汽車外飾燈具霧氣成因及解決對策

李欣欣

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

關鍵詞：車燈；霧氣；成因；解決對策

引言

隨著經濟的飛速發展，汽車在人們日常生活中扮演著越來越重要的角色，與此同時人們對汽車安全性的需求和認識也越來越高。汽車燈具是駕駛員獲得夜間照明及與外界進行信息交互的主要裝置。汽車車燈的內部霧氣凝結，是當前影響車燈質量、壽命和使用效能的一個嚴重問題，這也是目前車燈行業難以解決的一大難題。

一、概述

霧氣現象是一個常見的物理現象，當在特定的環境下，大氣壓力恒定不變，當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，水蒸氣就會析出，并在凝結核上聚集形成肉眼可見的的小水珠。車燈內出現霧氣現象會影響車燈的照明效果，霧氣現象如果太嚴重，還會造成車燈內部電子元件的損壞，威脅行車安全。在現代汽車企業在車燈設計階段，專家的重點集中在光學設計，對于霧氣問題的分析與解決主要是通過熱分析和實驗。車燈霧氣的研究還需要進一步的研究。隨著汽車車燈的發展，車燈的配光功能逐漸轉移到車燈的反射鏡部分，而燈罩設計為光滑的曲面，則車燈燈罩上的結霧引起的美觀效果問題尤為突出。

二、車燈霧氣的現象和成因

1.車燈漏水，由于車燈的質量問題造成外部水霧和水汽大量進入燈體內部，并在周圍環境溫度變化的影響下大量附著在車燈的配光鏡內表面或積聚在車燈內部，這種現象稱之為車燈漏水。產生車燈質量問題的原因主要有：（1）產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的密封蓋蓋好，造成燈體密封不完整。這些問題往往會對車燈的使用壽命和性能產生一定的影響，嚴重的可能會導致燈具喪失基本功能。通過對車燈產品進行氣密性試驗檢測就能發現原因并作出有效處理，如更換損壞燈具或將燈具進行干燥處理后緊固相關的密封蓋。

2.車燈霧氣，由車燈內部空氣中水分在周圍環境溫度變化影響下而析出的液態水，附著在車燈配光鏡內表面的現象，稱為車燈霧氣（內部結露）。車燈霧氣不是質量問題，是車燈本體固有的物理現象，就像汽車風擋玻璃在使用過程中會出現霧氣一樣，如圖1所示。

車燈內部水分來源于以下3個方面。（1）通過車燈通氣結構（散熱孔）進入車燈內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部，并最終釋放到車燈內部的水分，如圖2所示。

這類霧氣問題多數會隨著車燈點亮而在短時間內逐漸消除，但有時也會在燈光照射不足或無法照射到的區域繼續存在。有時霧氣也會隨著周圍環境溫度的上升而消失，一般來說不會對車燈本身的使用產生影響。由于車燈霧氣是物理現象，完全消除在目前的技術可行性和成本上都很有挑戰。有時車燈霧氣會與車燈少量漏水問題相混淆，不通過車燈密封性技術檢測難以區分。目前一個簡單的判別方法為：如果發現車燈內有霧氣，點亮車燈一段時間后（約15～30 min），燈光照射區域的霧氣完全消散，并且其他區域的霧氣基本消散，就是霧氣現象，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量缺陷，需要檢測維修。當前針對車燈霧氣主要是通過各種方法來分散及減輕霧氣附著量，減小附著區域的大小，弱化客戶感知。這也是車燈設計開發中的重點工作。

三、車燈霧氣的形成的原因

1.車燈內存在過多水蒸氣，專家認為車燈內部出現過多水蒸氣是車燈內出現霧氣的主要原因之一。每個特定的環境溫度下都存在一個飽和水蒸汽狀態，當空氣中水蒸氣的含量超過對應飽和水蒸氣的含量時，空氣就會處于過飽和轉狀態，超過飽和蒸汽部分的的水蒸氣就會從空氣中析出，在車燈內部的凝結核上形成小液滴，在視覺上的反饋就是霧氣。車燈內部的水蒸氣來源無非兩個途徑：一是內部的積水蒸發形成的水蒸氣，二是車燈與外界不合理交換導致的車燈內濕度增大。

2.車燈內存在相對低溫區域，車燈為了滿足性能與造型外觀，不可避免的會出現一些相對低溫區域。而這些低溫區域不利于空氣的流通。水蒸氣大量積聚在低溫區域，導致低溫區域空氣中的的水蒸氣含量大量增加，從而從空氣中析出，形成車燈霧氣現象。露點溫度指的是空氣中水蒸氣含量固定不變的情況下，降低環境溫度，會有水珠析出，水蒸氣剛剛從空氣中析出時的溫度，而車燈內部部分低溫區域的溫度甚至低于當地水蒸氣的露點溫度。

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

四、新型防霧車燈的設計和應用

根據前面分析采取相關措施設計一種新型汽車燈，其中有反光罩、面罩、燈泡等多個零件，在反光罩中，b位置安裝燈泡，同時在燈泡的末尾安裝一定散熱設備，反光罩和面罩配合使用，在面罩上安裝散熱透氣孔，同時在另一邊安裝吹風裝置，在反光罩和面罩里面安裝濕度感應器，并且將其同吹風設備、控制器相連接。這種車燈能夠很好的將車燈內的熱能量消除，減少燈腔內的熱量，同時避免燈腔內的水汽在面罩上產生水霧，保證行車過程中的安全。

1.結構和技術特點，為了能夠很好的防霧，嘗試通過下面的技術方案消除弊端，這種新型的汽車燈應當包含反光罩、面罩、吹風裝置等，其中反光罩的中心位置安裝燈泡，在燈泡尾部設置散熱器，反光罩和面罩相互配合共同使用，面罩的兩個角分別安裝散熱透氣孔和吹風設備，反光罩和面罩中安裝濕度感應器，并且同吹風和控制設備向連接。最好選擇能夠自動轉動吹風的設備，可能大范圍對面罩進行除霧。優先選擇使用強度高的燈泡，方便消除面罩底部的霧氣。這種新型設計能夠很好的將車燈內的熱量散發，降低燈腔內的溫度，最大程度防止燈腔內有水霧產生，同時也提高了燈具的使用壽命。其主要的技術特征就是吹風裝置是能夠自動轉動吹風的，在很寬的角度進行除霧工作，燈泡是高強度的燈泡，很好的去除面罩底部的霧氣。

2.汽車燈具的防霧應用，在汽車防霧燈具設計中藥遵守下面幾點內容，一是良好的控制燈具內的濕度，制作燈具所需的零部件和環境濕度都要滿足標準要求。二是在進行汽車燈具結構的各種設計時，要盡量防止出現燈具的輻射現象和對流區域。三是對于燈具的內部表面的處理上，要提高防霧涂層的噴涂技術，通過不斷改變燈具中水蒸氣凝結方式，最好使用膜狀凝結。四是要科學有效的研究和設計燈具中的透氣孔，確定透氣孔的數量、大小和位置，保證水汽能夠及時有效的形成對流。五是認真學習相關設計原理進行反射鏡設計，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入。

汽車燈具內部起霧受到多方面素的影響。但歸根結底，它是外飾燈具內部的溫度場、流動場和濃度場控制的，通過改變燈具溫度場、對流場和濕度場的分布，就能有效控制、減少甚至消除車燈內起霧現象達到防霧的目的。

參考文獻：

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[2]李軍.汽車外飾燈具霧氣成因及解決對策.2016

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