阅读说明：本技术 一种机车led光源前照灯用聚光型反光杯 (Light-gathering type reflecting cup for locomotive LED light source headlamp ) 是由 姜涛 王海博 杨鹏 刘勇峰 侯鹏渊 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开的一种机车LED光源前照灯用聚光型反光杯,包括喇叭形的反光杯,反光杯的两端开口根据直径大小分为小口端和大口端,小口端的圆心位置焊接有第一LED灯或第二LED灯。本发明的铁路机车前照灯采用功率低、照明效果好的LED灯作为光源,将LED灯设置于反光杯横截面的圆心位置,使得LED灯发光面中心位于反光杯的焦点以上0.2mm处,从而使得光源中心光强大大增强,同时通过对反光杯的内表面进行真空镀铝处理,提高了光反射率、降低了光损失。(The invention discloses a light-gathering type reflecting cup for an LED light source headlamp of a locomotive, which comprises a horn-shaped reflecting cup, wherein openings at two ends of the reflecting cup are divided into a small opening end and a large opening end according to the diameter, and a first LED lamp or a second LED lamp is welded at the circle center of the small opening end. The railway locomotive headlamp provided by the invention adopts the LED lamp with low power and good illumination effect as the light source, the LED lamp is arranged at the circle center of the cross section of the reflecting cup, and the center of the light emitting surface of the LED lamp is positioned at a position 0.2mm above the focus of the reflecting cup, so that the central light intensity of the light source is greatly enhanced, and meanwhile, the light reflectivity is improved and the light loss is reduced by carrying out vacuum aluminizing treatment on the inner surface of the reflecting cup.)

一种机车LED光源前照灯用聚光型反光杯

技术领域

本发明属于铁路机车照明灯具技术领域，具体涉及一种机车LED光源前照灯用聚光型反光杯。

背景技术

目前，常规铁路机车的前照灯主要采用的是氙气金卤灯光源，氙气灯泡虽然光效较高(能达到80lm/w以上)，但也存在价格较贵、寿命短、含汞重金属等明显缺点和启动延迟、频闪等问题，而且镇流器瞬间启动时有27000V的高压，容易发生安全事故。有少部分铁路机车室外前照灯仍在使用卤钨光源，卤钨光源前照灯存在能耗高、寿命短等缺点；只有很少一部分的前照灯在使用LED光源，LED光源是一种新兴光源，具有节能环保、稳定安全、高寿命等优点，尤其寿命高达50000h，以LED为光源，可以大大减少灯具的维护费用。

然而，目前各厂家在设计LED光源前照灯过程中，由于光学设计水平不够，导致至今未能研发出合适的二次配光方法来实现满足铁标的LED灯具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机车LED光源前照灯用聚光型反光杯，解决了现有的铁路机车前照灯普遍存在的能耗高、寿命短的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种机车LED光源前照灯用聚光型反光杯，包括喇叭形的反光杯，反光杯的两端开口根据直径大小分为小口端和大口端，小口端的圆心位置焊接有第一LED灯或第二LED灯。

本发明的特点还在于，

反光杯的轴向剖面为抛物线形。

抛物线以反光杯的轴线为x轴，抛物线端点为原点，垂直于x轴的原点位置设置有y轴，抛物线满足y²＝4×5x。

第一LED灯或第二LED灯的发光面中心位于抛物线焦点以上0.2mm的位置。

反光杯的小口端直径为19.4mm，大口端的直径为68mm，反光杯的高度为53.1mm。

反光杯的内壁设置有真空镀铝层。

本发明的有益效果是：本发明一种机车LED光源前照灯用聚光型反光杯解决了现有机车前照灯普遍存在的能耗高、寿命短的问题；本发明一种机车LED光源前照灯用聚光型反光杯采用功率低、照明效果好的LED灯作为光源，将LED灯设置于反光杯横截面的圆心及焦点以上0.2mm的位置，从而使得光源中心光强度在与放置在焦点位置相比降低不大的前提下能够有效的增大灯具发光角度；同时，通过对反光杯的内表面进行真空镀铝处理，大大提高了光线反射率、降低了光损失。

