汽車(chē)車(chē)燈霧氣的成因分析及解決方案

李曉夫

（東風(fēng)悅達(dá)起亞汽車(chē)有限公司 224000)

0 引言

汽車(chē)車(chē)燈霧氣現(xiàn)象, 是售后市場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題。車(chē)燈起霧不僅會(huì)影響汽車(chē)的整體美觀，還會(huì)導(dǎo)致燈光昏暗，影響照明質(zhì)量、車(chē)輛的行駛安全和年審。此外，車(chē)燈霧氣還會(huì)縮短車(chē)燈使用壽命，引發(fā)燈泡插接器腐蝕及漏電等諸多問(wèn)題。

1 車(chē)燈霧氣形成原因

車(chē)燈霧氣的形成過(guò)程是一種常見(jiàn)的物理現(xiàn)象：車(chē)燈內(nèi)部存在的空氣水分含量過(guò)高，在日照或使用燈光后，車(chē)燈內(nèi)部空氣的溫度升高，配光鏡表面的溫度比車(chē)燈內(nèi)部溫度低，空氣中的水蒸氣遇冷凝結(jié)在車(chē)燈配光鏡表面，就形成了車(chē)燈霧氣。車(chē)燈結(jié)霧的原因主要分為以下4個(gè)方面。

(1)外部環(huán)境影響。溫度差異或空氣濕度過(guò)高，導(dǎo)致空氣中的水蒸氣凝結(jié)在車(chē)燈內(nèi)。比如長(zhǎng)時(shí)間使用車(chē)燈后立即熄燈，第二天早上車(chē)燈內(nèi)可能會(huì)有霧氣。冬季或雨、雪、霧天氣更容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

(2)使用不當(dāng)導(dǎo)致車(chē)燈進(jìn)水。由于洗車(chē)或涉水等原因?qū)е萝?chē)燈內(nèi)部進(jìn)入積水，從而在車(chē)燈內(nèi)結(jié)霧。清洗汽車(chē)車(chē)燈及發(fā)動(dòng)機(jī)艙時(shí)，應(yīng)該使用毛巾擦拭或者用高壓空氣吹，要避免受潮，更不能用高壓水槍直接沖洗。

(3)車(chē)燈密封性不良導(dǎo)致霧氣。大燈密封不嚴(yán)不僅會(huì)結(jié)霧，還可能存在積水現(xiàn)象。如果汽車(chē)大燈內(nèi)總出現(xiàn)大量霧氣和積水，就需要確認(rèn)車(chē)燈的密封性，如燈具是否有開(kāi)裂、后罩蓋密封圈是否組裝到位。無(wú)法修復(fù)時(shí)，需要更換新燈具。

(4)車(chē)燈設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的影響。若車(chē)燈密封性良好，卻常常起霧并難以消失，那說(shuō)明車(chē)燈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷。車(chē)燈工作時(shí)燈泡散熱，車(chē)燈內(nèi)部會(huì)存在輻射換熱和自然對(duì)流，因此車(chē)燈內(nèi)部流場(chǎng)分布和溫度分布直接影響著車(chē)燈的結(jié)霧情況。在目前的車(chē)燈設(shè)計(jì)中，主要考慮車(chē)燈的光學(xué)性能和美觀效果，常常為了追求車(chē)燈造型的多樣化，而忽視對(duì)車(chē)燈的熱力學(xué)分析。

車(chē)燈內(nèi)部存在的空氣流動(dòng)死區(qū)和燈罩的低溫區(qū)，是導(dǎo)致車(chē)燈內(nèi)部結(jié)霧的重要原因。有時(shí)候?yàn)榱搜b飾作用，車(chē)燈內(nèi)會(huì)有造型狹窄區(qū)域。該狹窄區(qū)域構(gòu)成了車(chē)燈內(nèi)部空氣流動(dòng)死區(qū)，而且沒(méi)有燈光對(duì)該區(qū)域燈罩進(jìn)行加熱作用。所以在實(shí)際使用中，狹窄區(qū)域很容易結(jié)霧。

此外，車(chē)燈內(nèi)部是一個(gè)有熱源、充滿空氣、溫度能升高的空腔，因此車(chē)燈后罩殼上往往要開(kāi)數(shù)個(gè)通氣孔并裝上通氣組件。通氣組件的作用就是將熱膨脹的空氣排出，維持大燈的正常工作溫度，確保大燈的使用穩(wěn)定性。通氣組件的數(shù)量和布局對(duì)于車(chē)燈的透氣性和結(jié)霧情況也有重大影響。

2 解決方法概述

當(dāng)車(chē)主遇到車(chē)燈內(nèi)有霧氣的情況時(shí)，首先要分析霧氣出現(xiàn)的原因，然后針對(duì)不同原因采取相應(yīng)的解決方法。

