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摘要：汽车前照大灯设置在车头两侧部位，其在夜间行车中应用较多。在车灯系统中，前照大灯是极为重要的构成部分，其照明效果对夜间行车交通安全具有重要意义。空气中的水蒸气遇冷会在车灯面罩表面形成膜状和珠状凝聚，从而严重影响汽车车灯的照明和外观。
关键词：汽车前照大灯；起雾；改进措施
前言：随着现代汽车设计以及制造工艺的不断进步，前照大灯质量也不断提高，人们对汽车的安全性能和外形美观的也提出了更高的要求。汽车车灯作为汽车的眼睛，既起到了美观作用，同时也确保了汽车夜间行驶的安全性。汽车灯具主要是车辆在夜间或能见度较差的环境中行驶时用来照明道路、增强视野，为驾驶者提供前方路段内足够的景象信息，以便驾驶者对车辆做出相应的操作。
一、系统原理
汽车前照灯亮度感应调节及远近光灯自动切换系统可在车灯开启的情况下根据外界光线影响自动切换远近光，在车辆行驶过程中，驾驶者不再需要人为干预车辆灯光，自动切换远近光也不会对会车车辆驾驶员的视野造成影响，并且在远近光确定的情况下根据外界光线影响自动调节灯光亮度。
根据道路环境状况和车辆行驶状态的变化而自动进行灯光调整的前照灯智能控制系统，能够改善夜间和恶劣条件下的照明效果，提高行车的安全性，降低交通事故的发生率。汽车前照灯系统通过综合利用各种传感器技术，采集路面上的各种信息，以便感知驾驶员操作。根据车辆行驶状态、速度变化以及天气环境等因素，自动控制前照灯进行实时动态的光照调节，实现前照灯自适应照明，从而提供最佳道路照明效果，保障行车安全。汽车前照灯自适应照明系统是利用传感器，根据道路的状况、时段以及天气变化等因素，对车辆行驶中的任何变化，自动做出反应，进行自动调节，并采取有效措施，确保行车安全，控制系统从车内的电子系统和传感器获得信息，由传感器来辨识各种照明状况。根据传感器传过来的信息可以对各种驾驶情况进行反馈从而实现多种照明分布。
二、汽车前照大灯起雾的原因分析
2.1 结构因素
（1）狭窄区域所造成的起雾。通常情况下，设计人员为了追求车灯的美观性而导致车灯内部存在一定狭窄区域，灯光照射不到，而且气流也无法流通。此类狭窄区域在车灯点亮后，其灯罩内表面部分不会受到灯光加热效应的影响，温度上升速度相对较慢，车灯内部由此出现温度差，一旦高温气流通过则会降温凝结；同时气体在该部位流动性相对较差，液滴在凝结后大量积聚而结雾。（2）透气孔造成的起雾现象。设计汽车车灯时应该对透气性要求予以充分考虑，确保在空气对流效应下促使灯内气体穿过车灯内腔高温高湿环境，与外部空气相互流通，车灯内腔能够与外部环境之间形成有效循环，改善灯内结雾现象。所以车灯上一般设置有气孔，然而在洗车或者阴雨天气里水汽则会通过车灯气孔侵入车灯内部，导致车灯结雾。研究发现，车灯气孔大小、设计位置以及形状均会对内部流场分布产生相应的影响，车灯内部环境温湿度分布也存在差异性，由此难以避免地导致车灯结雾问题。
2.2 密封性能
倘若半封闭灯具在设计密封圈以及后盖结构时不够合理，则会对灯具密封性造成不良影响。在使用过程中，驾驶员往往会按照路况不同来合理调整前照大灯亮度，所以车灯装置还附设了调光电机或者调节螺杆等部件，倘若此类部件与灯壳之间彼此不够协调，则会影响密封性而导致前照灯进水。此外穿线防水以及密封塞等灯具插件通常都以橡胶件为主，质量相对较差且容易老化，导致车灯密封性不足，或出现漏水现象，进而导致车灯结雾。
2.3 环境因素
在导致前照大灯积水以及起雾的诸多因素中，环境湿度以及频繁开关二者的协同影响是两个不容忽视的因素。在湿度较大的环境下，关闭车灯后内部气体温度降低，同时气压也随之降低，导致水汽随外部气体涌入内部；车灯再次开启后则会产生热能加热内部水汽，在车灯内部高低温区域间流动，进而结雾或者凝聚成水滴。
三汽车前照大灯起雾的改进策略
起雾改善的一些基本措施 改善起雾主要就是防止水蒸气在配光镜上凝结，具体从一下几个方面着手：
