汽车前照灯调节螺杆螺纹长度的计算方法

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摘要： 为满足汽车前照灯[1]的光轴调整角度需要，方便汽车整车下线时调整灯光和顾客使用时及时调整灯光，避免调节螺杆过长出现调整时干涉或者过短出现反射镜调脱现象等，结合自己的设计经验介绍一种快速设计螺纹长度的计算方法。

Abstract: For content with the requirement about the optical axis's adjust angle of auto front lamp， and for convenient with the auto off the assembly line and customer easier to adjust the light in time，and for avoiding the adjust screw interference when it is too long， or reflector off when it is too short, combined the author's design experience， this paper introduced a fast calculation method for designing the screw's length.

关键词： 调节螺杆；光轴；调整角度[2]；汽车前照灯

Key words: adjust screw；optical axis；adjust the angle；auto front lamp

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）25-0019-02

0 引言

产品的制造误差、装配误差会引起灯光偏离，不同路况也会引起灯光偏离，同时为使灯光更好的照亮前方路面，所以在灯具装车后要对灯具的照明方向进行调整[3]。调整可通过调光机构实现，通过调光机构可使灯光光束在上下方向和左右方向得到调整。在设计灯具调光机构时应做到：调光机构连接可靠，在汽车行驶中不得引起松动，以免引起车辆行驶过程中的灯光跳动和灯光方向的改变。灯光调节要方便。在灯光调节中，不能引起反射镜的变形，防止造成灯具光分布的改变。调节螺杆是一种最经济、最常用的前照灯调光机构。目前，汽车前照灯主要依据调节螺杆进行调光，在调光过程中，灯具的配光镜与灯壳连接在一起，转动灯具的反射镜来改变灯光的方向，配光镜相对与车身不作移动，所以灯具的外形与车体配合较好，车的外形较美观。但当反射镜作较大的角度调整时，反射镜反射的灯光位置相对于配光镜的位置发生了变化，对灯具的配光会产生一定的影响，比如：光束被灯具其他部件遮挡，引起配光不良，配光不良引起检测线上灯光跳动，检测不通过；灯具散热受到影响，易烧坏灯具；调节机构卡死或脱落，不能回调；反射镜与灯具装饰框干涉，引起灯光变形；灯具及整车外观受到影响等，所以灯光不能过度调节。在使用调节螺杆进行调光时，螺杆螺纹长度要适中，不可过长或过短。螺纹长度过长会出现调整时与反射镜干涉，螺纹长度过短会出现调整时与反射镜脱离，灯具结构失效。为满足汽车前照灯的光轴调整角度要求，调节螺杆的螺纹长度设计尤为重要，螺纹长度适中的调节螺杆能有效地满足灯光上下方向和左右方向的调整角度要求，一定程度上也可节省螺杆螺纹的加工成本。

1 调节螺杆调光的基本原理

调节螺杆的调光主要通过一个固定点和两个调节螺杆实现。通过螺纹的旋进、旋出实现灯光光束的上下和左右偏移。见图1所示。

2 调节螺杆调节灯光的实现过程

调节螺杆只可旋转，位置不能移动。依据图1从反射镜后部看，调光时，顺时针拧调节螺杆1，调节螺杆1的螺纹旋进，反射镜相对于调节螺杆1向反射镜的后方移动，其带动反射镜向调节螺杆1的方向旋转，灯光也相应向调节螺杆1的方向偏转；调光时，逆时针拧调节螺杆1，调节螺杆1的螺纹旋出，反射镜相对于调节螺杆1向反射镜的前方移动，其带动反射镜向远离调节螺杆1的方向旋转，灯光也相应向远离调节螺杆1的方向偏转。通过顺时针、逆时针拧调节螺杆1，其可实现灯光的水平方向调节。

调光时，顺时针拧调节螺杆2，调节螺杆2的螺纹旋进，反射镜相对于调节螺杆2向反射镜的后方移动，其带动反射镜向调节螺杆2的方向旋转，灯光也相应向调节螺杆2的方向偏转；调光时，逆时针拧调节螺杆2，调节螺杆2的螺纹旋出，反射镜相对于调节螺杆2向反射镜的前方移动，其带动反射镜向远离调节螺杆2的方向旋转，灯光也相应向远离调节螺杆2的方向偏转。通过顺时针、逆时针拧调节螺杆2，其可实现灯光的垂直方向调节。

