汽車燈具防霧技術探討

宋郝

摘 要：近年來經濟的發展，人們生活水平的提高，汽車工業隨著居民生活水平的提高而快速發展。在汽車的組成中，汽車的燈具是其重要的組成部分，汽車燈具在剎車、照明以及霧天使用中都發揮著重要的作用，尤其是在霧天的使用中，由于霧氣中含有較大的水分，其在預冷的情況下會在汽車燈具的表面形成一層厚重的水汽，對于汽車燈具的正常使用造成了嚴重的影響。本文就汽車燈具防霧技術展開探討。

關鍵詞：汽車燈具;結構優化;措施

1 起霧原理

1.1 燈具內的空氣中有充足的水蒸氣

燈具中的水蒸氣通過兩種方式形成，一是燈具周圍空氣中的水蒸氣進入其中，二是由于燈具中留存的部分的積水受熱后蒸發形成水蒸氣。若是在燈具中沒有積水出現，那些起霧的主要原因就是所處環境發生變化后，導致空氣中水蒸氣的凝結，從而引發起霧現象。一般會出現的情景是，燈具本身處于濕度較高的空間中，并且溫度也很高，使得燈具內的空氣濕度很大;一旦空氣溫度有所下降，使得燈具中的水蒸氣不能很快的流動并擴散到環境中，保持很高的濃度存在，如果燈具中一些部分的溫度下降到低于該地區水蒸氣凝結臨界溫度，就會造成起霧現象。通常是燈具內積水蒸發導致很多燈具的起霧現象。將燈具點亮后，燈泡周圍空氣溫度會快速上升，利用輻射和自然對流進行換熱，從而使得燈具中的積水受熱開始蒸發作用，這樣溫度相對高的部分濕度也會很大，水蒸氣在對流和擴散過程中，進入到車燈中的各個部分。因為燈具內部的溫度分布是非常不均勻的，這樣就會出現濕度高、溫度高的空氣向溫度低的區域內流動，其中的部分水蒸氣會出現凝結成霧的現象。燈具中積水的來源一般包括環境中水蒸氣在換氣中帶入凝結形成積水，還有就是空氣中的水分通過換氣、滲入等進入形成積水。

1.2 燈具內的溫度低于空氣中水蒸氣凝結臨界溫度的部分

燈具內有霧氣凝結點會造成大面積的燈具起霧。由于燈具內部空氣中凝結點相對較少，水蒸氣的凝結環境不充分。但是在燈具內部的各種零件的表面是不平整的，既可以吸附內外部的水蒸氣，而且還提供了水蒸氣凝結的核心環境，在原始較小液滴的逐漸增大后，水蒸氣就會在不平整的燈具內部零件表面形成液滴，長時間的擴散就會形成霧。根據以上三種燈具起霧的原因，綜合性分析推出燈具起霧的準則，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為液滴環境溫度。

2 造成汽車燈具起霧的環境因素的分析

造成汽車燈具內起霧的環境影響因素眾多，主要有以下幾個方面：（1）汽車燈具內的溫度場是造成汽車燈具起霧的重要影響因素之一，經過大量的試驗數據表明，在汽車燈具內起霧的部分大部位于汽車燈具內溫度較低的區域。通過對汽車燈具進行溫度測量后發現：在汽車燈具內的溫度分布遵循著“輻射換熱”和“自然對流的換熱”相結合的方式，當在汽車燈具內對燈泡所輻射出的射線進行阻擋或者是削弱，或者是在燈具的內部設計自然對流的死區等都會造成汽車燈具內的一部分區域的溫度出現降低，當較熱的水蒸氣遇上這些溫度較低的區域時就會產生起霧的現象。所以，在進行汽車燈具的設計時，應當減少甚至是避免使用汽車燈具裝飾框，從而避免出現溫度較低的區域，從而形成水霧現象。（2）造成汽車燈具內起霧的另一個重要影響因素是燈具內的對流場所造成的，當進行汽車燈具的設計時，需要做好對于汽車燈具的換氣設置，做好汽車燈具內部和外界空氣之間的對流交換，由于汽車燈具內所含有的空氣會直接作用于汽車燈具內部的溫度分布，從而將燈泡所發出的熱量傳遞到燈具內的各個地方，從而使得汽車燈具的整體溫度升高，并提供充足的蒸發空間，做好對于汽車燈具的換氣設計就是要使得汽車燈具內所蒸發的水汽能夠盡快的擴散到外部的環境中，從而降低了水汽凝結在燈具內所造成的起霧問題。（3）燈具內部的濕度場也是受溫度影響的，除此之外，汽車的燈具的工作形式是閃爍，這也會對燈具內部的濕度環境產生影響。在燈具的高濃度區域，會增加燈具濕度的范圍，引起多水環境下的燈具起霧。

