汽车车灯的创新设计

汽车车灯的创新设计

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1 问题背景

在阴雨天、夜间行车时，车灯的亮度和清晰度构成了了驾驶员最重要的安全保证。尤其是在会车的时候，对面车的大灯一晃过来，前方什么情况都看不见了。这时，要想恢复视觉还得等一会儿，因而很多的车主都有这样的经历，以彼之道还施彼身，谁敢闪我，我就比你的车灯更闪。于是，越来越多的人将车灯进行了改装，但是这些做法很可能会对车造成损害少。那么我们应该怎样通过车灯创新来解决这一问题了。

2 问题描述

现在市场上的汽车前大灯主要有以下几种，如图1所示，各种车灯的优缺点比较如表1所示。

a) 卤素车灯 b) 奥迪 A6 氙气大灯

c) LEAF 全LED 前照灯

图1 市场上主流车灯

国内外很多车事故是与车灯有关。由其是在夜间开车转弯时出现事故的情况由其多。因为一般传统的汽车大灯都是直射的，车子晚上过弯的时候，根本无法照射到内侧，也就是我们常说的照明“盲区”， 转向时静态大灯限制了驾驶者的视野，因此常常会产生\黑洞\。如果没有及时发现弯道内侧的行人情况，很容易发生危险事故。以上是转向时静态大灯的不足之处，下表列出了市场主流车灯优缺点比较。

表1 市场主流车灯优缺点比较

图号 名称 优点 1、价格低 2、结构简单，制造安装方便 3、光的穿透能力强 1、亮度高，接近太阳光，人眼 1、价格高 看上去比较清楚 2、安装比较复杂 2、寿命长 3、启动慢（达到最大亮度需要三到四秒） 3、耗电低 1、亮度低 2、寿命短 缺点 图1a) 卤素车灯 图1b) 氙气大灯 1、光效高 2、寿命长 3、响应快 4、环保 1、LED车灯比普通车灯成本高 2、散热性不好，散热处理不好容易光衰 图1c) LED 前照灯 3 运用的创新方法

针对现在市场上的各式车灯都有着这样或者那样的问题，下面我就运用TRIZ理论的方

法来对车灯进行一次创新设计，争取想出一款功能更加完善，使用更加方便的新型车灯！

4 问题分析与解决方案

4.1 解决车灯亮度低的问题

改善的技术特性参数：21#功率——用更小的功率完成同样的工作；22#能量损失——使得电能更多的转换为光能，减少能量损失。

恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性——提高车灯亮度必然使得装置较普通车灯而言更加复杂。

查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：20，19，30，34；10，35，13，2，如表2所示。

表2 车灯亮度低的问题解决方案

原理编号 20 内容 有效作用的连续性原理 改变参数 可能的解决方案 1、运动除去空转； 2、运动除去间歇运动，实现事半功倍的效果。 1改变物体的物理状态 2改变物体的浓度、粘度 3改变物体的柔性 4改变物体的温度或体积等参数 1变持续性作用为周期性（脉冲）作用 2如果作用已经是周期性的，就改变其频率 3在脉冲中嵌套其他作用以达到其他效率 1用柔性壳体或薄膜来替代传统结构 2用柔性壳体或薄膜把物体从其环境中隔离开 1采用溶解、蒸发等手段废弃已完成其功能的零部件 2在工作过程中直接变化 3在工作过程中迅速补充消耗或减少的部分 1为完成事物事先做准备 2部分或全部完成任务 3预先将物体安置妥当，使它们能在现地和最方便的地点立即起作用 1用与原来相反的动作达到相同的目的 2让物体可动部分不动，而让不动部分可动 3让物体（或过程）倒过来 35 19 30 34 周期性作用 柔性壳体或薄膜 抛弃或再生原理 预先作用原理 逆向作用 10 13

1从物体中抽出必要的部分或属性 2从物体中抽出产生负面影响（即干扰）的部分或属性 2 抽取原理 采取的解决方案：1、利用10#为完成事物事先做准备（部分或全部完成任务）的原理在原车大灯总成加装双光透镜，简单来概括就是打开原车大灯总成的罩子，然后把透镜加进去再密封装车；2、利用35#改变参数的原理用包裹在石英管内的高压氙气替代传统的钨丝，提供更高色温、更聚集的照明。 4.2 解决车灯散热性不好的问题

