大于10O mm，向右偏不得大于170mm；右燈向左或向右偏均不得大于170mm。

3、機(jī)動(dòng)車(chē)裝用遠(yuǎn)光和近光雙光束燈時(shí)以調(diào)整近光光束為主。對(duì)于只能調(diào)整遠(yuǎn)光單光束的燈，調(diào)整遠(yuǎn)光單光束。

4、機(jī)動(dòng)車(chē)每只前照燈的遠(yuǎn)光光束發(fā)光強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到表 1的要求。測(cè)試時(shí)，其電源系統(tǒng)應(yīng)處于充電狀態(tài)。

二、前照燈發(fā)光強(qiáng)度要求

表 1前照燈遠(yuǎn)光光束發(fā)光強(qiáng)度要求

允許四燈制的機(jī)動(dòng)車(chē)其中兩只對(duì)稱(chēng)的燈達(dá)到兩燈制要求視為合格。

用屏幕檢測(cè)前照燈的光束照射位置

如圖 1所示，在距前照燈lOm處設(shè)有一專(zhuān)用屏幕，按前述規(guī)定的檢驗(yàn)條件，在屏幕上畫(huà)有三條垂直線(xiàn)和三條水平線(xiàn)，中間垂直線(xiàn)V-V與被檢車(chē)輛的縱向中心線(xiàn)對(duì)正。兩側(cè)的垂直線(xiàn)V左-V左和V右- V右分別為被檢車(chē)輛的左右前照燈的中心線(xiàn)；水平線(xiàn)h-h與被檢車(chē)輛的前照燈的中心等高，距地面高度為H（mm）；其下一條水平線(xiàn)的高度為H1，與被檢車(chē)輛的前照燈遠(yuǎn)光光束中心的上限值（0.9H）等高，最下面的一條水平線(xiàn)的高度為H2，與被檢車(chē)輛的前照燈近光光束中心的上限值（0.8H）等高。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定遠(yuǎn)近光光束中心高度的偏差范圍分別為0.05H與0.2H，即其下限值分別為0.85H和0.6H。

檢測(cè)時(shí)，先遮住一邊的前照燈，然后打開(kāi)前照燈的近光開(kāi)關(guān)，未遮蓋的前照燈的近光明暗截止線(xiàn)轉(zhuǎn)角或光束中心應(yīng)落在由高度為H2、H2一0.2H的兩條水平線(xiàn)及距汽車(chē)縱向中新鮮為1/2s+100、1/2s-100（mm）兩條垂線(xiàn)所圍的矩形面積內(nèi)，否則表明近光光束照射位置偏斜不合格。

對(duì)于遠(yuǎn)光單光束前照燈，則要檢測(cè)遠(yuǎn)光光束的照射位置，檢測(cè)方法與前相同，但其光束中心應(yīng)落在由高度為H1、H1-0.05H的兩條水平線(xiàn)及距汽車(chē)縱向中心線(xiàn)為1/2S+170、1/2S-170（mm）（為右燈，左燈左為1/2S+100，右燈右為1/2S-170）兩條垂線(xiàn)所圍的矩形面積內(nèi)，方為合格。

用屏幕法檢測(cè)前照燈，其方法簡(jiǎn)單易行，但它只能檢測(cè)出光束的偏斜方向和偏斜量，不能檢測(cè)發(fā)光強(qiáng)度，而且為適應(yīng)不同車(chē)型，還需經(jīng)常更換屏幕，檢測(cè)效率較低。

用前照燈檢測(cè)儀檢測(cè)發(fā)光強(qiáng)度和光軸偏移量

一、前照燈檢測(cè)儀檢測(cè)原理

前照燈檢測(cè)儀，一般是采用具有把吸收的光能變成電流的光電池元件，按照前照燈主光軸照射光電池產(chǎn)生電流的比例，來(lái)測(cè)量前照燈的發(fā)光強(qiáng)度和光軸偏斜量的。

1、發(fā)光強(qiáng)度的檢測(cè)原理

如圖 2所示，把光電池3與光度計(jì)1連接起來(lái)，以適當(dāng)距離使前照燈照射光電池后，光電池根據(jù)前照燈發(fā)光強(qiáng)度的大小產(chǎn)生電流使光度計(jì)指針動(dòng)作，從而指示出前照燈的發(fā)光強(qiáng)度。

