汽車前照燈檢測的作用和要求

前照燈是汽車在夜間或在能見度較低的條件下，為駕駛員提供行車道路照明的重要設(shè)備，而且也是駕駛員發(fā)出警示，進行聯(lián)絡(luò)的燈光信號裝置。所以前照燈必須有足夠的發(fā)光強度和正確的照射方向。由于在行車過程中，汽車受到振動，可能引起前照燈部件的安裝位置發(fā)生變動，從而改變光束的正確照射方向，同時，燈泡在使用過程中會逐步老化，反射鏡也會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，都會使駕駛員對前方道路情況辨認不清，或在與對面來車交會時造成對方駕駛員眩目等，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，前照燈的發(fā)光強度和光束的照射方向被列為機動車運行安全檢測的必檢項目。前照燈安全檢測的要求如下：

一、前照燈光束照射位置要求

1、機動車在檢驗前照燈的近光光束照射位置時，前照燈在距離屏幕10m處，光束明暗截止線轉(zhuǎn)角或中點的高度應(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100mm。

2、四燈制前照燈其遠光單光束燈的調(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、機動車裝用遠光和近光雙光束燈時以調(diào)整近光光束為主。對于只能調(diào)整遠光單光束的燈，調(diào)整遠光單光束。

4、機動車每只前照燈的遠光光束發(fā)光強度應(yīng)達到表 1的要求。測試時，其電源系統(tǒng)應(yīng)處于充電狀態(tài)。

二、前照燈發(fā)光強度要求

表 1前照燈遠光光束發(fā)光強度要求

允許四燈制的機動車其中兩只對稱的燈達到兩燈制要求視為合格。

用屏幕檢測前照燈的光束照射位置

如圖 1所示，在距前照燈lOm處設(shè)有一專用屏幕，按前述規(guī)定的檢驗條件，在屏幕上畫有三條垂直線和三條水平線，中間垂直線V-V與被檢車輛的縱向中心線對正。兩側(cè)的垂直線V左-V左和V右- V右分別為被檢車輛的左右前照燈的中心線；水平線h-h與被檢車輛的前照燈的中心等高，距地面高度為H（mm）；其下一條水平線的高度為H1，與被檢車輛的前照燈遠光光束中心的上限值（0.9H）等高，最下面的一條水平線的高度為H2，與被檢車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。

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

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

用屏幕法檢測前照燈，其方法簡單易行，但它只能檢測出光束的偏斜方向和偏斜量，不能檢測發(fā)光強度，而且為適應(yīng)不同車型，還需經(jīng)常更換屏幕，檢測效率較低。

用前照燈檢測儀檢測發(fā)光強度和光軸偏移量

一、前照燈檢測儀檢測原理

前照燈檢測儀，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，來測量前照燈的發(fā)光強度和光軸偏斜量的。

1、發(fā)光強度的檢測原理

如圖 2所示，把光電池3與光度計1連接起來，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)光強度的大小產(chǎn)生電流使光度計指針動作，從而指示出前照燈的發(fā)光強度。

2、光軸偏斜量的檢測原理

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3或左右偏斜指示計1動作，從而可測出前照燈光軸的偏斜量。

光電池生產(chǎn)出來，無論使用與否，時間長久以后，其靈度均會下降。

二、前照燈檢測儀的類型

有聚光式、屏幕式、自動追蹤光軸式、投影式四種。

全自動前照燈檢測儀的工作原理

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動，儀器的底箱下面裝有輪子，可沿地面導(dǎo)軌左右移動整個設(shè)備。在光接收箱內(nèi)部有一透鏡組件（圖 5）、光電池與光檢測系統(tǒng)。在底箱內(nèi)裝有兩個方向的驅(qū)動系統(tǒng)（圖 6）。

在光接收箱的正面裝有上下左右四個光電池，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，產(chǎn)生的偏差信號驅(qū)動上下傳動部件中的電機，牽引光接收箱向光照平衡的位置移動。同樣，左右光電池的偏差信號將驅(qū)動左右傳動部件中的電機，使儀器向發(fā)或向右移動，直到光軸位置偏差信號為零。

