照明和光信号装置对客车安全性的影响分析

叶袁洪，郭 松，陈小华

（重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心，重庆 401122）

安全性是客车运行中一个极为重要的指标。客车灯具担负着照明和指示信号两种功能，是主动安全性的重要内容。世界汽车安全事故统计资料表明，夜间发生的交通事故是白天的三倍，照明状况不良时的事故率又是照明良好时的三倍[1-2]。我国早在1984 年就参照ECE 法规制定了相应的汽车灯具标准。目前，客车公告新产品申报强检项目已达100 余项，其中与灯具相关的强检项目就多达30 余项，其涉及内容主要包括照明和光信号装置的光度性能、环境试验及安装要求。由此可见，灯具在客车安全中的地位十分重要[3]。

1 照明装置试验

照明装置主要指前照灯和前雾灯，同时也包括牌照灯、车内灯和仪表灯等。

1.1 前照灯

前照灯是提供远光，或近光，或远、近光，照明车辆前方道路的灯具，它不仅关系到车辆自身的安全，而且关系到对面行驶车辆及行人和其他物体的安全，在客车夜间行驶中具有非常重要的作用。我国现行的前照灯标准GB 4599-2007《汽车用灯丝灯泡前照灯》[4]自2008 年6 月1 日开始实施。与旧标准GB 4599-1994 相比，它对前照灯近光的配光要求更加严格，且增加了前照灯的配光稳定性试验、配光镜或材料试样试验及整灯试验，以保证前照灯配光性能的稳定性和配光镜、反射镜等材料的长期有效性[5]。

前照灯近光是一种不使对方眩目的近距离照明光束，其配光性能直接影响车辆前行时路面的照明状况和对方行驶车辆驾驶员和行人的视野[6]。自GB 4599-2007实施以来，重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心进行了大量的客车前照灯配光性能公告及3C 认证试验。近光试验不合格主要表现在：Ⅲ区明暗截止线上方偏亮；75R 点和50R 点偏暗；Ⅲ区中规定的8个点不够亮。如图1 所示，当Ⅲ区偏亮时，会导致B50 L 点也偏亮。由于B50 L 点在车辆实际运行中相当于50 m 外迎面汽车驾驶员眼睛的位置，从而使对方驾驶员炫目，严重影响对方行驶车辆的安全；当Ⅲ区偏暗时，其中的8个点不够亮，这种情况会降低道路其他使用者对该车辆的辨识性；若75 R 点和50 R 点的配光值达不到标准要求，则近光灯在50 m 外不能起到较好的照明作用，影响行车安全[7]。

前照灯远光是在车辆前方道路无其他使用者时所使用的一种远距离照明光束。在检测过程中，极少发现远光灯配光性能不符合标准要求。但在实际应用中，恰好达到标准限值要求的远光灯却不能起到较好的照明作用。为了增强客车的夜间远距离照明，可采用增加远光光源数量或采用较高发光效率的光源等方式实现。

配光性能稳定性试验是为了保证前照灯长时间使用后其配光性能不发生明显变化。重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心就该项目进行了多次试验，发现有少数前照灯反射镜配光镀层材料由于受热影响而翘曲、剥离或出现气泡，如图2 所示。也有前照灯由于散热性能不好而导致在试验污染的前照灯试验后配光镜内侧出现积水，如图3 所示。这些缺陷势必破坏其配光分布和照度的稳定性，影响行车安全。

前照灯一般采用PC（聚碳酸酯）作为配光镜材料，但PC 材料磨耗系数大，易磨损。为了降低前照灯配光镜的磨耗系数，配光镜表面通常喷涂一层无色透明的特殊油漆——俗称UV 涂层，以提高前照灯的性能[8]。根据GB 4599-2007 的要求，必须对该类前照灯进行机械磨损试验，以模拟测试行车过程中沙粒撞击前照灯配光镜所产生的影响。试验证明，前照灯抗磨损能力与配光镜表面的UV 涂层材料及其喷涂工艺密切相关，提高前照灯配光镜的抗磨损能力，才能保证其良好的透光性，从而保证前照灯的配光分布特性不受影响。

光源辐照试验（即人工气候加速老化试验）是用等效的环境因素加速其老化过程，从而模拟一段时间后配光镜表面的情况是否符合标准的要求。虽然该试验并不能完全等同于自然气候老化，但其试验结果对评估前照灯的耐候性具有非常重要的参考价值。对于未通过光源辐照试验项目的前照灯，在使用一段时间后，亮度会明显下降，配光镜表面UV 涂层耐候性不足、老化严重是透光性能变差最重要的原因之一。当涂层老化后，配光镜表面会出现裂纹、屑片等现象。随着透光性能的降低，部分光线无法有效射出，进而增加了灯体内部的热量，影响前照灯寿命，降低了行驶的安全性。

1.2 前雾灯

前雾灯兼有照明和信号两种功能。它是在雾、雪、雨或尘埃弥漫等有碍可见度的天气情况下，为改善车辆前部道路照明和使迎面来车易于发现车辆的灯具。GB 4660-2007《汽车用灯丝灯泡前雾灯》[9]型式试验的测试项目与前照灯基本相同，并且以上对前照灯稳定性试验、机械磨损试验和光源辐照试验的分析对于前雾灯同样适用，在此不再累述。

