胡帥 何凱欣 董松梅 謝偉平 程喻達(dá)文
摘 要:迎賓燈具備廣闊的市場(chǎng)前景,但是新技術(shù)的應(yīng)用需要經(jīng)過市場(chǎng)的檢驗(yàn),故需要與其適應(yīng)使用的開發(fā)驗(yàn)證技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及方法。本文結(jié)合實(shí)例介紹了迎賓燈的開發(fā)驗(yàn)證方法的形成過程,依據(jù)零件屬性及市場(chǎng)不良的對(duì)策改善等方面,最終形成迎賓燈的開發(fā)驗(yàn)證方法。
關(guān)鍵詞:迎賓燈;開發(fā)驗(yàn)證;明膠脫落;冷凝結(jié)霧;氙燈老化
1 引言
1.1 開發(fā)背景
外后視鏡作為用來觀察直接視野無法觀察到的車輛鄰近交通區(qū)域的現(xiàn)狀,擴(kuò)大駕駛員的視野,以保證安全駕駛的裝置。近十幾年的發(fā)展,外后視鏡搭載部分高科技功能,例如:盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能、360°全景影像功能、迎賓燈/照地?zé)艄δ?。照地?zé)襞c迎賓燈的區(qū)別在于:迎賓燈帶LOGO(見下圖(1)示意圖);照地?zé)舨粠OGO,其效果見下圖(1)。
外后視鏡迎賓燈的作用是增加車輛高科技感,提升產(chǎn)品商品性,一般在車輛高、頂配配置派生中體現(xiàn)使用。但是迎賓燈作為非法規(guī)燈具零件,沒有專用的標(biāo)準(zhǔn)及開發(fā)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)適用,故結(jié)合迎賓燈開發(fā)驗(yàn)證問題、市場(chǎng)問題的改善,制定一種車用迎賓燈開發(fā)驗(yàn)證方法及標(biāo)準(zhǔn),并不斷完善。
1.2 照地?zé)?迎賓燈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
迎賓燈/照地?zé)羰且环N車載燈具,其結(jié)構(gòu)是典型的車用燈具結(jié)構(gòu),但是其安裝位置是外后視鏡上,故其防水等級(jí)、密封等級(jí)有特殊要求。照地?zé)粢话阌蔁魵?、燈罩、燈源、PC板、凸鏡組等結(jié)構(gòu)構(gòu)成,典型結(jié)構(gòu)見圖(2)。
迎賓燈因?yàn)橐渡銵OGO于地面,故其凸鏡組相對(duì)照地?zé)糨^復(fù)雜,第一步:將燈源光線聚焦于LOGO焦點(diǎn)處;第二步:將穿過LOGO菲林匯聚的光線發(fā)散出去,達(dá)到放大LOGO的效果。迎賓燈的結(jié)構(gòu)見圖(2)。迎賓燈的LOGO菲林工藝技術(shù)亦屬于一種專用開發(fā)工藝,前期比較廣泛使用的是PET基材的膠片菲林,利用膠片照相機(jī)的成像拍照原理,曝光將LOGO圖案刻印到膠片菲林上。初期外后視鏡迎賓燈的使用出現(xiàn)在北美福特及野馬車型上,2014年起開始引入國內(nèi)市場(chǎng)使用,廣汽乘用車是國內(nèi)較早使用外后視鏡迎賓燈的主機(jī)廠之一,最早使用外后視鏡迎賓燈是某車型,應(yīng)用后得到廣大客戶的青睞,極大的提升用戶的使用感受。
2 廣汽乘用車迎賓燈開發(fā)實(shí)例
2.1 某車型外后視鏡迎賓燈開發(fā)實(shí)例介紹
