汽車(chē)燈具防霧技術(shù)探討

宋郝

摘 要：近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，汽車(chē)工業(yè)隨著居民生活水平的提高而快速發(fā)展。在汽車(chē)的組成中，汽車(chē)的燈具是其重要的組成部分，汽車(chē)燈具在剎車(chē)、照明以及霧天使用中都發(fā)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(yù)冷的情況下會(huì)在汽車(chē)燈具的表面形成一層厚重的水汽，對(duì)于汽車(chē)燈具的正常使用造成了嚴(yán)重的影響。本文就汽車(chē)燈具防霧技術(shù)展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)燈具;結(jié)構(gòu)優(yōu)化;措施

1 起霧原理

1.1 燈具內(nèi)的空氣中有充足的水蒸氣

燈具中的水蒸氣通過(guò)兩種方式形成，一是燈具周?chē)諝庵械乃魵膺M(jìn)入其中，二是由于燈具中留存的部分的積水受熱后蒸發(fā)形成水蒸氣。若是在燈具中沒(méi)有積水出現(xiàn)，那些起霧的主要原因就是所處環(huán)境發(fā)生變化后，導(dǎo)致空氣中水蒸氣的凝結(jié)，從而引發(fā)起霧現(xiàn)象。一般會(huì)出現(xiàn)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(nèi)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(dòng)并擴(kuò)散到環(huán)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(qū)水蒸氣凝結(jié)臨界溫度，就會(huì)造成起霧現(xiàn)象。通常是燈具內(nèi)積水蒸發(fā)導(dǎo)致很多燈具的起霧現(xiàn)象。將燈具點(diǎn)亮后，燈泡周?chē)諝鉁囟葧?huì)快速上升，利用輻射和自然對(duì)流進(jìn)行換熱，從而使得燈具中的積水受熱開(kāi)始蒸發(fā)作用，這樣溫度相對(duì)高的部分濕度也會(huì)很大，水蒸氣在對(duì)流和擴(kuò)散過(guò)程中，進(jìn)入到車(chē)燈中的各個(gè)部分。因?yàn)闊艟邇?nèi)部的溫度分布是非常不均勻的，這樣就會(huì)出現(xiàn)濕度高、溫度高的空氣向溫度低的區(qū)域內(nèi)流動(dòng)，其中的部分水蒸氣會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)成霧的現(xiàn)象。燈具中積水的來(lái)源一般包括環(huán)境中水蒸氣在換氣中帶入凝結(jié)形成積水，還有就是空氣中的水分通過(guò)換氣、滲入等進(jìn)入形成積水。

1.2 燈具內(nèi)的溫度低于空氣中水蒸氣凝結(jié)臨界溫度的部分

燈具內(nèi)有霧氣凝結(jié)點(diǎn)會(huì)造成大面積的燈具起霧。由于燈具內(nèi)部空氣中凝結(jié)點(diǎn)相對(duì)較少，水蒸氣的凝結(jié)環(huán)境不充分。但是在燈具內(nèi)部的各種零件的表面是不平整的，既可以吸附內(nèi)外部的水蒸氣，而且還提供了水蒸氣凝結(jié)的核心環(huán)境，在原始較小液滴的逐漸增大后，水蒸氣就會(huì)在不平整的燈具內(nèi)部零件表面形成液滴，長(zhǎng)時(shí)間的擴(kuò)散就會(huì)形成霧。根據(jù)以上三種燈具起霧的原因，綜合性分析推出燈具起霧的準(zhǔn)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(huán)境溫度。

2 造成汽車(chē)燈具起霧的環(huán)境因素的分析

造成汽車(chē)燈具內(nèi)起霧的環(huán)境影響因素眾多，主要有以下幾個(gè)方面：（1）汽車(chē)燈具內(nèi)的溫度場(chǎng)是造成汽車(chē)燈具起霧的重要影響因素之一，經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在汽車(chē)燈具內(nèi)起霧的部分大部位于汽車(chē)燈具內(nèi)溫度較低的區(qū)域。通過(guò)對(duì)汽車(chē)燈具進(jìn)行溫度測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：在汽車(chē)燈具內(nèi)的溫度分布遵循著“輻射換熱”和“自然對(duì)流的換熱”相結(jié)合的方式，當(dāng)在汽車(chē)燈具內(nèi)對(duì)燈泡所輻射出的射線進(jìn)行阻擋或者是削弱，或者是在燈具的內(nèi)部設(shè)計(jì)自然對(duì)流的死區(qū)等都會(huì)造成汽車(chē)燈具內(nèi)的一部分區(qū)域的溫度出現(xiàn)降低，當(dāng)較熱的水蒸氣遇上這些溫度較低的區(qū)域時(shí)就會(huì)產(chǎn)生起霧的現(xiàn)象。所以，在進(jìn)行汽車(chē)燈具的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)減少甚至是避免使用汽車(chē)燈具裝飾框，從而避免出現(xiàn)溫度較低的區(qū)域，從而形成水霧現(xiàn)象。（2）造成汽車(chē)燈具內(nèi)起霧的另一個(gè)重要影響因素是燈具內(nèi)的對(duì)流場(chǎng)所造成的，當(dāng)進(jìn)行汽車(chē)燈具的設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好對(duì)于汽車(chē)燈具的換氣設(shè)置，做好汽車(chē)燈具內(nèi)部和外界空氣之間的對(duì)流交換，由于汽車(chē)燈具內(nèi)所含有的空氣會(huì)直接作用于汽車(chē)燈具內(nèi)部的溫度分布，從而將燈泡所發(fā)出的熱量傳遞到燈具內(nèi)的各個(gè)地方，從而使得汽車(chē)燈具的整體溫度升高，并提供充足的蒸發(fā)空間，做好對(duì)于汽車(chē)燈具的換氣設(shè)計(jì)就是要使得汽車(chē)燈具內(nèi)所蒸發(fā)的水汽能夠盡快的擴(kuò)散到外部的環(huán)境中，從而降低了水汽凝結(jié)在燈具內(nèi)所造成的起霧問(wèn)題。（3）燈具內(nèi)部的濕度場(chǎng)也是受溫度影響的，除此之外，汽車(chē)的燈具的工作形式是閃爍，這也會(huì)對(duì)燈具內(nèi)部的濕度環(huán)境產(chǎn)生影響。在燈具的高濃度區(qū)域，會(huì)增加燈具濕度的范圍，引起多水環(huán)境下的燈具起霧。