2.1 溫差和空氣濕度高導(dǎo)致結(jié)霧的解決方法

溫差和空氣濕度高導(dǎo)致結(jié)霧，通常車(chē)主只要打開(kāi)車(chē)燈，提高大燈內(nèi)部溫度，加快內(nèi)部水滴的汽化，大約10～20 min后，車(chē)燈里的水汽就會(huì)慢慢從通氣管蒸發(fā)掉。車(chē)燈點(diǎn)亮或發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)30 min后，濕氣自動(dòng)消失就說(shuō)明車(chē)燈沒(méi)有問(wèn)題，車(chē)主不必?fù)?dān)心。此種情況下霧氣形成原因和解決方法如圖1所示。

圖1 車(chē)燈霧氣的形成與解決

2.2 洗車(chē)或涉水導(dǎo)致結(jié)霧的解決方法

洗車(chē)或涉水造成的結(jié)霧，可以及時(shí)打開(kāi)車(chē)燈的防塵罩，并開(kāi)啟車(chē)燈，將霧氣蒸發(fā)掉。如果1 h后霧氣還不能徹底消失，或車(chē)燈內(nèi)頻繁起霧，就需要到4S店進(jìn)行檢查，確認(rèn)車(chē)燈是否破損、密封機(jī)構(gòu)是否松動(dòng)等。

2.3 嚴(yán)重積水時(shí)的解決方法

如果車(chē)燈內(nèi)大量積水，需要將車(chē)燈拆下，打開(kāi)燈罩，晾干后檢查車(chē)燈表面有無(wú)破損，車(chē)燈后蓋密封條和通氣管是否可以正常工作。切記不可使用較高熱源烘干車(chē)燈，因?yàn)檐?chē)燈的配光鏡和后罩通常是塑料件，兩者通過(guò)熱熔膠或者熔焊黏合的。烘干溫度過(guò)高不僅可能導(dǎo)致產(chǎn)品變形，有可能還會(huì)導(dǎo)致配光鏡和后罩分離、密封性變差的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 車(chē)燈設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)問(wèn)題的解決方法

現(xiàn)在主機(jī)廠已經(jīng)越來(lái)越重視車(chē)燈設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)于起霧的影響，強(qiáng)化了車(chē)燈的熱力場(chǎng)分析和通氣組件的設(shè)計(jì)等。一般來(lái)說(shuō)，車(chē)燈內(nèi)的霧氣在正常使用車(chē)燈或陽(yáng)光的照射下，會(huì)很快蒸發(fā)消失。如果車(chē)燈頻繁出現(xiàn)起霧或大量進(jìn)水現(xiàn)象，就應(yīng)當(dāng)及時(shí)到4S店檢查并修理。所以提醒車(chē)主，盡量養(yǎng)成定期檢查車(chē)燈狀況的習(xí)慣，尤其是雨、雪、霧天氣或涉水后。

3 汽車(chē)主機(jī)廠對(duì)車(chē)燈霧氣的管控

3.1 車(chē)燈霧氣的品質(zhì)管控

3.1.1 新產(chǎn)品濕氣驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

在國(guó)內(nèi)，車(chē)燈的使用環(huán)境相對(duì)惡劣，比如廣州夏季平均溫度38℃，降水量400 mm以上。所以在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，需模擬實(shí)車(chē)使用環(huán)境，通過(guò)環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱確認(rèn)車(chē)燈單品在各種工況下的結(jié)霧情況。并通過(guò)模擬惡劣條件，如高溫高濕，進(jìn)行整車(chē)濕氣實(shí)驗(yàn)，通過(guò)點(diǎn)燈灑水多個(gè)循環(huán)實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)車(chē)燈結(jié)霧情況。通過(guò)車(chē)燈霧氣面積占比的管控，來(lái)確認(rèn)其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性。

3.1.2 加強(qiáng)車(chē)燈零部件質(zhì)量控制

生產(chǎn)工程監(jiān)控，保證車(chē)燈零部件密封性完好。對(duì)于車(chē)燈密封性的檢查主要通過(guò)氣密性檢測(cè)、水密性檢測(cè)以及單品濕氣檢測(cè)實(shí)現(xiàn)。前大燈關(guān)聯(lián)濕氣實(shí)驗(yàn)場(chǎng)面如圖2所示。

圖2 前大燈關(guān)聯(lián)濕氣實(shí)驗(yàn)場(chǎng)面

3.1.3 整車(chē)淋雨線檢測(cè)