2013年起,鑒于麥格納外后視鏡供應(yīng)商的推薦及市場(chǎng)反響評(píng)估,廣汽乘用車決定在某車型上首次使用迎賓燈技術(shù)。因?yàn)槭切录夹g(shù)的使用,基于麥格納的迎賓燈在北美市場(chǎng)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)(2013.4月北美福特第一款帶迎賓燈車型量產(chǎn)),故其迎賓燈的相關(guān)技術(shù)要求及開發(fā)驗(yàn)證均由麥格納主導(dǎo)進(jìn)行,廣汽進(jìn)行協(xié)助及學(xué)習(xí),廣汽乘用車只進(jìn)行外后視鏡總成的開發(fā)驗(yàn)證,對(duì)迎賓燈單體的密封性、耐久性等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)證并未做出規(guī)定。廣汽外后視鏡總成開發(fā)驗(yàn)證依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)QJ/GAC 1250.014 乘用車外后視鏡技術(shù)條件進(jìn)行。
2.2 開發(fā)耐久/市場(chǎng)課題改善
外后視鏡迎賓燈經(jīng)過一段時(shí)間的市場(chǎng)檢驗(yàn),出現(xiàn)市場(chǎng)課題。在LOGO投影上出現(xiàn)較大問題,圖案失真,變形、模糊等商品性問題,故障件圖見圖(3),不良主要集中于廣東地區(qū),多發(fā)時(shí)間為每年的3月-8月。
經(jīng)過在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行不良復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)迎賓燈在高溫高濕的環(huán)境中點(diǎn)亮-熄滅-點(diǎn)亮進(jìn)行循環(huán)試驗(yàn),進(jìn)行到96小時(shí)后,就出現(xiàn)不良,不良現(xiàn)狀與返回不良件表現(xiàn)一致,其市場(chǎng)不良發(fā)生的季節(jié)氣候也與試驗(yàn)環(huán)境條件吻合,從而明確不良發(fā)生的原因,下一步探尋發(fā)生不良的機(jī)理及真因,見表(1)故障再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
對(duì)返回的市場(chǎng)不良件進(jìn)行拆解分析。根據(jù)迎賓燈結(jié)構(gòu),投射的LOGO圖案在膠片菲林上,其他光學(xué)透鏡起聚光及放大圖案作用;拆解不良迎賓燈,發(fā)現(xiàn)膠片菲林已曝光腐蝕損壞,菲林圖案與投射的圖案一致,表現(xiàn)為圖案破損,見圖(4)需進(jìn)一步分析菲林損壞的原因。顯微鏡觀察故障件膠片菲林損壞現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)膠片菲林表面的感光材料有脫落現(xiàn)象,脫落物質(zhì)造成膠片菲林破損,表現(xiàn)為圖案破損,見圖(5)需進(jìn)一步解析膠片菲林物質(zhì)脫落的要因。
膠片菲林分:保護(hù)層、乳劑層、底層、片基層、背面層。膠片菲林上的圖案成形原理與膠片照相機(jī)原理類似:曝光—顯影—定影。經(jīng)在顯微鏡下的切片分析,膠片菲林脫落物質(zhì)發(fā)生在乳劑層。乳劑層主要成分是鹵化銀(銀鹽)和明膠的混合物。鹵化銀是指溴化銀、碘化銀、氯化銀這些感光性能好的銀鹽,這些銀鹽呈極細(xì)微的顆粒狀態(tài),不溶于水,因此不能直接涂布于片基或紙基上,必須在水中加入適量的膠質(zhì)(明膠)才能使銀鹽顆粒均勻的懸浮在膠液中,這種膠液呈淡黃色乳液狀,所以我們稱它為乳劑。明膠是由動(dòng)物的皮、筋、骨等制成,有很大的粘性。明膠遇水則膨脹,沖洗加工時(shí)藥液能迅速滲入,加速乳劑中銀鹽和藥液的反應(yīng),縮短加工時(shí)間。