3 汽車燈具防霧結構優化方法

3.1 加強整體結構優化

要做好汽車燈具的防霧措施，技術人員首先就要燈具的整體結構優化，比如通過對內部修飾框架進行優化，減少燈具內部的死角區域，減少燈具內部的遮擋效應，有效地避免燈具起霧現象的出現。

3.2 保持燈具內部溫度均勻

隨著汽車技術的發展，前大燈的造型也越來越復雜和多變，因此前大燈功能布置及光源選擇會受到很大限制，前大燈內部溫度均勻性也較難保證。

前大燈造型盡量避免出現較大的尖角，尖角部位燈光難以照射到，同時空氣流通也較差。下圖1是兩種尖角造型處理稍好，不易形成霧氣的前大燈。

圖1 尖角部位處理較好的前大燈

3.3 做好涂覆納米涂層使霧氣液化并排出液態水

由于燈具自身結構的問題，燈具內部的水蒸氣并不能全部從通氣孔中排出，當燈具加熱片停止加熱后，依然會有部分水蒸氣直流在燈具內部，所以為了加強燈具內部水蒸氣的排出，工作人員可以通過涂覆納米涂層來使得燈具內部的霧氣液化，進而排出燈具內部的液態水。工作人員可以在燈具內部表面上涂覆一層納米疏水層，當燈具內部的水蒸氣遇到疏水層的時候，就會均勻地鋪開，避免造成霧氣。當燈具內部濕度增強時，內部水蒸氣含量過多的時候，鋪在疏水層上的水蒸氣就會液化，然后形成水滴，最后水滴在重力的影響下會慢慢地往通氣孔方向流動，最后通過通氣孔來排出燈具外，有效地減少燈具內部的積水以及水蒸氣。

4 汽車燈具的防霧應用

在汽車燈具的防霧設計有以下六個內容：第一，控制保證燈具內部濕度，燈具零部件，以及燈具生產的環境濕度保持在常規狀態下。第二，在汽車的燈具結構設計上，應該消除燈具的輻射及對流的死角區域。第三，在燈具的內部表面增強防霧涂層的噴涂工藝，改變燈具中水蒸氣的凝結方式，將凝結方式轉變為膜狀凝結。第四，對燈具的透氣孔的個數進行妥善的調整，改變位置和大小，盡量促進水汽的及時對流。第五，根據設計原理對燈具的反射鏡進行形狀與燈泡位置的調整，改變其輻射場的分布。第六，對于汽車燈具的密封性的增強，可以有效的減少水分的進入。

5 結語

總的來說，燈具起霧現象是當前汽車燈具發展面臨的重要挑戰，為了加快汽車燈具的發展，加強對當前汽車燈具起霧的原因分析，結合當前的科學技術，做好汽車燈具防霧措施是當前汽車制造以及維修工作人員的重要工作內容之一，從而更好地保證汽車的安全性。

參考文獻

[1]毛普元.新型汽車燈具的防霧設計探討[J].汽車與駕駛維修（維修版），2018（03）：117-118+120.