2、光軸偏斜量的檢測(cè)原理

如圖 3所示，把光電池分為S上、S下、S左、S右、四份，在S上和S下上接有上下偏斜指示計(jì)3，在S左和S右上接有左右偏斜指示汁1，當(dāng)光電池受到前照燈照射后，各分光電池分別產(chǎn)生電流，當(dāng)S上和S下或S左和S右的受光量不等時(shí)產(chǎn)生的電流也不相等。根據(jù)其差值便可使上下偏斜指示計(jì)3或左右偏斜指示計(jì)1動(dòng)作，從而可測(cè)出前照燈光軸的偏斜量。

光電池生產(chǎn)出來(lái)，無(wú)論使用與否，時(shí)間長(zhǎng)久以后，其靈度均會(huì)下降。

二、前照燈檢測(cè)儀的類(lèi)型

有聚光式、屏幕式、自動(dòng)追蹤光軸式、投影式四種。

全自動(dòng)前照燈檢測(cè)儀的工作原理

一、外形與結(jié)構(gòu)原理

儀器外形如圖 4所示。光接收箱在立柱的導(dǎo)引下，由鏈條牽引作上下運(yùn)動(dòng)，儀器的底箱下面裝有輪子，可沿地面導(dǎo)軌左右移動(dòng)整個(gè)設(shè)備。在光接收箱內(nèi)部有一透鏡組件（圖 5）、光電池與光檢測(cè)系統(tǒng)。在底箱內(nèi)裝有兩個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（圖 6）。

在光接收箱的正面裝有上下左右四個(gè)光電池，用作光軸追蹤，其原理如前所述。當(dāng)上下光電池受到的光照度不同時(shí)，產(chǎn)生的偏差信號(hào)驅(qū)動(dòng)上下傳動(dòng)部件中的電機(jī)，牽引光接收箱向光照平衡的位置移動(dòng)。同樣，左右光電池的偏差信號(hào)將驅(qū)動(dòng)左右傳動(dòng)部件中的電機(jī)，使儀器向發(fā)或向右移動(dòng)，直到光軸位置偏差信號(hào)為零。

透鏡后面有一組四象限光電池。當(dāng)前照燈光束通過(guò)透鏡聚光后，照射在這一光電池組的中央時(shí)，四光電池產(chǎn)生的偏差信號(hào)為零（上下表和左右表指示為零）。如果在儀器定位于主光軸位置時(shí)，通過(guò)聚光透鏡的光束偏離中心位置，必然會(huì)產(chǎn)生偏差信號(hào)。左右偏移的偏差信號(hào)驅(qū)動(dòng)左右電機(jī)（圖 5），使透鏡移動(dòng)，以減少這一偏差，亦即使得會(huì)聚的光束向光電池組中心逼近。同樣，上下偏移偏差信號(hào)則驅(qū)動(dòng)透鏡在垂直方向上作調(diào)整，以使光點(diǎn)能在垂直方向逼近光電池組的中心。透鏡在兩個(gè)方向的位移量由分別安裝在兩個(gè)方向上的位移傳感器檢測(cè)，并送檢測(cè)電路處理。

圖 7中，I1和I2分別表示同組光電池中的每只光電池產(chǎn)生的回路電流，根據(jù)電工學(xué)原理，在R1=R2，R3=R4條件下，輸出電壓Ex為：

Ex=（E2-E1）/2

其中，E1= I1 R1，E2= R2 I2。當(dāng)I1=I2時(shí)，有Ex=0。當(dāng)光電池1的受光量大于光電池2時(shí)，有I1＞I2，電路輸出Ex＜0；反之則有Ex＞0。

2.電機(jī)轉(zhuǎn)向控制原理

電機(jī)轉(zhuǎn)向控制電路集裝在一塊電路板上。由光電池檢測(cè)電路產(chǎn)生的誤差信號(hào)Ex經(jīng)過(guò)T型濾波電路濾除5OHz的干擾信號(hào)后，被送入前置放大器。放大后的偏差信號(hào)再經(jīng)過(guò)狀態(tài)比較器確定Ex》0，Ex《0或Ex=0的三種狀態(tài)控制狀態(tài)輸出電路，產(chǎn)生電機(jī)正轉(zhuǎn)信號(hào)和電機(jī)反轉(zhuǎn)信號(hào)，或者不產(chǎn)生信號(hào)輸出（即電機(jī)停轉(zhuǎn)）。

電路配有零位調(diào)整和增益調(diào)節(jié)兩個(gè)電位器，是儀器傳動(dòng)系統(tǒng)定位精度的重要環(huán)節(jié)。零位漂移直接影響定位精度，而增益過(guò)小會(huì)降低儀器的檢測(cè)靈敏度，導(dǎo)致零點(diǎn)誤差增大，但增益過(guò)高會(huì)使儀器的穩(wěn)定度降低，產(chǎn)生振蕩。