改善的技术特性参数：17#温度——降低车灯的温度；31#物体产生的有害因素——结温上升会导致光输出减少，芯片加快蜕化,缩短器件寿命

恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性——其形状必将更加的复杂。

查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：2，17，13；19，1，31；如表3所示。

表3车灯散热性不好的问题解决方案

原理编号 2 内容 抽取原理 可能的解决方案 1从物体中抽出必要的部分或属性 2从物体中抽出产生负面影响（即干扰）的部分或属性 1将一维线性运动的物体变为二维平面运动，或三维空间运动 2单层排列的物体变为多层排列；利用给定表面的反面； 3利用给定表面的反面； 4将物体倾斜或斜向旋转 1用与原来相反的动作达到相同的目的 2让物体可动部分不动，而让不动部分可动 3让物体（或过程）倒过来 1变持续性作用为周期性（脉冲）作用 2如果作用已经是周期性的，就改变其频率 3在脉冲中嵌套其他作用以达到其他效率 1把一个物体分成相互独立的部分 2把物体分成容易组装和拆卸的部分 3提高物体的可分性 1使物体多空或加入多孔物体 2利用物体的多孔结构引入有用的物质和功能 17 多维运作原理 13 反向作用原理 19 周期性作用 1 31 分割 多孔材料 采取的解决方案：1利用31#多孔材料提高内部衬底粘合剂、热沉的热导率，同时增大传热面积，这样可以降低热阻；2加装风扇后强制对流。 4.3解决车子晚上过弯的时候，根本无法照射到内侧的问题

改善的技术特性参数：35#适用性及多样性，38#自动化程度 恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性。

查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：15，29，37，28；15，1，24如表4所示。

表4 车子晚上过弯的时候，根本无法照射到内侧的问题解决方案

原理编号 15 29 37 28 1 内容 动态化 用气体或液体 热膨胀 替代机械系统 分割 可能的解决方案 1在物体变化的每个阶段让物体或其环境自动调整到最优状态 2把物体的结构分成即可变化又可相互配合的若干组成部分 3使不动的物体可动或自适应 用气体或液体替换物体的固定部分 1使用热膨胀和热收缩材料 2组合使用不同膨胀系数的材料 1用声学、光学、嗅觉系统替换机械系统 2使用与物体作用的电场、磁场或电磁场 3用动态场替代静态场，用确定场替代随机场 1把一个物体分成相互独立的部分 2把物体分成容易组装和拆卸的部分

3提高物体的可分性 1把一物体与另一容易去除的物体暂时结合在一起； 2使用中介物实现所需运作 24 中介原理 采取的解决方案：利用24#中介原理使用中介物实现所需运作，安装一种汽车前大灯同步转向器，属于汽车照明用，其特征是：在汽车转向器的转向轴上套有一软轴，在软轴的另一端套有与前大灯灯轴下的蜗轮啮合蜗杆。当汽车夜间行驶转弯时，转向盘使软轴转向带动蜗杆蜗轮转动，从而使前大灯转向器同步转动，前大灯始终照射汽车欲行的路面，BMW 330i是同级别车型中唯一一款具备高级随动控制大灯系统的车型。随动控制大灯能够不断对大灯进行动态调节，保持与汽车的当前行驶方向一致，以确保对前方道路提供最佳照明并对驾驶员提供最佳可见度，从而显著增强了黑暗中驾驶的安全性。这在转向时更具优势。如下图所示：

d) 普通车灯 e) 随动转向大灯

4.4解决对人眼伤害的的问题

改善的技术特性参数：31#物体产生的有害因素——使得人眼视觉受损。 恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性——其形状必将更加的复杂。 查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：19，1，31，如表3所示。

表3 对人眼伤害的问题解决方案

原理编号 19 内容 周期性作用 可能的解决方案 1变持续性作用为周期性（脉冲）作用 2如果作用已经是周期性的，就改变其频率 3在脉冲中嵌套其他作用以达到其他效率 1把一个物体分成相互独立的部分 2把物体分成容易组装和拆卸的部分 3提高物体的可分性 1使物体多空或加入多孔物体 2利用物体的多孔结构引入有用的物质和功能 1 31 分割 多孔材料 采取的解决方案：利用40#周期性作用原理使每个头灯能够实现分别点亮、熄灭或者是调整亮度，光线能够自动避开对向或者同向行驶车辆的车体。如下图所示：

f)光线能够自动避开对向或者同向行驶车辆的车体

5 创新设计体会

目前，越来越多的人开始观注注汽车给我们生活带来的方便，但是，陪随着不断升高的事故及其带事的严重的损失。人们追求的不但是汽车快速便利的交通工具与外表的美观，而且也希望着有驾车更能使人感觉到舒适。而车灯作为汽车的眼睛具有传递汽车神韵的说法。而以上的小创新能够更好的展现汽车之眼的神韵，解决困扰行车与路人的问题，总之，我们应该多从身边的小事出发，多观察多思考，将创新的思维运用到实践中去，真正的做一个创新型人才!

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4rsf.html