第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1、氙氣車燈提高汽車安全
從安全的角度來說,汽車照明可以拯救生命。汽車照明是汽車安全系統(tǒng)的始點(diǎn),它對行車安全起到主動(dòng)預(yù)防作用。保險(xiǎn)帶和安全氣囊是在事故已經(jīng)發(fā)生的情況下為保護(hù)車內(nèi)人員人身安全采取的被動(dòng)措施。因此,汽車安全系統(tǒng)是一個(gè)整體概念,照明、制動(dòng)、避震器、保險(xiǎn)帶和安全氣囊等多個(gè)子系統(tǒng)都屬于這個(gè)整體并在運(yùn)行中相互配合。
據(jù)歐洲的調(diào)查統(tǒng)計(jì),80%以上的交通事故發(fā)生在夜間或是照明條件不好的情況下。前大燈的照明不足是導(dǎo)致交通事故的重要禍因。醫(yī)學(xué) 研究 顯示,駕駛員的年齡不同,對照明的需求也有很大差異,60歲的駕駛員對照明的需求是20歲駕駛員的6倍。
2007年9月25日,德國萊茵技術(shù)監(jiān)督協(xié)會(huì)公布的最新 研究 成果顯示,如果將德國所有合法車輛用氙氣車燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鹵素車燈,可以避免50%以上夜間的重大交通事故。這也就意味著,在德國可以減少6%的受傷交通事故和18%的死亡交通事故,即交通事故受傷者會(huì)減少23000人,交通事故死亡者會(huì)減少1200人。與傳統(tǒng)的鹵素?zé)粝啾?,同等瓦?shù)的氙氣前照燈的亮度增強(qiáng)了200%,更高的亮度帶來了更遠(yuǎn)的光照范圍,大大提高了駕駛員發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處以及道路兩邊障礙物的能力。如果遇到突發(fā)事件,駕駛員的反應(yīng)時(shí)間多了將近1秒。不要小看這1秒,它可能是決定一場車禍?zhǔn)欠癜l(fā)生的關(guān)鍵。
歐盟在2007年11月通過了日間行車燈的強(qiáng)制法規(guī),2011年初將開始在歐盟強(qiáng)制執(zhí)行。白天照明的作用不是用來讓駕駛員看清前方,而是幫助行人來發(fā)現(xiàn)和注意到對面有個(gè)快速移動(dòng)的車輛。這說明,照明對安全的重要性不僅僅體現(xiàn)在夜晚,也開始在白天。
2、新型前霧燈降低成本提高壽命
汽車照明在汽車設(shè)計(jì)輕量化和空間節(jié)省等方面的貢獻(xiàn)越來越受汽車制造商的重視。為了節(jié)省后備箱內(nèi)或引擎罩下的空間,世界各地的汽車制造商都已經(jīng)爭先使用新型光源,如利用飛利浦HiPerVision可以減小燈具的內(nèi)嵌深度;再如最新的BMW3系列的尾燈設(shè)計(jì),在相同光輸出水平下,新設(shè)計(jì)燈具的大小只有原來使用傳統(tǒng)燈泡燈具的一半。
為汽車減輕重量如今也是一個(gè)熱門話題。傳統(tǒng)前霧燈一般使用55W的光源,為解決燈具的散熱問題,通常采用三種方法:第一,增大散熱面積,結(jié)果是造成燈具體積很大;第二,采用好的耐熱材料,但材料成本高,工藝復(fù)雜,成品率低;第三采用金屬材料來解決散熱問題,導(dǎo)致燈具很重,對保險(xiǎn)杠的壓力很大,常常造成保險(xiǎn)杠變形。
在美國和歐洲開始流行一種新型前霧燈,它采用24W的光源,不僅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常簡單,只有兩個(gè)零件,采用普通的PC(聚碳酸酯)材料,生產(chǎn)工藝難度降低,合格率提高,而且燈具材料成本低,安裝簡便,總成本大大降低。最為重要的,這款燈具產(chǎn)品的重量非常輕,比我們常見的產(chǎn)品要輕200克。該產(chǎn)品的壽命是普通常見產(chǎn)品的三倍,對那些夜間開車時(shí)總是喜歡開前霧燈來輔助提高亮度的駕駛員來說是個(gè)非常好的選擇。