透鏡后面有一組四象限光電池。當(dāng)前照燈光束通過透鏡聚光后，照射在這一光電池組的中央時，四光電池產(chǎn)生的偏差信號為零（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，通過聚光透鏡的光束偏離中心位置，必然會產(chǎn)生偏差信號。左右偏移的偏差信號驅(qū)動左右電機（圖 5），使透鏡移動，以減少這一偏差，亦即使得會聚的光束向光電池組中心逼近。同樣，上下偏移偏差信號則驅(qū)動透鏡在垂直方向上作調(diào)整，以使光點能在垂直方向逼近光電池組的中心。透鏡在兩個方向的位移量由分別安裝在兩個方向上的位移傳感器檢測，并送檢測電路處理。

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

2.電機轉(zhuǎn)向控制原理

電機轉(zhuǎn)向控制電路集裝在一塊電路板上。由光電池檢測電路產(chǎn)生的誤差信號Ex經(jīng)過T型濾波電路濾除5OHz的干擾信號后，被送入前置放大器。放大后的偏差信號再經(jīng)過狀態(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)生電機正轉(zhuǎn)信號和電機反轉(zhuǎn)信號，或者不產(chǎn)生信號輸出（即電機停轉(zhuǎn)）。

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

3.光軸角測量原理

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。在測定條件下，繼電器J8導(dǎo)通，其常開觸點J8.1和J8.2將光電池Pu和PD的信號接入放大器，并用電位器BAL調(diào)節(jié)其平衡點。在校準(zhǔn)時（校準(zhǔn)燈發(fā)光強度20000cd），置光軸角為0°，調(diào)節(jié)BAL使相應(yīng)的光軸角指示計讀數(shù)為零。在工作時，如果PU和PD的信號不平衡，透鏡電機被驅(qū)動，位移傳感器檢測位移量送光軸角指示計電路，使指示計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直到PU和PD達到新的平衡，此時指示計的讀數(shù)即為前照燈光軸的偏斜量。

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

4.其他

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

發(fā)光強度信號和光軸角信號同時被送到各自的指示計電路，去驅(qū)動指示計指針的偏轉(zhuǎn)，每個指示計電路都配有調(diào)節(jié)電位器，用來調(diào)節(jié)電路的增益、放大器的零點和校準(zhǔn)指示電表的刻度值。為了便于計算機處理，這些信號還被作為采樣信號輸出，通過連接電纜與計算機連接。

為了便于手動調(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、操作開關(guān)與按鈕。

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

前照燈檢測儀的使用

一、檢測前的準(zhǔn)備

1、檢測儀的準(zhǔn)備

（1）在前照燈檢驗儀不受光狀態(tài)下，檢查光度計和光軸偏斜指示計的指針是否能對準(zhǔn)機械零點。若指針失準(zhǔn)，可用零點調(diào)整螺釘將其調(diào)整在零點上。

（2）檢查聚光透鏡和反射鏡的鏡面有無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)器無氣泡，要進行修理；若氣泡不在紅線框內(nèi)時，可用水準(zhǔn)器調(diào)節(jié)器或墊片進行調(diào)整。

（4）檢查導(dǎo)軌是否沾有泥土或小石子等雜物。有雜物時要掃除干凈。

2、車輛的準(zhǔn)備

（1）清除前照燈上的油污。

（2）輪胎氣壓應(yīng)符合汽車制造廠的規(guī)定。

（3）汽車蓄電池應(yīng)處于充足墊狀態(tài)。

二、自動追蹤光軸式前照燈檢驗儀的檢驗方法

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

2、將車輛擺正找準(zhǔn)器使檢驗儀和汽車對正。

3、開亮前照燈，接通檢驗儀電源，用上下，左右控制開關(guān)移動檢驗儀位置，使前照燈光束射到受光器上。

二、檢測原理

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

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，一邊觀察光軸偏斜指示計，使指針回到規(guī)定范圍即可。

