汽車燈具的密封結構設計分析

梁海生

摘 要：隨著生活水平的不斷提高，汽車走進了家家戶戶，汽車的設計也很大程度上影響了客戶的選擇，對于汽車燈具而言，燈具如果因為嚴密性不好而導致進水的話，不僅會影響燈具的照明，還會影響其外觀，燈具進水屬于質量問題，可以避免并且不允許發生。文章通過分析進水原因，影響因素和其結構進行分析研究，提出了相應的預防措施和后期驗證流程。

關鍵詞：汽車燈具；密封結構；設計

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）17-0018-02

在現代的車燈制造業中，車燈的設計制造工藝都日趨復雜，并且有大量的先進技術運用其中，車燈的質量雖然日趨完善，但是由于密閉性差導致的進水問題仍然是影響車燈質量的主要原因。車燈會遭遇到各種可能的氣候，路況等環境，甚至有時包括人為地破壞。燈具溫度隨著環境的變化產生驟降導致燈具內部壓力降低，這時污染物和水分會被吸入，從而引起車燈的故障，嚴重影響車燈的照明效果，影響車輛的安全行駛，還會影響汽車的外觀。目前，由于車燈密閉性不足而導致的很多車型的車燈產品報廢的情況不容忽視。

1 密封效果差的原因

燈具主要由燈具，反光鏡，配光鏡三部分組成，輔助部件包括裝飾圈、調光機制、后蓋、線束，各種防水塞構成，通常情況下，燈具進水的原因包括以下四個方面。

1.1 工藝設計原因

例：粘接不夠牢靠，膠帶粘接不勻，安裝過程中力度不合適引起了零件的變形，燈具結構，如圖1所示。

1.2 產品結構設計原因

①槽件設計不合理，燈座密封效果差，各種密封塞墊的材料選擇不合理大燈電機松動等等。

②燈具插件與線束未能嚴格密封，出現匹配問題等。

③燈具與車身間隙、面差定義不良，由于燈具 周圍一般都是鈑金件，安裝空間一定要預留充足，避免在裝配過程中發生碰撞，導致燈殼、燈玻變形；特 別是像發蓋、尾門這種活動件，要預留制造偏差和預變形量。

④燈具的透氣孔使用設計不當，通氣孔的主要作用是保證通氣孔內外的壓力差，如果不能合理的使用小孔就會成為進水的一個通道，燈具排氣孔的設置，如圖2所示。

在低端車上常用的 是橡膠彎管或者橡膠彎管加過濾網，可以阻擋一部分灰塵和水分進入，但是由于過濾網的孔的直徑遠大于水分子的直徑，不能完全阻止水的進入，還容易被灰塵堵住，產生排氣不暢，并且如果整車涉水或者在洗車的時候都會產生進水；轎車上使用較多是通氣蓋，質量不好會有透氣膜粘接不牢、透氣量較小等問題。

2 設計方法的改善

2.1 配光鏡與燈殼之間的密封粘接設計

目前配光鏡與燈殼之間的粘結方式有，熱熔膠粘接、冷硅膠粘接、PU膠粘接、熱板焊接、摩擦焊接、超聲波焊接六種方式，現在以前組合燈和后組合燈為例，現在前組合燈采用的粘結方式有熱熔膠粘接、冷硅膠粘接、PU膠粘接。前組合燈的材料一般為配光鏡pc，燈殼pp，然而這兩種材料無法進行熱板焊接或者摩擦焊接，焊接面積較小的焊接一般采用超聲波焊接，前組合燈熱熔膠粘接與冷硅膠粘結的優缺點，見表1。

組合燈具的連接主要采用熱板焊接、摩擦焊接兩種方式，熱板焊接、摩擦焊接相對于黏膠焊接的方式優勢明顯，摩擦焊接的設備價格昂貴，產品如果沒有特殊要求，一般不采用。超聲波焊接技術在前后燈組合中都有應用，后組合燈用熱板焊接、摩擦焊接與硅膠焊接，冷溶膠與熱熔膠焊接的對比情況，見表2。

2.2 燈具通氣結構的合理布置

燈具熄滅的過程與環境內外溫度差會對燈內造成壓力差，降雨會導致配光鏡和燈殼的迅速冷卻，從而使得燈具內部產生真空，此時如果不對燈具內部進行平衡，外部環境中的空氣和濕氣便會通過燈具之間的縫隙進入燈具內部如果燈具內部的水汽不能及時排出，就會在隨著溫度的下降而形成水滴，隨著時間的積累水滴沉降到配光鏡的內表面，最終形成霧氣，嚴重時甚至會在燈具下部產生積水，燈具內部的適度加大，燈內部的零件被腐蝕，影響燈具的光效，因此合理的設計通氣孔結構是預防燈具進水的重要因素。

①通氣結構的選擇：目前比較常用的通氣結構包括排氣冒，排氣管膠塞、U型排氣管（結構，如圖3所示。防水透氣膜等，U型排氣管結構簡單，材料多為橡膠或塑料，成本比較低，防水透氣膜的成本較高，設計時根據燈具的不同結構和成本的協調來選用通氣結構。

②確定通氣結構的布置和個數：前照燈采用兩個以上的透氣孔，霧燈多采用一個透氣孔，后組合燈每個發光單元都要有一個通氣孔。通氣孔多位于燈具的上半部，當通氣孔的個數大于等于兩個是多位于同一平面上，通氣孔的位置會顯著影響燈具的通風效果，通氣孔的設計原則是保證燈具內外氣體自然對流，水汽的順利排出可以減少水汽的生成。

③燈具其他通氣孔結構：調光機構是指燈具的使用者在燈具的外部調節燈具的內部反射鏡角度，從而調節燈具遠近光形，以達到國家的要求機構。調光螺桿穿過殼體的小孔處，再配合使用密封圈予以密封，以充分防止水汽從小孔進入燈具內部。

2.3 燈具端與線束端插件之間的密封設計

車體線束引入燈具工作的電源，燈具端與線束端插件之間的密封性如果沒有做好，水就會沿著線束滲入燈具內部，要做好它們兩者之間的密閉性需要做到

①插件選擇時選擇帶有密封圈的接插件。

②若燈具內部引出的連接機構為后蓋帶插件結構，則應該將后蓋與插件進行密封，一般插件后蓋注塑時會作為嵌件一起出品，如果連接機構為導線帶復合插件結構，那么導線與燈具之間要用密封塞進行密封，采用過盈配合方式。

3 流程驗證

每開發一個全新的車型大概需要兩年的時間，充分的實驗驗證是必不可少的環節，只有經過充分驗證的產品才能在質量上最大程度的得以保障，在車燈進水方面更需要大量的實驗驗證，其中包括防水，防塵，點燈，焊接應力等實驗無論是實驗之前還是實驗之后都要進行百分之百的檢查，零部件通過臺架試驗，還需要搭載整車的路試，最后還要在自然環境中進一步檢驗車燈具的可靠性，一般的耐久性路試需要大約四萬公里的路程，如果經過以上幾輪實驗燈具皆沒有出現進水問題，那么基本上可以保證燈具不存在進水問題。

4 結 語

影響燈具進水的因素有很多，其中整燈的密閉性起到主導作用。將前期的合理設計分析以及后期的實驗修正相結合，燈具的密閉性是可以得到充分的保證的。

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