在降低成本上,美國通用和克萊斯勒都將自己的新型前霧燈設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)件,同一款前霧燈在許多不同款式的車上使用,以大大降低采購成本。最近,克萊斯勒同一家亞洲的燈具廠商簽訂了一百五十萬個(gè)該種新型前霧燈的年采購量合同。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
1、批量生產(chǎn)
Osram在柏林進(jìn)行氙氣燈生產(chǎn)。通過Scheugenpflug管式真空澆鑄設(shè)備(定量給料設(shè)備K1940)將澆鑄混合材料無泡沫地填充到燈頭中,一天之內(nèi)可生產(chǎn)多種不同的元件。輸入/輸出站上的工業(yè)機(jī)器人將澆鑄工件放置在傳輸托盤上,一次放置一排。然后托盤經(jīng)過一個(gè)測試站和一個(gè)預(yù)熱爐,進(jìn)入管式真空澆鑄站。由澆鑄室中出來的成品工件經(jīng)過一個(gè)硬化爐,隨后進(jìn)入冷卻區(qū)域。然后成品工件返回輸入/輸出工作站,通過抓取裝置將其放回傳送帶上。
真空澆鑄室是整套設(shè)備中的核心工作站。首先要在幾秒鐘內(nèi)對其進(jìn)行抽真空,以達(dá)到預(yù)先設(shè)定的真空等級,然后就開始澆鑄加工。在生產(chǎn)過程中通常最多可提供相當(dāng)于5個(gè)澆鑄周期的間歇時(shí)間,用于對新工件進(jìn)行排列對齊或調(diào)整澆鑄時(shí)間。通過矩陣式程序可簡單快速地設(shè)定混合材料的數(shù)量、澆鑄速度、澆鑄真空度和澆鑄方法(位置或路徑)。
即便是形狀非常復(fù)雜的工件,通過采用各種不同的參數(shù)設(shè)定和進(jìn)行重復(fù)操作也可以很容易地澆鑄出來。整套裝置中有一個(gè)溫度控制系統(tǒng),因此加工過程非常靈活。此外,該裝置還具有其它全自動(dòng)的功能,如澆鑄質(zhì)量的檢測和記錄。
2、快速定量給料
燈頭的澆鑄生產(chǎn)過程由許多單項(xiàng)操作組成。如同裝配操作,行程最長的運(yùn)動(dòng)通常都與工件托盤的抓取有關(guān)。在進(jìn)行澆鑄之前,必須把燈頭單獨(dú)放置在托盤上,并對它們的定位情況等進(jìn)行檢測。進(jìn)入真空室之前,工件托盤經(jīng)過一個(gè)預(yù)熱爐,隨后打開真空室鎖定的門進(jìn)入真空室。
在澆鑄室內(nèi)部有一個(gè)托盤定位器和一個(gè)可以在三個(gè)方向上進(jìn)行無級運(yùn)動(dòng)的傳送帶。通過直線工作臺(tái)上的多孔進(jìn)料頭將澆鑄混合物填充到燈頭中。在這項(xiàng)操作過程中,工件托盤鎖定在常閉控制的小型滑塊上。集成的工件檢測系統(tǒng)可識(shí)別出工件托盤上的任何空位,并取消對該位置的澆鑄操作。盡管澆鑄混合物的粘度很高且硬化劑僅僅加在進(jìn)料頭的混合管中,多孔進(jìn)料頭仍然可以非??焖俚貙ε帕芯o密的工件進(jìn)行填充。隨后工件托盤將工件傳輸至后面的硬化處理工序。接著整個(gè)燈頭就被輸送至傳送站并被傳送至下一步工序。
3、新的控制體系
對于Scheugenpflug設(shè)備,氣動(dòng)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。壓縮空氣被廣泛地用于控制和抓取操作中,尤其是在澆鑄混合物的準(zhǔn)備過程、相關(guān)的進(jìn)料系統(tǒng)以及抓取和傳送系統(tǒng)中。配置常用接口的裝載和卸載機(jī)器人便是Scheugenpflug設(shè)備中裝配站的典型裝置。
技術(shù)細(xì)節(jié):Festo的CPX模塊化電終端和MPA模塊化閥島的組合作為電動(dòng)和氣動(dòng)系統(tǒng)的連接橋梁,將多種不同的控制鏈連接在一起。通過ProfibusDP非常簡單快速地將所有的I/O模塊(包括各種閥功能)連接至設(shè)備的控制器。CPX/MPA組合的附加空位輸入和輸出用于觸發(fā)周圍的外部元件,例如機(jī)器人抓取裝置。傳統(tǒng)的閥島技術(shù)方案涉及大量的驅(qū)動(dòng)器和傳感器,因此具有一定的局限性。澆鑄區(qū)域的另一特色是用于觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器的緊湊型CPV-SC閥島。進(jìn)料裝置的輸入和輸出閥以及混合管閥都采用氣動(dòng)控制。CPV-SC閥島結(jié)構(gòu)緊湊且重量輕,因此很容易安裝到移動(dòng)的元件上。