3.光軸角測(cè)量原理

如圖 9所示，放大器和三狀態(tài)比較器構(gòu)成透鏡電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制電路，IN.ADJ為放大器的零位調(diào)整電位器，GAIN為比較器的增益調(diào)節(jié)電位器。在測(cè)定條件下，繼電器J8導(dǎo)通，其常開(kāi)觸點(diǎn)J8.1和J8.2將光電池Pu和PD的信號(hào)接入放大器，并用電位器BAL調(diào)節(jié)其平衡點(diǎn)。在校準(zhǔn)時(shí)（校準(zhǔn)燈發(fā)光強(qiáng)度20000cd），置光軸角為0°，調(diào)節(jié)BAL使相應(yīng)的光軸角指示計(jì)讀數(shù)為零。在工作時(shí)，如果PU和PD的信號(hào)不平衡，透鏡電機(jī)被驅(qū)動(dòng)，位移傳感器檢測(cè)位移量送光軸角指示計(jì)電路，使指示計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直到PU和PD達(dá)到新的平衡，此時(shí)指示計(jì)的讀數(shù)即為前照燈光軸的偏斜量。

退出測(cè)定時(shí)，J8釋放，其常閉觸點(diǎn)J8.1和J8.2分別接通電位器ZERO和位移傳感器，如果此時(shí)透鏡不在原點(diǎn)，它們就會(huì)產(chǎn)生使透鏡返回原點(diǎn)的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)透鏡電機(jī)作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.其他

檢測(cè)儀使用同一組光電池測(cè)量前照燈的發(fā)光強(qiáng)度和光軸角。所以光電池信號(hào)除了送往光軸角測(cè)量電路外，還送給加法電路進(jìn)行信號(hào)疊加，以產(chǎn)生發(fā)光強(qiáng)度的信號(hào)。

發(fā)光強(qiáng)度信號(hào)和光軸角信號(hào)同時(shí)被送到各自的指示計(jì)電路，去驅(qū)動(dòng)指示計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)，每個(gè)指示計(jì)電路都配有調(diào)節(jié)電位器，用來(lái)調(diào)節(jié)電路的增益、放大器的零點(diǎn)和校準(zhǔn)指示電表的刻度值。為了便于計(jì)算機(jī)處理，這些信號(hào)還被作為采樣信號(hào)輸出，通過(guò)連接電纜與計(jì)算機(jī)連接。

為了便于手動(dòng)調(diào)整操作及校準(zhǔn)等，儀器還配有相關(guān)的繼電器控制電路、操作開(kāi)關(guān)與按鈕。

為了適應(yīng)儀器快速移向檢測(cè)位置，或從檢測(cè)位置上返回，所以?xún)x器底箱的移動(dòng)（即整機(jī)左右移動(dòng)）采用交流可逆齒輪減速伺服電動(dòng)機(jī)，并采用快速制動(dòng)裝置，該制動(dòng)裝置能保證在測(cè)定狀態(tài)下受光器穩(wěn)定不動(dòng)。交流調(diào)速電路使得在非測(cè)定條件下電機(jī)高速運(yùn)行，而在測(cè)定條件下電機(jī)以低速運(yùn)行，并準(zhǔn)確穩(wěn)定地使儀器對(duì)準(zhǔn)前照燈的主光軸。

前照燈檢測(cè)儀的使用

一、檢測(cè)前的準(zhǔn)備

1、檢測(cè)儀的準(zhǔn)備

（1）在前照燈檢驗(yàn)儀不受光狀態(tài)下，檢查光度計(jì)和光軸偏斜指示計(jì)的指針是否能對(duì)準(zhǔn)機(jī)械零點(diǎn)。若指針失準(zhǔn)，可用零點(diǎn)調(diào)整螺釘將其調(diào)整在零點(diǎn)上。

（2）檢查聚光透鏡和反射鏡的鏡面有無(wú)污物或模糊不清的地方。若有，可用柔軟的布或鏡頭紙等擦拭干凈。

（3）檢查水準(zhǔn)器的技術(shù)狀況。若水準(zhǔn)器無(wú)氣泡，要進(jìn)行修理；若氣泡不在紅線(xiàn)框內(nèi)時(shí)，可用水準(zhǔn)器調(diào)節(jié)器或墊片進(jìn)行調(diào)整。

