文/唐小雷 王早早 卜偉理

近年來，在機動車售后市場上有一種通過表面鍍上藍膜以提高色溫的燈泡，此類燈泡已普遍存在于機動車前照燈遠近光的更換上，具有色溫高、功率高、發(fā)熱強等特點。通常應用在機動車前照燈上燈泡的色溫為2 856 K，而此類鍍膜燈泡的色溫高達5 000 K以上，此類光源是否會影響照明效果，行車安全性如何？為此本文對其展開了安全性測試，并依據數據進行分析評估。

一、鍍膜高色溫燈泡在機動車前照燈上的危害

機動車燈光屬于主動安全，光源的好壞從一定意義上會影響行車安全。在我國，燈泡屬于自愿性認證，并非強制性，目前尚無針對高色溫燈泡的國家標準。作為一種消耗品，此類高色溫燈泡已廣泛存在于售后市場。由于缺乏標準試驗樣本和記錄較少，尚無此類高色溫燈泡在前照燈應用上的危害性的研究報告。故此次希望通過運用GB 4599－2007《汽車用燈絲燈泡前照燈》的配光要求、GB 15766.1－2008《道路機動車輛燈泡尺寸、光電性能要求》的光電性能要求以及國際照明委員會（CIE）188技術報告中一些評估汽車前照燈性能的要求，制定一套試驗方案，用于測定此類高色溫燈泡的相關性能，并將其與普通鹵素燈泡的各種數據比對，以證實鍍膜高色溫燈泡在前照燈應用上的危害性，為相關部門規(guī)范汽車光源售后市場提供技術依據。

色溫表示光源顏色的量，此概念由光源的光譜能量分布和顏色引入。當光源所發(fā)出光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時，黑體的這個溫度就稱為該光源的顏色溫度Tc，簡稱“色溫CT”，用絕對溫標表示。

二、研究方法及測試結果

光源作為汽車燈光中主動安全的關鍵零部件，對行車安全影響較大。根據現行標準GB 15766.1－2008、GB 4599－2007和CIE188技術報告中對光電性能、發(fā)熱能力、配光性能、色度、等照度曲線、紫外含量和顯色性的要求，測定鍍膜高色溫燈泡和普通鹵素燈泡的相關技術參數。

1.光電性能測定

在國內，燈泡的國家強制性標準中只涉及到燈座型號、燈絲位置尺寸、燈泡的功率及光通量，并沒有對燈泡色溫的規(guī)定。為了確定高色溫燈泡是否滿足國家標準的要求，測試方法按照GB 15766.1－2008中對光源H7 12 V 5 W的光電性能要求進行，涉及到的光電參數為功率和光通量。該項試驗對象是選擇5只色溫為5 000 K的鍍膜H7 12 V 55 W燈泡和5只色溫為2 856 K的普通H7 12 V 55 W燈泡，通過控制測試電壓13.2 V測定其功率和光通量，測試結果詳見表1。

表1 測定燈泡功率和光通量

在GB 15766.1－2008中規(guī)定H7 12 V 55 W燈泡的標準光電性能為：功率應小于58 W，光通量在1 350 lm～1 650 lm之間。從我們測試的結果來看，鍍膜高色溫燈泡的功率在70 W左右，已經超過標準要求，而光通量只略高于700 lm，比色溫為2 856 K燈泡的光通量少50%左右，同樣沒有達到國家標準要求。

2.發(fā)熱能力的測定

燈泡在正常工作中，會產生大量的熱，而燈腔狹小不易散熱，一旦燈腔受熱產生配光鏡或反光鏡形狀的扭曲、形變、融化等都會改變原有的配光效果，從而使照明效果變差。故光源的發(fā)熱情況必定會影響行車安全。在此試驗中，試驗對象仍為上述的5只色溫為5 000 K和5只色溫為2 856 K的H7 12 V 55 W燈泡。測試方法是將上述燈泡依次與實車安裝位置一致，連續(xù)點燈1 h，并在各測溫點上固定色溫熱電偶對其進行測溫，測試結果詳見表2。

