汽車燈具的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

梁海生

摘 要：隨著生活水平的不斷提高，汽車走進(jìn)了家家戶戶，汽車的設(shè)計(jì)也很大程度上影響了客戶的選擇，對(duì)于汽車燈具而言，燈具如果因?yàn)閲?yán)密性不好而導(dǎo)致進(jìn)水的話，不僅會(huì)影響燈具的照明，還會(huì)影響其外觀，燈具進(jìn)水屬于質(zhì)量問(wèn)題，可以避免并且不允許發(fā)生。文章通過(guò)分析進(jìn)水原因，影響因素和其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施和后期驗(yàn)證流程。

關(guān)鍵詞：汽車燈具；密封結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）17-0018-02

在現(xiàn)代的車燈制造業(yè)中，車燈的設(shè)計(jì)制造工藝都日趨復(fù)雜，并且有大量的先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用其中，車燈的質(zhì)量雖然日趨完善，但是由于密閉性差導(dǎo)致的進(jìn)水問(wèn)題仍然是影響車燈質(zhì)量的主要原因。車燈會(huì)遭遇到各種可能的氣候，路況等環(huán)境，甚至有時(shí)包括人為地破壞。燈具溫度隨著環(huán)境的變化產(chǎn)生驟降導(dǎo)致燈具內(nèi)部壓力降低，這時(shí)污染物和水分會(huì)被吸入，從而引起車燈的故障，嚴(yán)重影響車燈的照明效果，影響車輛的安全行駛，還會(huì)影響汽車的外觀。目前，由于車燈密閉性不足而導(dǎo)致的很多車型的車燈產(chǎn)品報(bào)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(diào)光機(jī)制、后蓋、線束，各種防水塞構(gòu)成，通常情況下，燈具進(jìn)水的原因包括以下四個(gè)方面。

1.1 工藝設(shè)計(jì)原因

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

1.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因

①槽件設(shè)計(jì)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(jī)松動(dòng)等等。

②燈具插件與線束未能嚴(yán)格密封，出現(xiàn)匹配問(wèn)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(yù)留充足，避免在裝配過(guò)程中發(fā)生碰撞，導(dǎo)致燈殼、燈玻變形；特 別是像發(fā)蓋、尾門這種活動(dòng)件，要預(yù)留制造偏差和預(yù)變形量。

④燈具的透氣孔使用設(shè)計(jì)不當(dāng)，通氣孔的主要作用是保證通氣孔內(nèi)外的壓力差，如果不能合理的使用小孔就會(huì)成為進(jìn)水的一個(gè)通道，燈具排氣孔的設(shè)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(guò)濾網(wǎng)，可以阻擋一部分灰塵和水分進(jìn)入，但是由于過(guò)濾網(wǎng)的孔的直徑遠(yuǎn)大于水分子的直徑，不能完全阻止水的進(jìn)入，還容易被灰塵堵住，產(chǎn)生排氣不暢，并且如果整車涉水或者在洗車的時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生進(jìn)水；轎車上使用較多是通氣蓋，質(zhì)量不好會(huì)有透氣膜粘接不牢、透氣量較小等問(wèn)題。

2 設(shè)計(jì)方法的改善

2.1 配光鏡與燈殼之間的密封粘接設(shè)計(jì)

目前配光鏡與燈殼之間的粘結(jié)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(xiàn)在以前組合燈和后組合燈為例，現(xiàn)在前組合燈采用的粘結(jié)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(wú)法進(jìn)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(jié)的優(yōu)缺點(diǎn)，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(duì)于黏膠焊接的方式優(yōu)勢(shì)明顯，摩擦焊接的設(shè)備價(jià)格昂貴，產(chǎn)品如果沒(méi)有特殊要求，一般不采用。超聲波焊接技術(shù)在前后燈組合中都有應(yīng)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(duì)比情況，見表2。

