在昼夜温差很大或者湿度很大的天气条件下,如果大灯出现雾气是一件让人非常恼火的事情,不仅影响了汽车大灯的透光率,照明效果又昏又暗,甚至可能很难看得清路面状况,也没有办法发出正确警示信号,对行车安全埋下了巨大的隐患。此外,大灯起雾还容易使大灯形成散光,不能正确地形成恰当的聚焦,对相对方向的车辆造成刺眼的光污染;更糟糕的是,它还容易对灯组的相关电气元件造成腐蚀等严重后果,破坏灯组的光学效果,长期以往会影响相关零部件的使用寿命。
车灯起雾的原因
1、汽车大灯结构设计原因:因汽车大灯腔内结构设计不同,温度场、流动场、材料的选用不同,起雾的概率也有所差别。灯泡附近的温度最高、远离灯泡的部位温度最低,大灯内部越规则,各部件之间的间隙越大,空气流通越好,就越不容易起雾。狭窄区域则恰好相反,气流无法流通,更容易在这些部位起雾。
2、大灯内部存在凝结核心:从物理的角度看,当尘埃等颗粒物进入大灯灯腔、配光镜或者灯罩内表面,都因为表面不光滑,从而为空气水分子找到凝结核心创造了条件。此外,大灯总成的密闭性变差,改装车辆的大灯时,遇到没有经验的小师傅,将大灯拆开又合上,湿润的水分子就很容易进入灯腔内。
3、外部环境变化:最常见的是,在车辆涉水或者暴雨过后下,发动机散热系统也是影响大灯是否会起雾的原因之一。因为在密闭的发动机舱内,水被高温的发动机舱蒸发成为大量水蒸气,容易通过通气管或通气孔渗透到汽车大灯灯组的内部。洗车时太过于暴力,拿高压水枪冲洗发动机舱,也是同样的道理,会加剧水分子进入灯腔的机会。
4、车灯密封性不好导致雾气:如果汽车大灯进水,从外表看并不是白茫茫的雾气,而是会在大灯灯罩上出现更大的水珠,在灯腔下部会看到明显的积水。这种情况主要是由于大灯总成的密封出现问题,或者直接是外壳出现破损、渗透以及破裂等情况。与大灯起雾容易自行消除不同,汽车大灯进水属于严重的维修问题,一般都很难修补,需要更换大灯总成才能彻底解决问题。
汽车行业对且车灯起雾问题提出的要求
从物理原理来说,热湿空气预冷,出现冷凝水凝结时常为难以避免的物理现象,但是从客户角度来说,起雾应该是一个尽量避免的现象。GB-10485中,我国的法规并未对车灯起雾方面提出详细的试验要求,但是各个汽车主机厂是都有各自的法规标准的,各家法规的总结如下:
1、淋雨试验条件下,不允许车灯起雾。(很多情况下,有些灯具是做不到这一点的)
2、车灯在某些实验条件下起雾,需要再室温无淋雨条件下点亮,一定时间内结雾完全消散消散
3、车灯在淋雨条件下起雾,点亮后规定时间内面罩上结雾面积,消散到5%面积以内。
车灯开发过程如何解决灯具起雾?
在于车灯结雾做长期斗争的过程中,有经验的工程师们总结出了一下几点策略:
- 加强灯具内外部空气对流,透气孔高低落差设计。
- 对于低温高湿度区域,防止低温区域的空气流动,或者加强该区域的空气流动来增强去雾能力。
- 防止易结雾区域温度过低。
- 调整机务区域的附近的装饰框边距,也可以将边角区域做一些花纹遮挡。
在车灯设计生产过程中,工程师们为了避免车灯产品出现结雾,在开发过程中有如下一些关注点:
1、设计过程
- 透气帽位置、布局上的设计分布。
- 装饰框与面罩的间隙。
- 面罩尖角位置背部的空间与换气设计。
- 易结雾区域加花纹等修改。
2、仿真分析
- 高湿度低温度区域的分布。
- 灯具内全局的气流的流向。
3、工艺过程
- 装配现场湿度。
- 灯罩内表面洁净状态。
车灯雾气仿真分析技术
1、基于稳态仿真的温湿度分析
温湿度的变化是湿气冷凝的必要条件,因此在车灯稳态分析中的温度场、湿度场、速度场等数据,可以为我们带来很多有用的信息,根据经验标准可以快速分析出结雾的风险区域。
2、基于瞬态仿真的液膜变化分析
新的液膜仿真技术可以模拟仿真气相水冷凝后,在物体表面产生的液相膜厚度变化。在这中模式中,我们可以模拟不同点灯时序逻辑,淋雨状态变化下的灯具冷凝液膜变化。因为需要计算随时间变化的瞬态过程,因此这类仿真相对稳态仿真需要耗费更多计算时间。但是相对结果更加直观,可以直接看到水气在车灯面罩上的结雾和除雾动态过程。