下面以全自動前照燈檢測儀為例，對其在自動檢測線上的應(yīng)用略加討論。

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

檢測儀的接口信號有模擬量信號和開關(guān)量信號兩種類型。模擬量信號中有發(fā)光強度信號，光軸上下偏轉(zhuǎn)角和左右偏轉(zhuǎn)角信號。其中發(fā)光強度信號為0-5V，光軸角信號為-2.5-+2.5V，均采自各自的指示計電路，其幅度可由相應(yīng)的輸出電壓調(diào)節(jié)電位器進行調(diào)整。開關(guān)量信號用以控制儀器快速進入或退出測定位置，以及提供儀器處在光照區(qū)并進入光軸自動跟蹤狀態(tài)的檢測跟蹤信號和對準(zhǔn)光軸時的自動采樣信號。

控制儀器和光接收箱運動的信號有三個不同的來源，如圖 10所示。其一是手動控制盒上的移動扳鍵信號；其二是電機轉(zhuǎn)向控制板輸出的光軸追蹤信號；其三是計算機輸出的控制信號。因此，在手動操作的時候，計算機控制應(yīng)撤消。為避免意外，在儀器正常運行時可拆去控制盒。為了減少外部信號對計算機的干擾，通常在計算機和儀器之間必須加隔離電路。

在儀器進入光照區(qū)后應(yīng)開始光軸自動追蹤狀態(tài)，因此必須撤消手動控制和計算機控制，也就是說要釋放手動開關(guān)和切斷中間繼電器JU，而轉(zhuǎn)向控制電路驅(qū)動功率繼電器J4。因此，在計算機控制時必須采樣和處理檢測跟蹤信號。

為了采集儀器輸出的模擬信號（光強和光軸角），計算機必須配置A/D轉(zhuǎn)換電路，該電路至少須配置三個模擬量通道，一個0-5V通道用于采樣發(fā)光強度，兩個士2.5V通道用于光軸角信號的采樣。按照儀器發(fā)光強度的測量范圍0-4000Ocd的要求，A/D的分辨率應(yīng)達到2-16，即采用16位的A/D轉(zhuǎn)換器，成本較高。考慮到儀器的誤差為±15%，即±600Ocd的實際情況，可采用10位A/D轉(zhuǎn)換器，其分辨率為：

40000/210=40cd《6000cd

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

在儀器的保養(yǎng)方面，建議每三個月對儀器校準(zhǔn)或標(biāo)定一次，以提高保養(yǎng)水平。標(biāo)定時計算機可采集儀器標(biāo)定的合格區(qū)數(shù)據(jù)，作為檢測時判別依據(jù)。校準(zhǔn)應(yīng)按使用說明書規(guī)定的方法進行。儀器在使用過程中，應(yīng)注意保持傳動部件的潤滑，導(dǎo)軌和光接收箱正面玻璃應(yīng)保持清潔，并定期對聚光透鏡進行清潔處理，當(dāng)儀器出現(xiàn)故障時應(yīng)及時排除，若故障排除會影響測量精度，則必須在排除故障后，對儀器進行校準(zhǔn)調(diào)整。

儀器常見故障的排除舉例如下：

（1）儀器不能動作。檢查電源是否接通。

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

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

（4）儀器移動過程中發(fā)生抖動應(yīng)檢查信號通路上各繼電器是否接觸不良，或者連線接頭是否發(fā)生松動。

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

在計算機控制環(huán)境下，一般應(yīng)首先判斷故障原因是儀器自身造成的，還是計算機信號出現(xiàn)異常，為此，可用手動控制盒來操作儀器以助診斷。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)程的錯誤操作，線纜有無機械損壞或誤接等。儀器的各個調(diào)節(jié)電位器應(yīng)由專人負責(zé)在校準(zhǔn)儀器時使用，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、檢測注意事項

1、檢驗儀的底座一定要保持水平；

2、檢驗儀不要受外來光線的影響；

3、必須在汽車保持空載并乘坐1名駕駛員的狀態(tài)下檢測；

4、汽車有四只前照燈時，一定要把輔助照明燈遮住后再進行測量；

5、開亮前照燈照射受光器，一定要把光電池靈敏度穩(wěn)定后再進行檢測；

6、儀器不用時，要用罩子把受光器蓋好。

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