明膠是高分子蛋白質(zhì)類物質(zhì),明膠的吸水膨脹時(shí)會(huì)使銀鹽底片的感光層發(fā)生膨脹,膨脹時(shí)感光層的機(jī)械強(qiáng)度低,且其中的銀粒子間的相對(duì)距離增大,銀鹽底片的影像就會(huì)模糊;當(dāng)明膠吸水膨脹到一定的程度時(shí),感光層會(huì)起皺。實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)到60%以上時(shí),明膠吸水膨脹導(dǎo)致感光層明顯變形;
當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度過低時(shí),且在高溫環(huán)境下,感光層會(huì)由于明膠水分被蒸發(fā)而收縮,銀鹽底片由此會(huì)發(fā)生變形;變形嚴(yán)重時(shí),會(huì)導(dǎo)致感光層從片基上脫落下來;實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度達(dá)到15%時(shí),明膠便開始脫水干燥而明顯變形;若相對(duì)濕度繼續(xù)下降,則明膠便發(fā)生龜裂致使感光層脫落。
外后視鏡迎賓燈現(xiàn)在國內(nèi)外普遍采用膠片基材;①膠片菲林中的明膠具有吸水/脫水的化學(xué)特性,且多次循環(huán)后結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞,并不適合作為汽車配件材料;②迎賓燈生產(chǎn)過程封裝中低于15%或者高于60%的濕度,均會(huì)對(duì)明膠造成損壞,且不可逆;③單面積光能強(qiáng)弱會(huì)影響菲林老化時(shí)間(紅光最慢,紫光最快,白光居中)。
根據(jù)廣汽乘用車的外后視鏡DV試驗(yàn),其試驗(yàn)大綱重點(diǎn)考察包括后視鏡總成試驗(yàn)項(xiàng)目中與環(huán)境相關(guān)項(xiàng)目9項(xiàng),迎賓燈單體試驗(yàn)項(xiàng)目3項(xiàng)試驗(yàn),開發(fā)過程中驗(yàn)證結(jié)果全數(shù)OK。目前外后視鏡試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)無法對(duì)迎賓燈的失效起到識(shí)別作用,需要更新外后視鏡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)增加迎賓燈菲林的試驗(yàn)項(xiàng)目。
2.3 一種車用迎賓燈開發(fā)驗(yàn)證大綱(方法)的形成
為解決膠片菲林迎賓燈在高溫高濕氣候地域出現(xiàn)的投影不良,需要尋找一種替代菲林,經(jīng)過不斷理論驗(yàn)證及試驗(yàn)確認(rèn),最終開發(fā)出玻璃基材的電鍍菲林,詳細(xì)結(jié)構(gòu)對(duì)比及工藝過程見下表(2)及圖(6)。
根據(jù)迎賓燈的燈具屬性結(jié)合廣汽乘用車燈具開發(fā)試驗(yàn)大綱,迎賓燈單體需要進(jìn)行:耐高溫、耐低溫、高低溫濕熱交變(密封狀態(tài))、高低溫濕熱交變(非密封狀態(tài))、耐水性能、耐灰塵性、有載存放、配光鏡耐化學(xué)試劑、過電壓和極性反接、氣密性共10項(xiàng)驗(yàn)證;考慮到玻璃基材菲林是易碎材質(zhì),整車行駛過程中處于高速抖動(dòng),故需要進(jìn)行:復(fù)合振動(dòng)耐久性試驗(yàn)、關(guān)門沖擊性試驗(yàn),共2項(xiàng)試驗(yàn);結(jié)合迎賓燈投影模糊的不良發(fā)生機(jī)理,新設(shè)計(jì):迎賓燈點(diǎn)燈(長(zhǎng)時(shí)間)、以及迎賓燈狀態(tài)、單獨(dú)菲林片進(jìn)行的CH/09 鹽水噴霧耐久試驗(yàn)、耐濕性能、耐濕水性能、耐蒸汽煮沸性能共5項(xiàng)試驗(yàn),總計(jì)包含17項(xiàng)試驗(yàn)的開發(fā)試驗(yàn)方法。此迎賓燈的開發(fā)試驗(yàn)方法詳見表(3)。