（1）促进和外部空气的对流，抑制灯具内绝对湿度的上升 促进和外部空气的对流一方面腔体设计时尽量不要设计流动死角，另外合理选择透气孔的数量、布置位置及结构。改善灯内空气对流的因素有： 通气孔位置布置原则：通气孔一般在光源二侧的对角设置2个以上；吸气孔应设置在雾气易发部位；排气孔和吸气孔的高低落差尽可能大；排气孔和吸气孔尽可能设置在灯具空气温差大的位置。
（2）前照灯密封性的改进策略
灯具结合方式的不同往往会对其密封性能产生根本性影响。笔者建议可通过优化配光镜与车灯灯壳来提高车灯密封性。若灯具属于胶合方式，则首先应确保灯具胶槽以及断面尺寸设计的合理性，以提高胶合间隙密封程度；同时还应结合断面尺寸来合理选择胶粘剂。此外车灯的导线与灯壳、灯壳与调光杆等区域均应采取相应的优化措施，建议设计师应在控制生产成本的基础上尽量选择具有耐腐蚀性能的密封圈以及橡胶塞。
（3）结构改进
首先应改进车灯透气孔，合理设定透气孔孔径以及设计位置。通常情况下应选择雾气易发部位设置吸气孔；选择在光源二侧对角布设通气孔（>2个）；在设置吸气孔以及排气孔时应尽量保持二者之间有足够大的高低落差；应选择温差相对较大的部位设计排气孔以及吸气孔。其次应改进车灯结构死角，应针对每款车型展开流体分析，为改进前照灯结构工作创造必要前提。应充分利用车灯设计建模以及专业流体分析软件如ANSYS等实施热流分析以及流场分析，分析前照灯温度以及气体流动死角，然后给予优化处理，将狭长且导致蒸汽难以流动的区域予以消除，或适度扩充。
（4）结构改进
首先应改进车灯透气孔，合理设定透气孔孔径以及设计位置。通常情况下应选择雾气易发部位设置吸气孔；选择在光源二侧对角布设通气孔（>2个）；在设置吸气孔以及排气孔时应尽量保持二者之间有足够大的高低落差；应选择温差相对较大的部位设计排气孔以及吸气孔。其次应改进车灯结构死角，应针对每款车型展开流体分析，为改进前照灯结构工作创造必要前提。应充分利用车灯设计建模以及专业流体分析软件如ANSYS等实施热流分析以及流场分析，分析前照灯温度以及气体流动死角，然后给予优化处理，将狭长且导致蒸汽难以流动的区域予以消除，或适度扩充。
死、起雾试验
车灯起雾试验一般通过两种方法来验证，一种是将灯具在50℃环境下有效放置20分钟，然后将灯罩浸于0°C水中，5分钟后取出，试验后，试验方法进行试验，前组合灯/前雾灯/组合后灯经起雾试验后，经点灯10分钟后，不能看到配光镜有效发光面（远，近光发光范围/前雾灯/组合后所
有灯信号灯发光范围）的雾气，在光照不到的地方允许有水雾（严重情况下出现水滴直径必须小于2mm）；另一种是灯具以装车状态固定淋雨，考虑到整车底部淋雨状况，试验支架底部可以适当镂空或将灯具直接放在淋雨试验台上。先用13.5V电压点灯5分钟（所有功能点亮），再淋雨10分钟，水压4Kgf/cm2,喷水方向：上，下，左，右，后。试验后，观察试件内部是否进水，并且拔下通气盖，仔细地检查通气口部位有无积水，通气盖（管）内的海绵体是否干燥，试验后内部无积水，目测无雾气。
结束语：
汽车前照灯起雾问题属于多方面因素造成，但主要是受车灯内部空气流动场、温度场以及浓度场的影响与控制。我们可以通过技术的支持来调整浓度场、温度场以及流动场的分布，避免前照大灯内部水汽凝结，或者在温度差异下形成水雾附着于内表面，以有效应对车灯起雾的问题。
参考文献：
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[3]余桂英，金骥.用于投射式LED汽车前照灯的新型配光镜的设计.红外与激光工程，2015.6
[4]孙小峰，昌进.汽车前雾灯明暗截止线偏移有限元模拟.中国照明电器，2016.10
论文作者:卫景盛
论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/19
标签：车灯论文; 汽车论文; 气孔论文; 大灯论文; 灯具论文; 部位论文; 结构论文; 《防护工程》2017年第31期论文;