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行過黑夜的利器——新世代交通工具照明設備

2004/04/05 經濟部能源局 點閱人次: 284

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▓撰文:陳 芃

家中照明的良莠,對於視力健康以及個人心情影響甚大,但是行車時的照明,卻是與生命息息相關的要事。車輛使用的照明設備,近年也有相當的突破,不但更為光亮增加行車的主動安全性,同時也更加節省電力。

車輛照明技術基本上與一般照明的原理相同,不過考量的情況卻不甚相同。雖然現在絕大部份的路段都有路燈的設置,但是在高速度的行進下,路燈所能提供的亮度顯然不足,而因為間隔距離與路況的關係,也常造成照明的死角,無法完全符合行車的需求。另一方面,在完全沒有夜間照明的路段,汽機車所使用的照明設備,相形之下就更為重要。

車頭燈最主要的功能是使駕駛者看清前方路況,並即時反應,如此一來,必須具備投射距離以及亮度均足夠的兩項前提。要滿足這兩者,當然需要更大功率的照明設備。如果使用傳統燈泡,其耗電量以及所產生的熱,均是一大挑戰。新世代的車燈,將就省電、長壽命、低發熱量等方向做改進。

氣體放電成為潮流

有些讀友可能注意到,夜間在路上跑的車輛中,有些發出泛白、甚至於偏藍的燈光,不但顏色與一般車燈不同,而且亮度更高,而這些車輛可能就配備有所謂的「氣體放電式頭燈」(High Intensity Discharge Lamp;HID)。所謂的HID大燈是近年來高級車種的配備,而原廠未配有HID的車輛,也可以透過改裝等方式加裝,讓愛車夜間前途更為明亮。

傳統的鹵素車燈其實就是白熾燈的一種,其就是利用電流通過鎢絲後,使其產生高溫後發出光芒,而為延長燈絲的蒸發,在燈泡內部封入碘的石英發光管。而HID主要的原理則是為氣體放電,也就是在石英燈管中填充氙氣,以超高的電壓(20,000V以上,今多為23,000V)通電,利用氣體放電產生的電弧激發出光芒。

HID具有高照明度(約是鹵素燈的三至五倍)、低耗電量(35W,約一般車用鹵素燈泡的一半)、壽命長(約為3,000小時,因沒有燈絲不怕融毀)等優點。不過HID的售價也不便宜,整套裝置比起傳統鹵素燈泡要貴上數倍至數十倍不等。

在晚上模擬太陽

氣體放電式的照明設備其實並不是新科技,水銀燈泡、複金屬水銀燈泡、高壓鈉氣燈泡等的應用就非常早,常見的路燈、體育館的照明、隧道的照明,都有它們的蹤跡。但是此類燈具的點燈速度較慢,由於氣體放電需要一段時間(5~30分鐘,依燈具類型不等),所以大家看見路燈、體育場照明,都是慢慢點亮,至穩定後才能達到最大功率。

不同於上述的氣體放電式照明設備,車用的HID則具備有快速點亮的特性,因為其配備有整流器,能將車子使用的12V電源,瞬間提升至23,000V的高壓電,刺激燈泡內的氙氣迅速達到最大亮度,接下來再持續提供8,000V的電壓,使氙氣持續放電點亮大燈。

HID車燈還有一項特點,那就是它所投射出來的顏色,明顯異於傳統的鹵素燈泡。一般鹵素車燈的色溫,最高約可達3,200k,為偏黃色,而HID車燈的色溫,則普遍在4,200k以上,類似於太陽光色,更為明亮清晰。近日的HID產品求新求變,在色溫上大做文章,某些改裝品的色溫甚至達到8,000k、甚至是12,000k等,已經成為藍光,這也是為什麼有些車的車燈顏色為藍色的原因之一。

<插入表> 表1:色溫對照表

更清楚的被看見

除了看得更清楚外,也要讓別人更清楚的看見自己的動態,才能更增加車輛的主動安全性。這個部份包括車輛四周圍的角燈、煞車燈、方向燈、倒車燈等,這些燈具不需要強力的光束投射,但在黑夜中、惡劣氣候如濃霧下,必須能夠清晰辨識。而與頭燈面臨的相同問題是,使用傳統燈泡的這些燈具,如果要更亮,那勢必就得耗費更多電力,以及發出更大的熱量。

在LED照明技術普遍後,以上這些車輛動態標示的燈具也有了新的突破。LED耗電量低,工作時又不會產生高溫,結合多個小型的LED,其亮度能比傳統燈泡更亮數倍,同時在高頻工作(如煞車點燈,放煞車熄燈)的情況下表現更勝傳統燈泡,使用壽命也更長。目前市面上已有與傳統燈泡燈座相合的LED燈組,專用於汽機車上的各式小燈。

其實LED在交通方面的運用還不止這些,常見的紅綠燈、行人穿越指示燈,裡面的發光元件有許多就是LED。交通號誌用的白熾燈泡,通常為116W或165W,而LED每只燈具僅為15~23W,能大幅降低耗能。而由於世界對LED產業的重視與開發,由LED所製成的汽機車頭燈可能在未來的數年內亦會出現,屆時,可能又會掀起一股車燈的革命。

<圖說> 表:色溫對照表


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