淺議汽車大燈起霧原因與改進(jìn)方法

(河南省理工中等專業(yè)學(xué)校 河南 鄭州 450000)

淺議汽車大燈起霧原因與改進(jìn)方法

喬會亮

(河南省理工中等專業(yè)學(xué)校河南鄭州450000)

汽車前照大燈設(shè)置在車頭兩側(cè)部位，其在夜間行車中應(yīng)用較多。在車燈系統(tǒng)中，前照大燈是極為重要的構(gòu)成部分，其照明效果對夜間行車交通安全具有重要意義。本文探討了汽車前照大燈起霧的影響因素，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，希望有所指導(dǎo)和幫助。

汽車前照大燈；起霧；因素；改進(jìn)方法

隨著現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)以及制造工藝的不斷進(jìn)步，前照大燈質(zhì)量也不斷提高，但在現(xiàn)階段，車燈外觀以及使用質(zhì)量依然受到車燈起霧這一問題的影響。車燈配光鏡上覆蓋了遇冷凝結(jié)的水蒸氣，導(dǎo)致照明效果受到嚴(yán)重削弱，車燈外觀也因此而顯得不甚美觀，同時(shí)起霧后產(chǎn)生露珠會導(dǎo)致車燈內(nèi)產(chǎn)生難以排出的積水，對其線路安全以及燈泡使用壽命產(chǎn)生不良影響。除此之外，車燈透鏡以及反射鏡表層在水蒸氣長期侵蝕下會出現(xiàn)材料受損現(xiàn)象，導(dǎo)致車燈材料老化以及形變加速，其光學(xué)效果也受到破壞。

一、汽車前照大燈起霧的原因分析

(一)結(jié)構(gòu)因素

(1)狹窄區(qū)域所造成的起霧。通常情況下，設(shè)計(jì)人員為了追求車燈的美觀性而導(dǎo)致車燈內(nèi)部存在一定狹窄區(qū)域，燈光照射不到，而且氣流也無法流通。此類狹窄區(qū)域在車燈點(diǎn)亮后，其燈罩內(nèi)表面部分不會受到燈光加熱效應(yīng)的影響，溫度上升速度相對較慢，車燈內(nèi)部由此出現(xiàn)溫度差，一旦高溫氣流通過則會降溫凝結(jié)；同時(shí)氣體在該部位流動(dòng)性相對較差，液滴在凝結(jié)后大量積聚而結(jié)霧。(2)透氣孔造成的起霧現(xiàn)象。設(shè)計(jì)汽車車燈時(shí)應(yīng)該對透氣性要求予以充分考慮，確保在空氣對流效應(yīng)下促使燈內(nèi)氣體穿過車燈內(nèi)腔高溫高濕環(huán)境，與外部空氣相互流通，車燈內(nèi)腔能夠與外部環(huán)境之間形成有效循環(huán)，改善燈內(nèi)結(jié)霧現(xiàn)象。所以車燈上一般設(shè)置有氣孔，然而在洗車或者陰雨天氣里水汽則會通過車燈氣孔侵入車燈內(nèi)部，導(dǎo)致車燈結(jié)霧。研究發(fā)現(xiàn)，車燈氣孔大小、設(shè)計(jì)位置以及形狀均會對內(nèi)部流場分布產(chǎn)生相應(yīng)的影響，車燈內(nèi)部環(huán)境溫濕度分布也存在差異性，由此難以避免地導(dǎo)致車燈結(jié)霧問題。

(二)密封性能

倘若半封閉燈具在設(shè)計(jì)密封圈以及后蓋結(jié)構(gòu)時(shí)不夠合理，則會對燈具密封性造成不良影響。在使用過程中，駕駛員往往會按照路況不同來合理調(diào)整前照大燈亮度，所以車燈裝置還附設(shè)了調(diào)光電機(jī)或者調(diào)節(jié)螺桿等部件，倘若此類部件與燈殼之間彼此不夠協(xié)調(diào)，則會影響密封性而導(dǎo)致前照燈進(jìn)水。此外穿線防水以及密封塞等燈具插件通常都以橡膠件為主，質(zhì)量相對較差且容易老化，導(dǎo)致車燈密封性不足，或出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致車燈結(jié)霧。

(三)環(huán)境因素

在導(dǎo)致前照大燈積水以及起霧的諸多因素中，環(huán)境濕度以及頻繁開關(guān)二者的協(xié)同影響是兩個(gè)不容忽視的因素。在濕度較大的環(huán)境下，關(guān)閉車燈后內(nèi)部氣體溫度降低，同時(shí)氣壓也隨之降低，導(dǎo)致水汽隨外部氣體涌入內(nèi)部；車燈再次開啟后則會產(chǎn)生熱能加熱內(nèi)部水汽，在車燈內(nèi)部高低溫區(qū)域間流動(dòng)，進(jìn)而結(jié)霧或者凝聚成水滴。