从以往的前雾灯配光性能测试结果看，与标准的符合性情况不太理想，主要问题集中在明暗截止线不够清晰和H-H 线上的照度超出了标准最大限值的要求。从使用安全性的角度看，希望尽量减小前雾灯在明暗截止线上方的亮度，以降低会车时对方驾驶员的眩目感，同时增大前雾灯在明暗截止线下方的照度，以便更好地改善车辆前方的道路照明。因此，企业在设计前雾灯外观和结构时，应充分考虑前雾灯的光型和亮度分布，以满足GB 4660-2007 对前雾灯配光性能的要求。

2 光信号装置试验

光信号装置主要包括各种信号灯和反射器，其主要功能是向其他道路使用者表明本车的存在，以及本车将要转向或正在制动减速等，以引起对其注意。

2.1 信号灯

信号灯主要通过发光强度、光色及工作状态等特性区分其功能。位置灯和示廓灯的发光强度只为证明车辆的存在和标明车辆的宽度，所以发光强度都比较弱。转向灯光色均为琥珀色，根据其在车辆上的安装位置和功能不同共分为6 类。为了保证前转向灯在近光灯和前雾灯工作的情况下的辨识性，又将前转向灯分为1 类、1a类和1b 类，距离近光灯和前雾灯越近，其发光强度要求越大。由于很多车辆的制动灯与后位灯是混合安装的，为了区分这两种信号，要求制动灯的亮度是后位灯的5倍以上。某种程度上，倒车灯兼有照明和信号两种功能。倒车灯在H-H 线下5°以上的配光分布主要起信号作用，而H-H 线下5°以下的配光分布主要起照明作用。因此，倒车灯在垂直方向上的最大限值有很大差别。

信号灯的配光要求相对前照灯和前雾灯较为简单，但从以往的信号灯检测结果看，还是存在一些问题。

1）灯具生产企业在对信号灯进行配光设计时，因未充分考虑配光镜外观图案对配光的影响，导致照度分布不均匀。

2）对于多个信号灯组合的尾部灯具，由于各个信号灯的基准轴线不平行，致使部分信号灯的中心光强分布不在车辆的基准轴线上。

3）在前转向灯设计时，未充分考虑其与近光灯和前雾灯的距离而导致前转向灯照度不够。

4）倒车灯的设计并未同时体现照明和信号功能。

这些设计和制造过程中的不足都将不同程度地影响信号灯在客车行驶过程中的功能发挥。

2.2 反射器

客车反射器主要包括后反射器和侧反射器，主要用于反射后方或侧面车辆照明灯具的光线，以提示前方或侧面有车辆存在。因此，反射器的光度特性尤为重要。但部分企业忽略了反射器反光具有方向性这一特性，造成目视观测较亮的反射器却达不到光度限值要求。企业在设计和制造反射器时，应将反射光线汇聚至反射器法线方向上；也有企业忽略了反射器的耐环境特性，造成部分反射器不能通过耐透水性试验或耐腐蚀试验，如图4 所示。

照明和光信号装置的配光性能对客车安全性至关重要，但照明和光信号装置的安装也不容忽视。只有完全按照GB 4785-2007 的要求进行安装，才能保证其配光性能的有效性，实现其照明和指示信号的正常功能。

3 有关建议

照明和信号装置是客车安全技术发展的一个重要方面。随着客车系统对灯具照明功能和信号功能要求的提高，客车灯具应从多个角度创新和发展。首先从灯具配光镜的材料上进行创新，应尽可能选择高透过率、高耐磨性和耐温特性的材料，以提高灯具的寿命和能效；其次从灯具的光源着手，结合电子技术，发挥气体放电灯、LED 等新型光源的优势，以改善灯具的配光效果，提高驾驶安全性[10]；从我国的灯具标准体系上来说，虽已比较健全，但技术内容相对滞后。由于越来越多的新技术、新材料被应用于客车灯具的设计和制造，因此，其标准也要不断修订、补充新内容，促进灯具技术发展，从而提高客车的主动安全性。

[1]朱维涛，陈祥熙.汽车灯具设计原理与方法[J].光学仪器，2002，（6）

[2]徐大伟.世界汽车安全性技术法规与标准的研究[D].武汉：武汉理工大学，2007.

[3]马明，高凯，骆红，等.汽车灯具安全标准法规应予高度重视——中国与欧洲汽车灯具安全标准法规对比分析[J].中国标准化，2010，（7）

[4]GB 4599-2007，汽车用灯丝灯泡前照灯[S].北京：中国标准出版社，2007.

[5]张雄.汽车灯具欧美中三大标准中环境试验的对比分析[J].客车技术与研究，2009，31（3）：47-49.

[6]GB 4785-2007，汽车及挂车外部照明和信号装置的安装规定[S].北京：中国标准出版社，2007.

[7]冯昱华.POLO 灯具配光[J].照明工程学报，2003，（4）

[8]郭强，何文博，李剑峰，等.客车前照灯UV 涂层耐老化评价方法分析[J].客车技术与研究，2011，33（5）：57-59.

[9]GB 4660-2007，汽车用灯丝灯泡前雾灯[S].北京：中国标准出版社，2007.

[10]郭松.汽车灯具出口认证配光性能测试[J].客车技术与研究，2010，32（2）：23-26.