李欣欣

摘要：為在汽車外飾燈具開發(fā)前期，減少汽車使用過程中燈具內(nèi)部霧氣的形成，文章分析了車燈內(nèi)部集水的現(xiàn)象及成因，介紹了霧氣形成機(jī)理，車燈內(nèi)部熱場分布和水汽含量是車燈霧氣產(chǎn)生的主要因素。指出通過在設(shè)計(jì)中平衡熱場分布和減少水汽含量以及前期識(shí)別和預(yù)防，可以有效減少霧氣形成，降低車燈成本，減少客戶抱怨。

關(guān)鍵詞：車燈；霧氣；成因；解決對(duì)策

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜絹碓街匾慕巧?，與此同時(shí)人們對(duì)汽車安全性的需求和認(rèn)識(shí)也越來越高。汽車燈具是駕駛員獲得夜間照明及與外界進(jìn)行信息交互的主要裝置。汽車車燈的內(nèi)部霧氣凝結(jié)，是當(dāng)前影響車燈質(zhì)量、壽命和使用效能的一個(gè)嚴(yán)重問題，這也是目前車燈行業(yè)難以解決的一大難題。

一、概述

霧氣現(xiàn)象是一個(gè)常見的物理現(xiàn)象，當(dāng)在特定的環(huán)境下，大氣壓力恒定不變，當(dāng)空氣中的水蒸氣含量超過該溫度和壓力下的飽和空氣含量，水蒸氣就會(huì)析出，并在凝結(jié)核上聚集形成肉眼可見的的小水珠。車燈內(nèi)出現(xiàn)霧氣現(xiàn)象會(huì)影響車燈的照明效果，霧氣現(xiàn)象如果太嚴(yán)重，還會(huì)造成車燈內(nèi)部電子元件的損壞，威脅行車安全。在現(xiàn)代汽車企業(yè)在車燈設(shè)計(jì)階段，專家的重點(diǎn)集中在光學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)于霧氣問題的分析與解決主要是通過熱分析和實(shí)驗(yàn)。車燈霧氣的研究還需要進(jìn)一步的研究。隨著汽車車燈的發(fā)展，車燈的配光功能逐漸轉(zhuǎn)移到車燈的反射鏡部分，而燈罩設(shè)計(jì)為光滑的曲面，則車燈燈罩上的結(jié)霧引起的美觀效果問題尤為突出。

二、車燈霧氣的現(xiàn)象和成因

1.車燈漏水，由于車燈的質(zhì)量問題造成外部水霧和水汽大量進(jìn)入燈體內(nèi)部，并在周圍環(huán)境溫度變化的影響下大量附著在車燈的配光鏡內(nèi)表面或積聚在車燈內(nèi)部，這種現(xiàn)象稱之為車燈漏水。產(chǎn)生車燈質(zhì)量問題的原因主要有：（1）產(chǎn)品制造工藝缺陷造成燈體密封不完整；（2）使用過程中的外部碰撞造成燈體密封損壞；（3）更換燈泡后沒有把相關(guān)的密封蓋蓋好，造成燈體密封不完整。這些問題往往會(huì)對(duì)車燈的使用壽命和性能產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致燈具喪失基本功能。通過對(duì)車燈產(chǎn)品進(jìn)行氣密性試驗(yàn)檢測就能發(fā)現(xiàn)原因并作出有效處理，如更換損壞燈具或?qū)艟哌M(jìn)行干燥處理后緊固相關(guān)的密封蓋。

2.車燈霧氣，由車燈內(nèi)部空氣中水分在周圍環(huán)境溫度變化影響下而析出的液態(tài)水，附著在車燈配光鏡內(nèi)表面的現(xiàn)象，稱為車燈霧氣（內(nèi)部結(jié)露）。車燈霧氣不是質(zhì)量問題，是車燈本體固有的物理現(xiàn)象，就像汽車風(fēng)擋玻璃在使用過程中會(huì)出現(xiàn)霧氣一樣，如圖1所示。