3 调节螺杆螺纹长度设计过长出现的问题

图2所示为灯光的水平方向调节，顺时针拧调节螺杆a，反射镜相对于调节螺杆a向反射镜的后部移动。若螺纹长度过长，还未满足调整角度时，螺杆已与反射镜干涉或者反射镜已与镀铝装饰框干涉了，见图2。之后再拧旋钮，则无法继续实现反射镜的相对移动，灯光光束也相应无法继续偏移。无法满足汽车前照灯的灯光调整要求。

4 调节螺杆螺纹长度设计过短出现的问题

图3所示为灯光的水平方向调节，逆时针拧调节螺杆a，反射镜相对于调节螺杆a向反射镜前方移动。若螺纹长度过短，还未满足调整角度时，螺杆已与反射镜脱离了，见图3，灯具结构失效。之后再拧旋钮，则无法继续实现反射镜的相对移动，灯光光束也相应无法继续偏移。无法满足汽车前照灯的灯光调整要求。同时，反射镜脱落，在行车过程中，随着车身的抖动，反射镜会绕着球头螺钉固定点旋转，产生一定的异响，重要的是结构失效会对行车安全产生非常严重的后果。

5 调节螺杆螺纹长度的计算方法

现以前照灯远光为例解说一下螺杆螺纹长度的计算方法。计算之前首先应了解调节螺杆式前照灯远光的光轴调整角度，远光（垂直上2.5°、下2.5°，水平左2°、右2°）[2][4]，其次应结合造型需要布置反射镜的固定点（球头螺钉）和调光点（调节螺杆）的位置，之后根据调节螺杆调光的基本原理计算螺杆单个方向运动时所需的最短螺纹长度。

现假定球头螺钉与调节螺杆a的距离为90mm，球头螺钉与调节螺杆b的距离为100mm。图示调节螺杆a为灯光光束的水平方向调节，调节螺杆b为灯光光束的垂直方向调节。调节螺杆a拧入，反射镜相对于调节螺杆a向反射镜的后部移动，灯光光束向调节螺杆a的方向偏移；调节螺杆a拧出，反射镜相对于调节螺杆a向反射镜的前方移动，灯光光束向远离调节螺杆a的方向偏移。调节螺杆向水平两个方向调节的螺纹距离之和为需要保证的螺纹最短距离La，设计时需满足向水平左方向调节时的螺纹长度>La/2，向水平右方向调节时的螺纹长度>La/2。见图4所示。

根据上述计算方法[5]，调节螺杆a的最短螺纹长度为2×（90×tg2°）=6.3mm，一般取7mm以上。同样根据上述计算方法，调节螺杆b的最短螺纹长度为2×（100×tg2.5°）=8.7mm，一般取9mm以上。

6 结束语

前照灯调光机构只能实现灯光光束的微小调整，如果超出调整范围，势必引起灯光的变形，灯具检测时难通过检测线。所以在前照灯调光机构的设计过程中，需要的知识面广，包括灯光光束为什么要调整、灯光光束调整的角度要求、反射镜调整角度不够和调脱现象带来的安全隐患。在设计前照灯调节螺杆的螺纹长度时对三角函数知识也有一定的要求，设计者在掌握三角函数的基础上应能充分利用AutoCAD[5]绘图知识，达到有效快速地计算出螺纹长度。经过多次验证，此方法简单可行，非常有效，现已在公司得到推广应用。

参考文献：

[1]中国国家标准化管理委员会.GB 4599-2007 汽车用灯丝灯泡前照灯，2007-11-01.

[2]Regulation NO.112 Headlamps-Asymmetrical beam，14 December 2004.

[3]黄佐贤主编.现代汽车灯具.长虹出版公司出版,2003年4月第1版.

[4]一汽海马汽车有限公司标准化委员会.前大灯，Q/HMAC 103.250-201-2006，2006-08-20.

[5]朱强主编.机械制图.人民邮电出版社.