摘 要：根據(jù)物理原理空氣中含有的水蒸氣在遇冷的條件下，會(huì)在汽車的燈具上形成一層霧氣，無(wú)論是汽車的外觀還是在夜間行駛時(shí)車燈的照明方面都會(huì)受到較大的影響。如果在汽車的燈具設(shè)計(jì)上使用熱設(shè)計(jì)概念，并且根據(jù)汽車燈具的內(nèi)部起霧原理和產(chǎn)生的影響進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，將大大減少燈具起霧現(xiàn)象。本文對(duì)汽車燈具起霧因素進(jìn)行分析，對(duì)于新型汽車燈具設(shè)計(jì)優(yōu)化措施進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：汽車燈具 防霧設(shè)計(jì) 實(shí)施措施

中圖分類號(hào)：U463.65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（a）-0054-01

隨著城市交通的日益發(fā)達(dá)，汽車相關(guān)制造業(yè)也逐漸成熟，尤其是汽車燈具的設(shè)計(jì)和制造工藝，燈具制造的質(zhì)量檔次都有了很大的提高。近幾十年的汽車燈具的發(fā)展歷程中，對(duì)于燈具的起霧現(xiàn)象的解決措施的研究依然是設(shè)計(jì)專家長(zhǎng)期努力的對(duì)象。根據(jù)物理原理，燈具中存在水蒸氣，當(dāng)空氣含有的水蒸氣在遇冷的條件下，會(huì)在汽車的燈具上形成一層霧氣，罩在燈具的表面，無(wú)論是汽車的外觀還是在夜間行駛時(shí)車燈的照明方面都會(huì)有較大的影響。

1 概述

汽車燈具的霧珠的形成原因是燈具體內(nèi)的內(nèi)積水造成的，伴隨著燈具的起霧，同樣存在的問(wèn)題是二次起霧現(xiàn)象，出現(xiàn)這種狀況會(huì)嚴(yán)重縮減燈具的使用壽命。不但如此，在汽車燈具的起霧原理中涉及的知識(shí)面廣闊，其中包括：熱流動(dòng)、材料和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、傳導(dǎo)等，但是由于技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的不足，導(dǎo)致在過(guò)去的汽車燈具設(shè)計(jì)中大量使用的是光學(xué)設(shè)計(jì)，主要是以燈具使用中的內(nèi)部對(duì)流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，但是燈具的熱設(shè)計(jì)仍然有很多的發(fā)展空間，同時(shí)這個(gè)也是導(dǎo)致燈具起霧的重要原因，還需要進(jìn)一步的研究設(shè)計(jì)，來(lái)避免燈具的嚴(yán)重起霧現(xiàn)象。

2 汽車燈具起霧的基本條件

2.1 燈具中內(nèi)含水蒸氣

在汽車燈具內(nèi)含水蒸氣的產(chǎn)生原因主要有：第一，燈具的周圍的外界環(huán)境的水蒸氣的流入。第二，由于燈具在正常照明時(shí)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致內(nèi)部積水的蒸發(fā)所形成的水蒸氣。

如果是第一個(gè)原因造成的燈具起霧：也就是燈具內(nèi)本身沒(méi)有積水，是周圍的環(huán)境形成的空氣中的水蒸氣，遇到冷空氣引起的起霧。原理是由于燈具的原始狀態(tài)是溫度高、濕度也高的環(huán)境，燈具內(nèi)部的空氣濕度也很大。環(huán)境溫度的下降導(dǎo)致的燈具中的水蒸氣不能夠及時(shí)的排除，含量很高，則會(huì)引起燈具中的某些部位溫度低于正常的當(dāng)?shù)厮魵獾哪Y(jié)的溫度情況，這時(shí)候燈具就會(huì)出現(xiàn)起霧現(xiàn)象。

但是，最普遍的起霧形成原因是燈具內(nèi)部的積水蒸發(fā)。燈具在照明時(shí)溫度會(huì)升高，主要進(jìn)行的是光輻射與自然對(duì)流之間的熱轉(zhuǎn)換，燈具內(nèi)部積水會(huì)蒸發(fā)，空氣中的高溫區(qū)濕度較大，這時(shí)水蒸氣進(jìn)行對(duì)流與擴(kuò)散到燈具整體。燈具在局部受熱的基礎(chǔ)條件下，溫度低的燈具內(nèi)部和高溫空氣流相遇，就會(huì)形成霧。

2.2 燈具局部溫度環(huán)境低于水蒸氣的凝結(jié)溫度

燈具某個(gè)部位的溫度偏低，會(huì)造成燈具在照明導(dǎo)致的燈具內(nèi)的輻射和熱源交換，以及自然對(duì)流的能量交換的不平等，燈具也會(huì)出現(xiàn)溫度的分布不均勻。

2.3 燈具內(nèi)有霧氣凝結(jié)點(diǎn)