車燈內(nèi)部水分來源于以下3個(gè)方面。（1）通過車燈通氣結(jié)構(gòu)（散熱孔）進(jìn)入車燈內(nèi)部的潮濕空氣中的水分；（2）燈具材料的水分釋放；（3）外部水分子通過燈體材料吸附后滲透到車燈材料內(nèi)部，并最終釋放到車燈內(nèi)部的水分，如圖2所示。

這類霧氣問題多數(shù)會(huì)隨著車燈點(diǎn)亮而在短時(shí)間內(nèi)逐漸消除，但有時(shí)也會(huì)在燈光照射不足或無法照射到的區(qū)域繼續(xù)存在。有時(shí)霧氣也會(huì)隨著周圍環(huán)境溫度的上升而消失，一般來說不會(huì)對(duì)車燈本身的使用產(chǎn)生影響。由于車燈霧氣是物理現(xiàn)象，完全消除在目前的技術(shù)可行性和成本上都很有挑戰(zhàn)。有時(shí)車燈霧氣會(huì)與車燈少量漏水問題相混淆，不通過車燈密封性技術(shù)檢測難以區(qū)分。目前一個(gè)簡單的判別方法為：如果發(fā)現(xiàn)車燈內(nèi)有霧氣，點(diǎn)亮車燈一段時(shí)間后（約15～30 min），燈光照射區(qū)域的霧氣完全消散，并且其他區(qū)域的霧氣基本消散，就是霧氣現(xiàn)象，這種情況下車燈可以正常使用。反之基本可以判斷車燈有漏水等質(zhì)量缺陷，需要檢測維修。當(dāng)前針對(duì)車燈霧氣主要是通過各種方法來分散及減輕霧氣附著量，減小附著區(qū)域的大小，弱化客戶感知。這也是車燈設(shè)計(jì)開發(fā)中的重點(diǎn)工作。

三、車燈霧氣的形成的原因

1.車燈內(nèi)存在過多水蒸氣，專家認(rèn)為車燈內(nèi)部出現(xiàn)過多水蒸氣是車燈內(nèi)出現(xiàn)霧氣的主要原因之一。每個(gè)特定的環(huán)境溫度下都存在一個(gè)飽和水蒸汽狀態(tài)，當(dāng)空氣中水蒸氣的含量超過對(duì)應(yīng)飽和水蒸氣的含量時(shí)，空氣就會(huì)處于過飽和轉(zhuǎn)狀態(tài)，超過飽和蒸汽部分的的水蒸氣就會(huì)從空氣中析出，在車燈內(nèi)部的凝結(jié)核上形成小液滴，在視覺上的反饋就是霧氣。車燈內(nèi)部的水蒸氣來源無非兩個(gè)途徑：一是內(nèi)部的積水蒸發(fā)形成的水蒸氣，二是車燈與外界不合理交換導(dǎo)致的車燈內(nèi)濕度增大。

2.車燈內(nèi)存在相對(duì)低溫區(qū)域，車燈為了滿足性能與造型外觀，不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些相對(duì)低溫區(qū)域。而這些低溫區(qū)域不利于空氣的流通。水蒸氣大量積聚在低溫區(qū)域，導(dǎo)致低溫區(qū)域空氣中的的水蒸氣含量大量增加，從而從空氣中析出，形成車燈霧氣現(xiàn)象。露點(diǎn)溫度指的是空氣中水蒸氣含量固定不變的情況下，降低環(huán)境溫度，會(huì)有水珠析出，水蒸氣剛剛從空氣中析出時(shí)的溫度，而車燈內(nèi)部部分低溫區(qū)域的溫度甚至低于當(dāng)?shù)厮魵獾穆饵c(diǎn)溫度。