4、可精密控制提升和旋轉(zhuǎn)操作
對工件托盤進(jìn)行操作的裝配站是采用氣動(dòng)元件的典型區(qū)域。在硬化爐和真空室的前后,這些裝配站包含各種不同的功能,它們主要由提升/側(cè)向傳輸裝置、托盤升降機(jī)和止動(dòng)系統(tǒng)組成,通過這些裝置可以對工件進(jìn)行精確的定位。
Scheugenpflug設(shè)備的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是采用了Festo新型氣源處理裝置,其中模塊化MS系列氣源處理單元占主導(dǎo)地位。Scheugenpflug之所以選擇這類元件是因?yàn)樾滦蚆S系列可提供多種組合方式且外觀新穎獨(dú)特。這個(gè)氣源處理裝置構(gòu)成一個(gè)離散的獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
氙氣燈取代鹵素?zé)羰瞧囌彰鞯陌l(fā)展趨勢,隨著汽車HID的高速發(fā)展,HID氙氣燈有了長足的進(jìn)步,在技術(shù)方面有了較多改進(jìn),以下就不同的汽車HID氙氣燈產(chǎn)品主要參數(shù)作對比,揭示HID技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向:
不同汽車HID氙氣燈產(chǎn)品主要參數(shù)對比
HID相關(guān)技術(shù)一直是被國際汽車照明大廠所引領(lǐng),像PHILIP、OSRAM等HID產(chǎn)品實(shí)際早已達(dá)到或超過以上改良產(chǎn)品的性能,但作為改裝HID,在國內(nèi)只有象像西格瑪?shù)腅OS、雪萊特的HID產(chǎn)品等幾家能達(dá)到改良的指標(biāo),還有很多HID產(chǎn)品沒有達(dá)到較為理想的性能指標(biāo),隨著 行業(yè) 的競爭,技術(shù)的升級,相信有很多國內(nèi)企業(yè)的HID產(chǎn)品上一個(gè)新的臺(tái)階。
第四節(jié) 概述
國外對于氙氣燈的研發(fā)具有很久的歷史,產(chǎn)品發(fā)展很快,品種較多。目前世界市場基本被飛利浦、歐斯朗、海拉、GE等公司壟斷。
外國氙氣燈公司都具有一個(gè)完善的生產(chǎn)、銷售和售后服務(wù)體系,而且有長遠(yuǎn)的發(fā)展戰(zhàn)略。他們具有發(fā)揮公司內(nèi)部技術(shù)力量的機(jī)制,而且擁有良好的運(yùn)作體系,這些體系充分利用了其國內(nèi)大專院校,甚至國外人力資源,協(xié)作 研究 新工藝、開發(fā)新產(chǎn)品、探索新路線、進(jìn)行生產(chǎn)和科技創(chuàng)新。此外,還有政府出資和 行業(yè) 性共同 研究 的開發(fā)計(jì)劃,這些表明國外氙氣燈企業(yè)已經(jīng)形成了一個(gè)完善的生產(chǎn)、 研究 創(chuàng)新的大型綜合體。
外國氙氣燈公司都千方百計(jì)使生產(chǎn)合理化,力求降低成本。生產(chǎn)中抓住影響產(chǎn)品質(zhì)量和成本的關(guān)鍵因素來提高競爭力。外國公司將科技創(chuàng)新、開發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品作為可持續(xù)發(fā)展和保持競爭力的一個(gè)重要因素。外國公司在科研開發(fā)方面的投入是充分的。
第五節(jié) 亞洲地區(qū)主要國家市場概況