（4）檢查導(dǎo)軌是否沾有泥土或小石子等雜物。有雜物時(shí)要掃除干凈。

2、車(chē)輛的準(zhǔn)備

（1）清除前照燈上的油污。

（2）輪胎氣壓應(yīng)符合汽車(chē)制造廠(chǎng)的規(guī)定。

（3）汽車(chē)蓄電池應(yīng)處于充足墊狀態(tài)。

二、自動(dòng)追蹤光軸式前照燈檢驗(yàn)儀的檢驗(yàn)方法

1、將汽車(chē)盡可能地與導(dǎo)軌保持垂直方向駛近檢驗(yàn)儀，使前照燈與檢驗(yàn)儀受光器相距3m。

2、將車(chē)輛擺正找準(zhǔn)器使檢驗(yàn)儀和汽車(chē)對(duì)正。

3、開(kāi)亮前照燈，接通檢驗(yàn)儀電源，用上下，左右控制開(kāi)關(guān)移動(dòng)檢驗(yàn)儀位置，使前照燈光束射到受光器上。

二、檢測(cè)原理

4、按下測(cè)量開(kāi)關(guān)，受光器可追蹤到前照燈光州，根據(jù)光軸偏斜指示計(jì)（標(biāo)有刻度）和光度計(jì)的指示值，即可測(cè)得和發(fā)光強(qiáng)度。

前照燈光軸偏斜量如需調(diào)整，可一邊調(diào)整前照燈的照射方向，一邊觀(guān)察光軸偏斜指示計(jì)，使指針回到規(guī)定范圍即可。

下面以全自動(dòng)前照燈檢測(cè)儀為例，對(duì)其在自動(dòng)檢測(cè)線(xiàn)上的應(yīng)用略加討論。

首先，為了避免外來(lái)光線(xiàn)的影機(jī)前照燈檢測(cè)儀應(yīng)安排在自動(dòng)檢測(cè)線(xiàn)的中間工位上。為了保證前照燈光軸與儀器受光面的垂直度，在檢測(cè)儀前應(yīng)有恰當(dāng)?shù)囊?chē)線(xiàn)。為了保證3m的檢測(cè)距離，在檢測(cè)儀前應(yīng)設(shè)置車(chē)位控制裝置，例如光電檢測(cè)裝置。儀器的導(dǎo)軌和光接收箱，必須按使用說(shuō)明書(shū)的要求正確地安裝。

檢測(cè)儀的接口信號(hào)有模擬量信號(hào)和開(kāi)關(guān)量信號(hào)兩種類(lèi)型。模擬量信號(hào)中有發(fā)光強(qiáng)度信號(hào)，光軸上下偏轉(zhuǎn)角和左右偏轉(zhuǎn)角信號(hào)。其中發(fā)光強(qiáng)度信號(hào)為0-5V，光軸角信號(hào)為-2.5-+2.5V，均采自各自的指示計(jì)電路，其幅度可由相應(yīng)的輸出電壓調(diào)節(jié)電位器進(jìn)行調(diào)整。開(kāi)關(guān)量信號(hào)用以控制儀器快速進(jìn)入或退出測(cè)定位置，以及提供儀器處在光照區(qū)并進(jìn)入光軸自動(dòng)跟蹤狀態(tài)的檢測(cè)跟蹤信號(hào)和對(duì)準(zhǔn)光軸時(shí)的自動(dòng)采樣信號(hào)。

控制儀器和光接收箱運(yùn)動(dòng)的信號(hào)有三個(gè)不同的來(lái)源，如圖 10所示。其一是手動(dòng)控制盒上的移動(dòng)扳鍵信號(hào)；其二是電機(jī)轉(zhuǎn)向控制板輸出的光軸追蹤信號(hào)；其三是計(jì)算機(jī)輸出的控制信號(hào)。因此，在手動(dòng)操作的時(shí)候，計(jì)算機(jī)控制應(yīng)撤消。為避免意外，在儀器正常運(yùn)行時(shí)可拆去控制盒。為了減少外部信號(hào)對(duì)計(jì)算機(jī)的干擾，通常在計(jì)算機(jī)和儀器之間必須加隔離電路。

在儀器進(jìn)入光照區(qū)后應(yīng)開(kāi)始光軸自動(dòng)追蹤狀態(tài)，因此必須撤消手動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)控制，也就是說(shuō)要釋放手動(dòng)開(kāi)關(guān)和切斷中間繼電器JU，而轉(zhuǎn)向控制電路驅(qū)動(dòng)功率繼電器J4。因此，在計(jì)算機(jī)控制時(shí)必須采樣和處理檢測(cè)跟蹤信號(hào)。