表2 各測溫點上固定色溫熱電偶對其進行測溫結果表 ℃

從上述測試結果來看，鍍膜高色溫燈泡各個部位的溫度都高于常規(guī)鹵素燈泡，其發(fā)熱能力必定會增大反光鏡或配光鏡等材料的耐熱壓力，若造成變形，將會影響行車安全。

3.配光性能及色度測定

機動車燈具的配光性能在國家標準中是一個重要的考核項目，也是保證汽車在夜間行車時視野清晰的重要參數。色度是機動車燈光信號中，能力表現的重要指標。在此項試驗中，選取1只裝有支架的汽車前照燈，光源是上述色溫為5 000 K和色溫為2 856 K的H7 12 V 55 W燈泡各1只，作為配光性能和色度比對對象。測試方法及測試參考點按照GB 4599－2007中配光性能和色度的檢測要求進行試驗，測試電壓為13.2 V。試驗結果詳見表3。

在GB 4785－2007《汽車及掛車外部照明和光信號裝置的安裝規(guī)定》中要求，機動車前照燈發(fā)出的顏色必須是白色的，白色色品坐標的范圍是：x在0.310～0.500范圍內，y≤0.150+0.640x，y≤0.440；y≥0.050+0.750x，y≥0.382。從上述的色度測試結果來看，鍍膜高色溫燈泡所產生顏色偏藍白光，其色度值為x=0.3550，y=0.3560，普通鹵素燈泡所產生的顏色為白色，其色度值為x=0.4267，y=0.3936，均在國家標準規(guī)定的白色色品坐標范圍之內。

表3 兩種色溫燈泡1的配光值和色度比較 l x

從配光效果來看，兩種燈泡所產生的配光光型并沒有明顯的改變，但鍍膜高色溫燈泡的照度值明顯下降，跟普通鹵素燈泡在幾個比較重要的測試點上，如近光75R（指從駕駛員位置到右邊路邊75 m的那個點）和遠光HV（指遠光在汽車前方25 m處的中心點），普通鹵素燈泡在75R的那個點的照度是17.814 lx，鍍膜高色溫燈泡在75R那個點的照度是14.219 lx，照度值下降了20%左右；普通鹵素燈泡在遠光HV那個點的照度是65.230 lx，鍍膜高色溫燈泡在遠光HV那個點的照度是40.120 lx，照度值下降了38%左右，并且在GB 4599－2007中規(guī)定遠光HV的照度值必須大于48 lx，此配光值無法滿足國家標準的要求。從這個試驗結果來看，使用鍍膜高色溫燈泡會直接降低駕駛員在夜間行車的可視能力，這與光通量下降造成照度下降相符合，從行車的照明能力來看，鍍膜高色溫燈泡并不有效。

4.等照度曲線測定

在此項試驗中，測試對象為上述的前照燈，光源為上述色溫5 000 K和2 856 K的H7 12 V 55 W燈泡各1只，通過模擬正常的行車，以車燈近光照射路面獲取等照度曲線的方法來評價汽車前照燈系統(tǒng)的性能。在此采取探測行人或物體距離、光束照射寬度兩方面來比對鍍膜高色溫燈泡和普通鹵素燈泡在前照燈應用上表現。

按照CIE188的推薦方法，我們將1 lx、3 lx、5 lx定為3個參考照度值，以此為參考值，確立等照度曲線（見圖1）并評估出光束照射寬度及照射距離。

圖1 兩種不同色溫燈泡在1 l x、3l x、5l x的近光等照度曲線

假設汽車在行駛中探測到行人或物體位置的照度值為5 lx，眼睛所能感受到最遠的照度值為1 lx，對此進行照射距離及照射寬度測量，詳見表4。

表4 照射距離及照射寬度測量 m

從表4的試驗數據中可以看出，在人眼感受最遠的照度值和分辨物體的距離上，普通鹵素燈泡的照射距離較遠，5 lx在60 m和80 m的照射寬度上，普通鹵素燈泡也較寬。由于汽車在交會時，光進入眼睛的角度會不斷地變化，駕駛員在行駛過程中發(fā)現人或物體的后制動也需要反應時間，鍍膜高色溫燈泡的照射距離較短，探測范圍小會直接影響行車安全。