3.車燈內(nèi)擁有大量的凝結(jié)核，凝結(jié)核凝結(jié)核是一種氣溶膠質(zhì)粒，它的組成成分復(fù)雜，是霧氣形成過程中的關(guān)鍵所在。車燈內(nèi)部凹凸不平的造型，形成了很多的小空間，不僅吸附了大量的水蒸氣，而且形成了無數(shù)的凝結(jié)核，使得水蒸氣在這些空間處冷凝，形成半徑較大的水珠。

四、新型防霧車燈的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

根據(jù)前面分析采取相關(guān)措施設(shè)計(jì)一種新型汽車燈，其中有反光罩、面罩、燈泡等多個(gè)零件，在反光罩中，b位置安裝燈泡，同時(shí)在燈泡的末尾安裝一定散熱設(shè)備，反光罩和面罩配合使用，在面罩上安裝散熱透氣孔，同時(shí)在另一邊安裝吹風(fēng)裝置，在反光罩和面罩里面安裝濕度感應(yīng)器，并且將其同吹風(fēng)設(shè)備、控制器相連接。這種車燈能夠很好的將車燈內(nèi)的熱能量消除，減少燈腔內(nèi)的熱量，同時(shí)避免燈腔內(nèi)的水汽在面罩上產(chǎn)生水霧，保證行車過程中的安全。

1.結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)，為了能夠很好的防霧，嘗試通過下面的技術(shù)方案消除弊端，這種新型的汽車燈應(yīng)當(dāng)包含反光罩、面罩、吹風(fēng)裝置等，其中反光罩的中心位置安裝燈泡，在燈泡尾部設(shè)置散熱器，反光罩和面罩相互配合共同使用，面罩的兩個(gè)角分別安裝散熱透氣孔和吹風(fēng)設(shè)備，反光罩和面罩中安裝濕度感應(yīng)器，并且同吹風(fēng)和控制設(shè)備向連接。最好選擇能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)吹風(fēng)的設(shè)備，可能大范圍對(duì)面罩進(jìn)行除霧。優(yōu)先選擇使用強(qiáng)度高的燈泡，方便消除面罩底部的霧氣。這種新型設(shè)計(jì)能夠很好的將車燈內(nèi)的熱量散發(fā)，降低燈腔內(nèi)的溫度，最大程度防止燈腔內(nèi)有水霧產(chǎn)生，同時(shí)也提高了燈具的使用壽命。其主要的技術(shù)特征就是吹風(fēng)裝置是能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)吹風(fēng)的，在很寬的角度進(jìn)行除霧工作，燈泡是高強(qiáng)度的燈泡，很好的去除面罩底部的霧氣。

2.汽車燈具的防霧應(yīng)用，在汽車防霧燈具設(shè)計(jì)中藥遵守下面幾點(diǎn)內(nèi)容，一是良好的控制燈具內(nèi)的濕度，制作燈具所需的零部件和環(huán)境濕度都要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。二是在進(jìn)行汽車燈具結(jié)構(gòu)的各種設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量防止出現(xiàn)燈具的輻射現(xiàn)象和對(duì)流區(qū)域。三是對(duì)于燈具的內(nèi)部表面的處理上，要提高防霧涂層的噴涂技術(shù)，通過不斷改變燈具中水蒸氣凝結(jié)方式，最好使用膜狀凝結(jié)。四是要科學(xué)有效的研究和設(shè)計(jì)燈具中的透氣孔，確定透氣孔的數(shù)量、大小和位置，保證水汽能夠及時(shí)有效的形成對(duì)流。五是認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行反射鏡設(shè)計(jì)，合理確定其形狀和燈泡的位置，形成合適的輻射場。六是提高汽車燈具的密封性，能夠最大程度防止有水分進(jìn)入。

汽車燈具內(nèi)部起霧受到多方面素的影響。但歸根結(jié)底，它是外飾燈具內(nèi)部的溫度場、流動(dòng)場和濃度場控制的，通過改變燈具溫度場、對(duì)流場和濕度場的分布，就能有效控制、減少甚至消除車燈內(nèi)起霧現(xiàn)象達(dá)到防霧的目的。

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