2.2 燈具通氣結(jié)構(gòu)的合理布置

燈具熄滅的過(guò)程與環(huán)境內(nèi)外溫度差會(huì)對(duì)燈內(nèi)造成壓力差，降雨會(huì)導(dǎo)致配光鏡和燈殼的迅速冷卻，從而使得燈具內(nèi)部產(chǎn)生真空，此時(shí)如果不對(duì)燈具內(nèi)部進(jìn)行平衡，外部環(huán)境中的空氣和濕氣便會(huì)通過(guò)燈具之間的縫隙進(jìn)入燈具內(nèi)部如果燈具內(nèi)部的水汽不能及時(shí)排出，就會(huì)在隨著溫度的下降而形成水滴，隨著時(shí)間的積累水滴沉降到配光鏡的內(nèi)表面，最終形成霧氣，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)跓艟呦虏慨a(chǎn)生積水，燈具內(nèi)部的適度加大，燈內(nèi)部的零件被腐蝕，影響燈具的光效，因此合理的設(shè)計(jì)通氣孔結(jié)構(gòu)是預(yù)防燈具進(jìn)水的重要因素。

①通氣結(jié)構(gòu)的選擇：目前比較常用的通氣結(jié)構(gòu)包括排氣冒，排氣管膠塞、U型排氣管（結(jié)構(gòu)，如圖3所示。防水透氣膜等，U型排氣管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)燈具的不同結(jié)構(gòu)和成本的協(xié)調(diào)來(lái)選用通氣結(jié)構(gòu)。

②確定通氣結(jié)構(gòu)的布置和個(gè)數(shù)：前照燈采用兩個(gè)以上的透氣孔，霧燈多采用一個(gè)透氣孔，后組合燈每個(gè)發(fā)光單元都要有一個(gè)通氣孔。通氣孔多位于燈具的上半部，當(dāng)通氣孔的個(gè)數(shù)大于等于兩個(gè)是多位于同一平面上，通氣孔的位置會(huì)顯著影響燈具的通風(fēng)效果，通氣孔的設(shè)計(jì)原則是保證燈具內(nèi)外氣體自然對(duì)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(jié)構(gòu)：調(diào)光機(jī)構(gòu)是指燈具的使用者在燈具的外部調(diào)節(jié)燈具的內(nèi)部反射鏡角度，從而調(diào)節(jié)燈具遠(yuǎn)近光形，以達(dá)到國(guó)家的要求機(jī)構(gòu)。調(diào)光螺桿穿過(guò)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(jìn)入燈具內(nèi)部。

2.3 燈具端與線束端插件之間的密封設(shè)計(jì)

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(méi)有做好，水就會(huì)沿著線束滲入燈具內(nèi)部，要做好它們兩者之間的密閉性需要做到

①插件選擇時(shí)選擇帶有密封圈的接插件。

②若燈具內(nèi)部引出的連接機(jī)構(gòu)為后蓋帶插件結(jié)構(gòu)，則應(yīng)該將后蓋與插件進(jìn)行密封，一般插件后蓋注塑時(shí)會(huì)作為嵌件一起出品，如果連接機(jī)構(gòu)為導(dǎo)線帶復(fù)合插件結(jié)構(gòu)，那么導(dǎo)線與燈具之間要用密封塞進(jìn)行密封，采用過(guò)盈配合方式。

3 流程驗(yàn)證

每開發(fā)一個(gè)全新的車型大概需要兩年的時(shí)間，充分的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是必不可少的環(huán)節(jié)，只有經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證的產(chǎn)品才能在質(zhì)量上最大程度的得以保障，在車燈進(jìn)水方面更需要大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其中包括防水，防塵，點(diǎn)燈，焊接應(yīng)力等實(shí)驗(yàn)無(wú)論是實(shí)驗(yàn)之前還是實(shí)驗(yàn)之后都要進(jìn)行百分之百的檢查，零部件通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)，還需要搭載整車的路試，最后還要在自然環(huán)境中進(jìn)一步檢驗(yàn)車燈具的可靠性，一般的耐久性路試需要大約四萬(wàn)公里的路程，如果經(jīng)過(guò)以上幾輪實(shí)驗(yàn)燈具皆沒(méi)有出現(xiàn)進(jìn)水問(wèn)題，那么基本上可以保證燈具不存在進(jìn)水問(wèn)題。

4 結(jié) 語(yǔ)

影響燈具進(jìn)水的因素有很多，其中整燈的密閉性起到主導(dǎo)作用。將前期的合理設(shè)計(jì)分析以及后期的實(shí)驗(yàn)修正相結(jié)合，燈具的密閉性是可以得到充分的保證的。

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