燈具內(nèi)有霧氣凝結(jié)點(diǎn)會(huì)造成大面積的燈具起霧。由于燈具內(nèi)部空氣中凝結(jié)點(diǎn)相對(duì)較少，水蒸氣的凝結(jié)環(huán)境不充分。但是在燈具內(nèi)部的各種零件的表面是不平整的，既可以吸附內(nèi)外部的水蒸氣，而且還提供了水蒸氣凝結(jié)的核心環(huán)境，在原始較小液滴的逐漸增大后，水蒸氣就會(huì)在不平整的燈具內(nèi)部零件表面形成液滴，長(zhǎng)時(shí)間的擴(kuò)散就會(huì)形成霧。

根據(jù)以上三種燈具起霧的原因，綜合性分析推出燈具起霧的準(zhǔn)則，如下公式：

其中，公式中的R為燈具中液滴的半徑；σ為液滴的表面張力；Ts為水蒸氣飽和溫度；hLG為汽化潛熱；ρL為液滴的自身密度；TL為液滴環(huán)境溫度。

3 燈具起霧的環(huán)境因素

燈具內(nèi)濃度場(chǎng)的存在環(huán)境主要是溫度場(chǎng)與對(duì)流場(chǎng)，燈具內(nèi)部溫度的不均勻性，溫度就會(huì)偏低，對(duì)流的強(qiáng)度就會(huì)消減，起霧的形成空間就會(huì)增大。

3.1 燈具內(nèi)溫度場(chǎng)

燈具內(nèi)溫度場(chǎng)的分布環(huán)境是燈具起霧最重要的影響因素，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，燈具起霧部位基本上屬于溫度較低的區(qū)域。例如：燈具大燈的照相測(cè)量，根據(jù)觀察可以看出起霧的區(qū)域。一般溫度測(cè)量采用的是“熱電偶方法”，可以分析出燈具的溫度的分布特點(diǎn)是：燈具內(nèi)的溫度的分布方式主要是以“輻射換熱”和“自然對(duì)流的換熱”結(jié)合。如果阻擋或者是削弱輻射，或在燈具的內(nèi)部設(shè)計(jì)自然對(duì)流的死區(qū)，都會(huì)引起局部溫度的偏低，內(nèi)部就會(huì)發(fā)生起霧。在燈具的溫度場(chǎng)設(shè)計(jì)上，應(yīng)該盡量避免燈具安裝裝飾框，減少燈罩對(duì)于燈泡輻射能量的吸收，這樣的設(shè)計(jì)擴(kuò)大了燈具空間加大了空氣對(duì)流速度和范圍，從而減少起霧的形成環(huán)境。

3.2 燈具內(nèi)對(duì)流場(chǎng)

燈具內(nèi)部流動(dòng)的主要原因是溫度的不均勻造成。燈具的換氣設(shè)計(jì)，要根據(jù)車型進(jìn)行燈具內(nèi)部和外界空氣之間的氣流對(duì)換。由于燈具內(nèi)部氣流的交換會(huì)直接作用于燈具內(nèi)部溫度分布，燈具中的氣體對(duì)流可以將熱量對(duì)流到燈具的各個(gè)角落，燈具的整體溫度就會(huì)提高，并且提供了充足的蒸發(fā)空間。透氣的燈具設(shè)計(jì)，通過(guò)透氣的燈具內(nèi)部的氣流交換，可以將燈具內(nèi)部的水汽擴(kuò)散到外部環(huán)境里，有效的降低了燈具起霧的發(fā)生概率。

3.3 燈具內(nèi)濕度場(chǎng)

燈具內(nèi)部的濕度場(chǎng)也是受溫度影響的，除此之外，汽車的燈具的工作形式是閃爍，這也會(huì)對(duì)燈具內(nèi)部的濕度環(huán)境產(chǎn)生影響。在燈具的高濃度區(qū)域，會(huì)增加燈具濕度的范圍，引起多水環(huán)境下的燈具起霧。

4 汽車燈具的防霧應(yīng)用

在汽車燈具的防霧設(shè)計(jì)有以下六個(gè)內(nèi)容：第一，控制保證燈具內(nèi)部濕度，燈具零部件，以及燈具生產(chǎn)的環(huán)境濕度保持在常規(guī)狀態(tài)下。第二，在汽車的燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，應(yīng)該消除燈具的輻射及對(duì)流的死角區(qū)域。第三，在燈具的內(nèi)部表面增強(qiáng)防霧涂層的噴涂工藝，改變燈具中水蒸氣的凝結(jié)方式，將凝結(jié)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槟钅Y(jié)。第四，對(duì)燈具的透氣孔的個(gè)數(shù)進(jìn)行妥善的調(diào)整，改變位置和大小，盡量促進(jìn)水汽的及時(shí)對(duì)流。第五，根據(jù)設(shè)計(jì)原理對(duì)燈具的反射鏡進(jìn)行形狀與燈泡位置的調(diào)整，改變其輻射場(chǎng)的分布。第六，對(duì)于汽車燈具的密封性的增強(qiáng)，可以有效的減少水分的進(jìn)入。

5 結(jié)語(yǔ)

汽車內(nèi)部的起霧原因有很多類型，但是主要的影響因素包括：燈具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)、流動(dòng)場(chǎng)以及濃度場(chǎng)，通過(guò)對(duì)這三方面的控制調(diào)整，可以減少汽車燈具的起霧。所以，為了提高汽車燈具的產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，需要進(jìn)行深刻的研究和分析，找出根本性的問(wèn)題。

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