附图说明

图1是本发明一种机车LED光源前照灯用聚光型反光杯的结构示意图；

图2是本发明一种机车LED光源前照灯用聚光型反光杯的反光杯剖面的数学模型示意图。

图中，1.反光杯，2.第一LED灯，2-1.第二LED灯，11.大口端，12.小口端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种机车LED光源前照灯用聚光型反光杯，如图1所示，包括喇叭形的反光杯1，反光杯1的两端开口根据直径大小分为小口端12和大口端11，小口端12的圆心位置焊接有第一LED灯2或第二LED灯2-1。

具体地，反光杯1的轴向剖面为如图2所示的抛物线，以其轴线为x轴，抛物线端点为原点，垂直于x轴的原点设置有y轴，事例性的，抛物线满足y²＝4×5x，第一LED灯2和第二LED灯2-1的发光面中心位于抛物线焦点以上0.2mm的位置，反光杯1由该抛物线绕x轴旋转一周得到，其内表面为抛物面，即反光杯1的内表面采用抛物面设计，第一LED灯2和第二LED灯2-1的发光面中心位于该抛物面焦点以上0.2mm的位置，反光杯1的内表面与发光面中心位于焦点以上0.2mm位置的第一LED灯2和第二LED灯2-1匹配后可以形成接近平行光的光束，第一LED灯2发光面尺寸较小，约为1.25mm*1.59mm的矩形，且无半圆形透镜，与反光杯配合使用后发光角度小，中心光强度高，因此14W的第一LED灯2就可以使光源中心光强达到320×10³cd，第二LED灯2-1发光面尺寸较大，为直径为3.6mm的圆形，且有半圆形透镜，与反光杯配合使用后发光角度大，中心光强度小，14W的第二LED灯2-1可使光源中心光强达到80×10³cd。

上述反光杯1所用方程旋转成的曲面可以自由截取，任意两个截面及截面间的曲面都可以作为一个单独反光杯使用。

优选的，反光杯1的小口端12直径为19.4mm，抛物线焦距为5mm，第一LED灯2和第二LED灯2-1的发光面中心位于焦点以上0.2mm的位置，即在反光杯1抛物面焦点以上0.2mm的位置，极大优化了反光杯的聚光效果；大口端11的直径为68mm，在单灯前照灯发光面尺寸为直径340mm的圆内，刚好在中间位置布置6颗第一LED灯2，周围布置8颗第二LED灯2-1，可以形成反光灯组合；反光杯1的高度为53.1mm，这为整灯留下了足够的散热器设计空间。

反光杯1的内壁经过真空镀铝处理后附着有真空镀铝层，其能使光反射率高达95％，大大降低了光的损失。经过真空镀铝处理后的真空镀铝层在使用前还需要进行以下检查：

化学稳定性检查

在室温条件下，将反光杯1全部浸泡在3％盐水中保持48h，取出后用清水冲洗，然后用脱脂棉擦拭，反光杯1不应脱膜。

本发明的反光杯匹配14W功率的第一LED灯2，可以达到中心光强不低于320×10³cd；14W功率的第二LED灯2-1，在满足周围相对光强度分布的前提下，可以达到中心光强不低于80×10³cd；如果6颗第一LED灯2匹配6个反光杯1及8颗第二LED灯2-1匹配8个反光杯1形成的反光灯组合，则其中心光强不低于2560×10³cd，满足铁标要求。

因此，本发明一种机车LED光源前照灯用聚光型反光杯，在功能上实现了LED灯具功率小(整灯输入功率不大于240W)，寿命长(30000h以上)的特点，又满足铁标TB/T2325.1-2019中关于产品中心光强(不小于2000×10³cd)及相对光强度分布的要求。