三、汽車前照大燈起霧的改進(jìn)方法

(一)結(jié)構(gòu)改進(jìn)

首先應(yīng)改進(jìn)車燈透氣孔，合理設(shè)定透氣孔孔徑以及設(shè)計(jì)位置。通常情況下應(yīng)選擇霧氣易發(fā)部位設(shè)置吸氣孔；選擇在光源二側(cè)對角布設(shè)通氣孔(>2個(gè))；在設(shè)置吸氣孔以及排氣孔時(shí)應(yīng)盡量保持二者之間有足夠大的高低落差；應(yīng)選擇溫差相對較大的部位設(shè)計(jì)排氣孔以及吸氣孔。其次應(yīng)改進(jìn)車燈結(jié)構(gòu)死角，應(yīng)針對每款車型展開流體分析，為改進(jìn)前照燈結(jié)構(gòu)工作創(chuàng)造必要前提。應(yīng)充分利用車燈設(shè)計(jì)建模以及專業(yè)流體分析軟件如ANSYS等實(shí)施熱流分析以及流場分析，分析前照燈溫度以及氣體流動(dòng)死角，然后給予優(yōu)化處理，將狹長且導(dǎo)致蒸汽難以流動(dòng)的區(qū)域予以消除，或適度擴(kuò)充。

(二)前照燈密封性的改進(jìn)方法

燈具結(jié)合方式的不同往往會對其密封性能產(chǎn)生根本性影響。筆者建議可通過優(yōu)化配光鏡與車燈燈殼來提高車燈密封性。若燈具屬于膠合方式，則首先應(yīng)確保燈具膠槽以及斷面尺寸設(shè)計(jì)的合理性，以提高膠合間隙密封程度；同時(shí)還應(yīng)結(jié)合斷面尺寸來合理選擇膠粘劑。此外車燈的導(dǎo)線與燈殼、燈殼與調(diào)光桿等區(qū)域均應(yīng)采取相應(yīng)的優(yōu)化措施，建議設(shè)計(jì)師應(yīng)在控制生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上盡量選擇具有耐腐蝕性能的密封圈以及橡膠塞。

(三)針對結(jié)霧環(huán)境的改進(jìn)方法

首先可選擇吸水率較低的前照燈材料，例如PA66、POM以及PA6等吸水率相對較大的材料不宜廣泛用于燈腔內(nèi)部零件，而應(yīng)盡量以吸水率較小的PBT、PC以及PC-HT材料為主。吸水率越低的材料，其燈腔內(nèi)部所聚集的水汽量也就越少，從而使前照燈內(nèi)部水汽濃度降低，緩解車燈結(jié)霧現(xiàn)象。其次還應(yīng)選擇防霧涂料，該型材料作為一種納米涂料可直接在基材表面附著，以有效避免霧氣的產(chǎn)生。氣體在熱腔與低溫區(qū)之間的往來流動(dòng)是產(chǎn)生霧氣的一個(gè)根本原因，此外還存在關(guān)閉車燈導(dǎo)致內(nèi)部溫度降低而出現(xiàn)冷凝小水珠的現(xiàn)象。因此避免小水珠形成是前照燈防霧的關(guān)鍵，防霧涂料具有良好的親水特性，水表面張力也由此增大，導(dǎo)致水珠無法在涂料表層形成，其多以水膜的形式存在與涂料表面，從而使前照大燈起霧的現(xiàn)象得到根本性解決。此外還可選擇將防霧涂料噴涂在配光鏡表面，亦可緩解前照燈結(jié)霧問題。

三、結(jié)語

綜上，汽車前照燈起霧問題屬于多方面因素造成，但主要是受車燈內(nèi)部空氣流動(dòng)場、溫度場以及濃度場的影響與控制。我們可以通過技術(shù)的支持來調(diào)整濃度場、溫度場以及流動(dòng)場的分布，避免前照大燈內(nèi)部水汽凝結(jié)，或者在溫度差異下形成水霧附著于內(nèi)表面，以有效應(yīng)對車燈起霧的問題。

[1]張新，黃生豪，高潔等.AFS自適應(yīng)汽車前大燈模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].長沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014，(2)：67-73.

[2]劉俊峰，曾君.基于多Agent和VANET的自適應(yīng)汽車前燈控制系統(tǒng)研究[J].公路交通科技，2010，27(8)：143-148，154.

[3]余桂英，金驥.用于投射式LED汽車前照燈的新型配光鏡的設(shè)計(jì)[J].紅外與激光工程，2009，38(2)：282-286.

[4]孫小峰，昌進(jìn).汽車前霧燈明暗截止線偏移有限元模擬[J].中國照明電器，2014，(5)：13-15，24.

喬會亮，男，漢族，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位，河南省理工中等專業(yè)學(xué)校教師，講師，研究方向汽車運(yùn)用與維修專業(yè)教學(xué)。