為了采集儀器輸出的模擬信號(hào)（光強(qiáng)和光軸角），計(jì)算機(jī)必須配置A/D轉(zhuǎn)換電路，該電路至少須配置三個(gè)模擬量通道，一個(gè)0-5V通道用于采樣發(fā)光強(qiáng)度，兩個(gè)士2.5V通道用于光軸角信號(hào)的采樣。按照儀器發(fā)光強(qiáng)度的測(cè)量范圍0-4000Ocd的要求，A/D的分辨率應(yīng)達(dá)到2-16，即采用16位的A/D轉(zhuǎn)換器，成本較高?？紤]到儀器的誤差為±15%，即±600Ocd的實(shí)際情況，可采用10位A/D轉(zhuǎn)換器，其分辨率為：

40000/210=40cd《6000cd

由于A(yíng)/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換誤差一般為±1-1.5LSB。所以其對(duì)儀器測(cè)量精度的影響僅為1%，是可允許的。對(duì)于光軸角的測(cè)量范圍±2°30′，誤差±15′而言，10位A/D的分辨率可達(dá)0.3′，僅為誤差的2%。

在儀器的保養(yǎng)方面，建議每三個(gè)月對(duì)儀器校準(zhǔn)或標(biāo)定一次，以提高保養(yǎng)水平。標(biāo)定時(shí)計(jì)算機(jī)可采集儀器標(biāo)定的合格區(qū)數(shù)據(jù)，作為檢測(cè)時(shí)判別依據(jù)。校準(zhǔn)應(yīng)按使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定的方法進(jìn)行。儀器在使用過(guò)程中，應(yīng)注意保持傳動(dòng)部件的潤(rùn)滑，導(dǎo)軌和光接收箱正面玻璃應(yīng)保持清潔，并定期對(duì)聚光透鏡進(jìn)行清潔處理，當(dāng)儀器出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)及時(shí)排除，若故障排除會(huì)影響測(cè)量精度，則必須在排除故障后，對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)整。

儀器常見(jiàn)故障的排除舉例如下：

（1）儀器不能動(dòng)作。檢查電源是否接通。

（2）儀器在某個(gè)方向不能移動(dòng)。檢查該方向的限位開(kāi)關(guān)是否損壞，因而產(chǎn)生錯(cuò)誤的限位信號(hào)；檢查該方向移動(dòng)信號(hào)的通路是否阻斷；轉(zhuǎn)向控制電路板輸出是否正常；制動(dòng)器是否釋放；電機(jī)的起動(dòng)電容是否失效等。

（3）儀器移動(dòng)的終點(diǎn)位置不正確。檢查限位開(kāi)關(guān)是否損壞，限位檔塊是否松動(dòng)或位置安裝不當(dāng)。

（4）儀器移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)應(yīng)檢查信號(hào)通路上各繼電器是否接觸不良，或者連線(xiàn)接頭是否發(fā)生松動(dòng)。

（5）指示計(jì)指針故障。檢查指示計(jì)電路的輸出是否正常；供電電源是否正常；位移傳感器動(dòng)作是否正常；光電池輸出是否正常；受光面是否清潔等。

在計(jì)算機(jī)控制環(huán)境下，一般應(yīng)首先判斷故障原因是儀器自身造成的，還是計(jì)算機(jī)信號(hào)出現(xiàn)異常，為此，可用手動(dòng)控制盒來(lái)操作儀器以助診斷。若是儀器故障亦應(yīng)先排除人為因素，例如是否有違反操作規(guī)程的錯(cuò)誤操作，線(xiàn)纜有無(wú)機(jī)械損壞或誤接等。儀器的各個(gè)調(diào)節(jié)電位器應(yīng)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)在校準(zhǔn)儀器時(shí)使用，不得隨意調(diào)節(jié)。若屬于電路板內(nèi)的故障，一般以更換單元電路為宜。

為了提高儀器的保養(yǎng)水平，用戶(hù)還應(yīng)建立儀器的維修檔案和制訂良好的保養(yǎng)制度。

三、檢測(cè)注意事項(xiàng)

1、檢驗(yàn)儀的底座一定要保持水平；

2、檢驗(yàn)儀不要受外來(lái)光線(xiàn)的影響；

3、必須在汽車(chē)保持空載并乘坐1名駕駛員的狀態(tài)下檢測(cè)；

4、汽車(chē)有四只前照燈時(shí)，一定要把輔助照明燈遮住后再進(jìn)行測(cè)量；

5、開(kāi)亮前照燈照射受光器，一定要把光電池靈敏度穩(wěn)定后再進(jìn)行檢測(cè)；

6、儀器不用時(shí)，要用罩子把受光器蓋好。

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