5.紫外含量及顯色指數測定

作為照明光源，除了要求光效高之外，還要求它發(fā)出的光具有良好的顏色。光源的顏色有兩方面的意思：色表和顯色性。人眼直接觀察光源時所看到的顏色，稱為光源的色表。顯色性是指光源的光照射到物體上所產生的客觀效果。如果各色物體受照的效果和標準光源（黑體或重組日光）照射時一樣，則認為該光源顯色性好；反之，如果物體在受照后顏色失真，則該光源的顯色性就差。

波長200 nm～380 nm的光定為紫外光，人眼無法識別，紫外含量越多，紫外輻射越大，對于配光鏡材料的影響更大，會使配光鏡產生磨損、變色、裂變等化學反應。

在此項試驗中，選取之前2種不同色溫的燈泡，各5個，來測定紫外含量和顯色指數，詳見表5。

表5 紫外含量和顯色指數

根據表5紫外含量和顯色指數的測定結果，鍍膜高色溫燈泡的紫外含量普遍高于普通鹵素燈泡，會加速配光鏡老化、磨損、變色和裂變等化學反應；顯色指數低于普通鹵素燈泡，將降低物體在照射時被人眼辨別的能力。

三、數據結果分析

光通量=能量分布x視見函數（視見函數的峰值在黃綠段550 nm左右），由于高色溫燈泡的顏色偏藍光，能量主要分布在波長較短處，所以整體的光通量下降，照度值也下降。部分廠家為了彌補亮度的不足，又提高了燈泡的功率，從而加大了燈泡的發(fā)熱能力、加重了配光鏡及反光鏡耐熱壓力，也增加了機動車本身的能耗，更增大了車身線路負載的壓力。從國家標準的角度來看，此類高色溫光源的光電性能并不符合GB 15766.1－2008中光電性能的標準要求。

由于光通量的下降，造成了照度值的下降，直接造成配光效果變差，在實際道路上，照明物體的能力、照射距離和照射范圍都相應減小，造成人們行駛中可視能力下降。從GB 4599－2007中配光性能的要求來看，配光光型并沒有具體改變，但它們的照度值卻明顯下降，有的甚至會降低到國家標準限值之下。

人在光譜上的可視范圍在380 nm～780 nm之間，對于高色溫燈泡的本身特性來說，因為表面鍍了藍膜后，有效地過濾了更多的黃光，而使它所發(fā)出光的顏色接近藍光，所以在光譜上，它的光能量主要集中波長較短處，在光譜上能量分布不均勻，于是造成顯色性差。

從配光鏡的角度來看，組成塑料配光鏡的材料主要由碳（C）和氫（H）兩種元素組成?；瘜W結構上，打破C－C鍵或C－H鍵的鍵能，就會從分子組成上破壞配光鏡結構，使其有發(fā)黃、老化等現象。紫外線則會引起塑料分子鏈斷裂和化學鍵解體，所以光源紫外含量的增加會加速塑料配光鏡的老化，容易損壞配光鏡本身的結構，破壞其配光效果。

四、結語

通過上述一系列實驗數據的分析，對于這種通過玻璃管表面鍍上藍膜的方法來提高色溫的光源，在前照燈中的應用中，無論從光源本身的光學性質（如功率、光通量、紫外含量、顯色指數），還是從實際運用時的配光效果（如配光性能、照射距離和照射寬度）都證明沒有普通鹵素光源所產生的效果好。雖然，鍍膜高色溫燈泡在顏色的表現性上接近天空光，更接近人類白天習慣的光色溫，但為此卻增加了駕駛員夜間行車時的危險性。希望通過本文的研究結果建議廣大駕駛員不要更換此類高色溫燈泡，也為相關部門規(guī)范機動車光源的售后市場，在制定相應的國家標準時提供技術依據。