主機(jī)廠淋雨線主要是創(chuàng)造一個(gè)濕度大且類(lèi)似于下雨天的環(huán)境,來(lái)驗(yàn)證車(chē)燈實(shí)際使用時(shí)是否有霧氣問(wèn)題（圖3）。所有生產(chǎn)車(chē)輛都需要通過(guò)淋雨線來(lái)檢測(cè)是否存在汽車(chē)車(chē)燈起霧、進(jìn)水或其他積水問(wèn)題。

圖3 汽車(chē)淋雨線

3.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要分析車(chē)燈內(nèi)部空氣流動(dòng)、溫度場(chǎng)和濕度場(chǎng)的分布，找出結(jié)霧的原因，通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化，控制車(chē)燈內(nèi)霧氣的形成。

(1)在車(chē)燈零部件飾圈和反光鏡等原材料設(shè)定時(shí)，不能選擇吸濕性或者含水率高的材料，比如避免使用PA系列材料。車(chē)燈配件常用材料為PC、PMMA、ABS及PP等。

(2)通過(guò)車(chē)燈內(nèi)部的熱分析，優(yōu)化車(chē)燈內(nèi)部腔體結(jié)構(gòu)，確?？諝饬鲃?dòng)性構(gòu)造最優(yōu)化，避免流動(dòng)死區(qū)。在部分車(chē)燈設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，如果存在狹窄區(qū)域，由于狹窄區(qū)域內(nèi)通?？諝饬魍ㄐ圆涣?，燈光對(duì)該部位的加熱效果不明顯，容易發(fā)生霧氣。在進(jìn)行車(chē)燈內(nèi)部腔體設(shè)計(jì)時(shí)，要保證腔體內(nèi)零部件之間的空間，避免空氣氣流受阻，形成空氣流動(dòng)死區(qū)[1]。

(3)為了保證燈內(nèi)空氣流動(dòng)和散熱，車(chē)燈后罩上都有通氣孔。氣孔的位置、形狀和數(shù)量影響了車(chē)燈內(nèi)部的流場(chǎng)分布和溫度、濕度分布, 進(jìn)而影響了車(chē)燈的結(jié)霧情況。比如在靜態(tài)環(huán)境中，上部通氣孔的散霧效果優(yōu)于下部通氣孔，因?yàn)辄c(diǎn)燈后空氣向上流動(dòng)。而同時(shí)開(kāi)啟上下通氣孔時(shí)，在熱量的作用下，可以形成空氣對(duì)流，濕氣降低效果更加顯著[2]。所以選擇恰當(dāng)?shù)耐饨M件并合理排布其位置，可以加速車(chē)燈內(nèi)外部的氣體交換，有效降低燈內(nèi)的濕度。

常見(jiàn)通氣組件有通氣管、通氣蓋和通氣孔。通氣管是雙向的，通氣量更大；通氣蓋是一種單向通氣構(gòu)造；有部分車(chē)燈，直接在通氣孔上粘貼通氣墊。為了防止水汽和灰塵進(jìn)入車(chē)燈內(nèi)部，通氣組件應(yīng)當(dāng)為水汽過(guò)濾等非開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)，通常在通氣組件里增加海綿、通氣膜和通氣墊，實(shí)現(xiàn)車(chē)燈內(nèi)部氣體對(duì)流和水分子的單向滲透。

(4)燈內(nèi)安裝除濕劑。除濕劑能有效降低燈內(nèi)的濕度，降低霧氣產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。但是除濕劑的濕氣飽和后，會(huì)釋放自身吸收的水分，所以一般要求除濕劑安裝在易拆解的位置方便定期檢查，進(jìn)行干燥。

(5)配光鏡增加防霧涂層。將透明的防霧涂層噴在配光鏡的內(nèi)表面上，可以防止水珠凝結(jié)在配光鏡內(nèi)壁上。車(chē)燈結(jié)霧是車(chē)燈內(nèi)部產(chǎn)生數(shù)十或數(shù)百個(gè)微米單位的細(xì)微水珠，在燈光散亂的照射下就形成了霧氣現(xiàn)象。防霧涂層的工作原理是：在配光鏡內(nèi)壁噴上親水性涂層，從而形成水膜而不是一個(gè)個(gè)細(xì)微水珠，避免了霧氣現(xiàn)象。

4 結(jié)束語(yǔ)

汽車(chē)車(chē)燈霧氣是汽車(chē)上較常見(jiàn)并且難以解決的問(wèn)題。本文針對(duì)不同車(chē)燈霧氣形成的原因，提出了對(duì)應(yīng)的除霧方案。同時(shí)，從汽車(chē)廠對(duì)車(chē)燈霧氣的品質(zhì)管控和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化兩方面，總結(jié)了汽車(chē)廠對(duì)車(chē)燈霧氣的管控方案。