3 迎賓燈的開發(fā)驗(yàn)證試驗(yàn)的擴(kuò)展優(yōu)化
3.1 迎賓燈內(nèi)部起水霧
后續(xù)外后視鏡迎賓燈進(jìn)行VAVE及減重優(yōu)化過程中,出現(xiàn)新的使用不良。迎賓燈的外觀結(jié)構(gòu)變化見圖(8),不良見圖(9)。不良現(xiàn)狀為:在環(huán)境溫度較低的情況下(一般-5℃-10℃),迎賓燈長(zhǎng)時(shí)間(≥5min)點(diǎn)亮后,燈體內(nèi)密封的空氣被加熱,所含熱的水蒸氣碰到冷的面罩后,會(huì)在面罩內(nèi)壁冷凝形成水汽;迎賓燈關(guān)閉一段時(shí)間后,水汽現(xiàn)象會(huì)自動(dòng)消失。此不良不影響投影效果,和迎賓燈效果,和迎賓燈的散熱性能有直接關(guān)系。鑒于此不良的出現(xiàn),增加內(nèi)部水汽凝結(jié)性能試驗(yàn),相關(guān)試驗(yàn)過程及標(biāo)準(zhǔn)見表(4)。
3.2 迎賓燈氙燈耐候性試驗(yàn)
在市場(chǎng)出現(xiàn)投影不良后,為分析原因,曾經(jīng)懷疑外后視鏡迎賓燈的耐候性不達(dá)標(biāo)是否是造成不良的要因。在進(jìn)行氙燈加速老化的試驗(yàn)(按照國標(biāo)GB/T 16922.2,主要針對(duì)A負(fù)面)過程中,發(fā)現(xiàn)迎賓燈經(jīng)過1600h(輻射量相當(dāng)于廣東地區(qū)1年),未出現(xiàn)投影模糊現(xiàn)象,但是出現(xiàn)投影亮度下降的現(xiàn)象,投影圖案目視效果較正常件發(fā)黃暈,見圖(10)。經(jīng)過ABA對(duì)換試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)投影亮度下降不良與最外側(cè)透鏡組有關(guān),不良原因是:最外側(cè)透鏡組透光率下降,其材料耐候性需要增加要求標(biāo)準(zhǔn),故追加迎賓燈單體的耐候性實(shí)驗(yàn)(前期外后視鏡總成的耐候性是OK的),相關(guān)詳細(xì)的試驗(yàn)過程及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表(5)。
4 項(xiàng)目實(shí)踐思考
在外后視鏡迎賓燈的應(yīng)用中,出現(xiàn)一些市場(chǎng)課題,在改善解決不良的過程中,發(fā)現(xiàn)開發(fā)設(shè)計(jì)驗(yàn)證的漏洞,結(jié)合實(shí)績(jī)進(jìn)行開發(fā)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)的建立和應(yīng)用,并最終形成體系。但是本迎賓燈開發(fā)試驗(yàn)大綱(方法)還需要進(jìn)一步的市場(chǎng)驗(yàn)證,且伴隨迎賓燈的輕量化、體積縮小等VAVE的方案的實(shí)施,是否會(huì)出現(xiàn)新的不良,仍需要適時(shí)修改/更新開發(fā)驗(yàn)證方法,這是一個(gè)長(zhǎng)期的過程,也說明任何一種新技術(shù)的應(yīng)用都需要長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證。
5 結(jié)語
本文分享了廣汽乘用車迎賓燈的開發(fā)驗(yàn)證方法形成的過程,考慮迎賓燈新技術(shù)的應(yīng)用,及其廣闊的市場(chǎng)普及度,有必要根據(jù)其使用反饋及情況,建立其開發(fā)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)及方法,避免其開發(fā)失誤對(duì)產(chǎn)品品牌帶來的不良影響。