3 汽車(chē)燈具防霧結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法

3.1 加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化

要做好汽車(chē)燈具的防霧措施，技術(shù)人員首先就要燈具的整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化，比如通過(guò)對(duì)內(nèi)部修飾框架進(jìn)行優(yōu)化，減少燈具內(nèi)部的死角區(qū)域，減少燈具內(nèi)部的遮擋效應(yīng)，有效地避免燈具起霧現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.2 保持燈具內(nèi)部溫度均勻

隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，前大燈的造型也越來(lái)越復(fù)雜和多變，因此前大燈功能布置及光源選擇會(huì)受到很大限制，前大燈內(nèi)部溫度均勻性也較難保證。

前大燈造型盡量避免出現(xiàn)較大的尖角，尖角部位燈光難以照射到，同時(shí)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(tài)水

由于燈具自身結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，燈具內(nèi)部的水蒸氣并不能全部從通氣孔中排出，當(dāng)燈具加熱片停止加熱后，依然會(huì)有部分水蒸氣直流在燈具內(nèi)部，所以為了加強(qiáng)燈具內(nèi)部水蒸氣的排出，工作人員可以通過(guò)涂覆納米涂層來(lái)使得燈具內(nèi)部的霧氣液化，進(jìn)而排出燈具內(nèi)部的液態(tài)水。工作人員可以在燈具內(nèi)部表面上涂覆一層納米疏水層，當(dāng)燈具內(nèi)部的水蒸氣遇到疏水層的時(shí)候，就會(huì)均勻地鋪開(kāi)，避免造成霧氣。當(dāng)燈具內(nèi)部濕度增強(qiáng)時(shí)，內(nèi)部水蒸氣含量過(guò)多的時(shí)候，鋪在疏水層上的水蒸氣就會(huì)液化，然后形成水滴，最后水滴在重力的影響下會(huì)慢慢地往通氣孔方向流動(dòng)，最后通過(guò)通氣孔來(lái)排出燈具外，有效地減少燈具內(nèi)部的積水以及水蒸氣。

4 汽車(chē)燈具的防霧應(yīng)用

在汽車(chē)燈具的防霧設(shè)計(jì)有以下六個(gè)內(nèi)容：第一，控制保證燈具內(nèi)部濕度，燈具零部件，以及燈具生產(chǎn)的環(huán)境濕度保持在常規(guī)狀態(tài)下。第二，在汽車(chē)的燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，應(yīng)該消除燈具的輻射及對(duì)流的死角區(qū)域。第三，在燈具的內(nèi)部表面增強(qiáng)防霧涂層的噴涂工藝，改變燈具中水蒸氣的凝結(jié)方式，將凝結(jié)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槟钅Y(jié)。第四，對(duì)燈具的透氣孔的個(gè)數(shù)進(jìn)行妥善的調(diào)整，改變位置和大小，盡量促進(jìn)水汽的及時(shí)對(duì)流。第五，根據(jù)設(shè)計(jì)原理對(duì)燈具的反射鏡進(jìn)行形狀與燈泡位置的調(diào)整，改變其輻射場(chǎng)的分布。第六，對(duì)于汽車(chē)燈具的密封性的增強(qiáng)，可以有效的減少水分的進(jìn)入。

5 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，燈具起霧現(xiàn)象是當(dāng)前汽車(chē)燈具發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)，為了加快汽車(chē)燈具的發(fā)展，加強(qiáng)對(duì)當(dāng)前汽車(chē)燈具起霧的原因分析，結(jié)合當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)，做好汽車(chē)燈具防霧措施是當(dāng)前汽車(chē)制造以及維修工作人員的重要工作內(nèi)容之一，從而更好地保證汽車(chē)的安全性。

參考文獻(xiàn)

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