近年來,亞太地區(qū)(不包括日本)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較快,成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn),而且隨著歐美國家部分產(chǎn)業(yè)向該地區(qū)的轉(zhuǎn)移,氙氣燈產(chǎn)品的消費(fèi)量大增。其消費(fèi)量增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐美,達(dá)到7%-9%,成為拉動(dòng)全球氙氣燈產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的動(dòng)力。亞洲主要氙氣燈生產(chǎn)國的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)量在5年間有大幅增加。預(yù)計(jì)隨著這些國家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和技術(shù)水平的提升,未來氙氣燈的需求量將會(huì)大幅度增加,繼續(xù)拉動(dòng)全球氙氣燈產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
日本在氙氣燈方面起步較早,憑借日本國內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)實(shí)力,氙氣燈取得了長足進(jìn)步,產(chǎn)品多用于出口東南亞、歐洲和美國。日本的中、高檔車普遍安裝了氙氣大燈。據(jù)預(yù)測,2008年日本新車配備氙氣燈的比例將高達(dá)40%。目前由于國內(nèi)市場需求下降,氙氣燈工業(yè)產(chǎn)能過剩,從業(yè)人數(shù)大減。目前許多氙氣燈制造公司紛紛向勞動(dòng)力成本低的國家遷移,如中國及泰國、馬來西亞、印度尼西亞、菲律賓等,并加快向國外的出口。
中國的汽車氙氣燈從2002年開始起步,2006年后開始步入快速發(fā)展期。國內(nèi)汽車市場氙氣燈制造商有200家以上,中國已經(jīng)成為全球最大的氙氣燈生產(chǎn)和銷售基地,部分產(chǎn)品遠(yuǎn)銷海外。
第六節(jié) 歐洲地區(qū)主要國家市場概況
歐洲地區(qū)是最早使用氙氣燈的地區(qū),氙氣燈用途很廣,品種繁多。目前,歐洲對氙氣燈的需求正以每年13%的速度增長,據(jù)預(yù)測,2008年歐洲新車配備氙氣燈的比例將達(dá)21%,加之2008年12月17日歐盟發(fā)表聲明:2012年,歐洲將強(qiáng)制執(zhí)行無汞氙氣燈法規(guī),市場非常廣闊。
歐洲的氙氣燈企業(yè)大都已形成了超大規(guī)模、跨國經(jīng)營的格局;比如德國飛利浦公司,全世界每三輛車中就有一輛安裝了飛利浦汽車照明燈,據(jù)資料顯示:飛利浦德國亞琛工廠是目前全球最大的氙氣車燈HID生產(chǎn)基地,累計(jì)供應(yīng)市場超過一千萬個(gè)氙氣光源,產(chǎn)品遍及世界各地。
但是目前歐洲大多數(shù)氙氣燈企業(yè)也面臨巨大的競爭壓力,在國際上落后于低成本的競爭對手,尤其是來自亞洲的制造商。歐洲氙氣燈企業(yè)正在積極高新技術(shù)的運(yùn)用,爭取在高端領(lǐng)域占據(jù)更大份額。
第七節(jié) 美洲地區(qū)主要國家市場概況
氙氣燈技術(shù)在美國已經(jīng)運(yùn)用了十幾年,車廠、燈具廠對于氙氣燈及相關(guān)電子系統(tǒng)都較為熟悉。
進(jìn)入21世紀(jì)以來,以美國為首的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了近10年的快速增長后增長速度明顯放慢,但是氙氣燈產(chǎn)品的消費(fèi)增長速度仍高于經(jīng)濟(jì)的平均增長速度。2000-2005年,美國氙氣燈消費(fèi)年均增長率為20%;2005-2010年年均增長率有望達(dá)到30%。
近幾年,隨著美國國內(nèi)節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng),要求各行各業(yè)減少環(huán)境污染、節(jié)約能源的呼聲也日益高漲。汽車 行業(yè) 也不例外,氙氣燈因其節(jié)能、光照遠(yuǎn)、性能穩(wěn)定等特性,已經(jīng)逐漸普及。
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