劉 巖

（上汽大眾汽車有限公司，上海 201800）

1 概述

近年來，隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車的造型越來越多樣化、科技化，汽車燈具作為汽車上重要的安全照明裝置，造型也隨之千變?nèi)f化，而燈具霧氣問題始終是困擾眾多車企的一個重要問題，也是引起售后市場抱怨的一個重要因素。車燈起霧，其實(shí)是正常的物理現(xiàn)象，當(dāng)車燈內(nèi)部空氣濕度處于較高水平時，起動車輛或點(diǎn)亮車燈，都可以使燈具內(nèi)部溫度迅速升高，而溫度較高且含水量較高的空氣無法直接蒸發(fā)到空氣中，便會在燈具前部透明面罩的低溫區(qū)域凝結(jié)，從而形成肉眼可見的“霧氣”。舉個例子，北方的冬天室內(nèi)外溫差很大，當(dāng)室內(nèi)做飯時，很容易在窗戶上形成霧氣，夜晚溫差更大的時候還會出現(xiàn)“窗花”，這與燈具內(nèi)部的霧氣形成有著相同的原理。車燈內(nèi)部霧氣的形成對車燈的外觀以及車燈內(nèi)部電路都有著嚴(yán)重影響，甚至?xí)管囕v照明效果大打折扣，對行車安全造成隱患。據(jù)統(tǒng)計，由于車燈霧氣問題造成的市場抱怨率占總抱怨率30%以上。因此，項目初期找到合理的設(shè)計方案是十分有必要的。

2 車燈霧氣的成因

車燈霧氣主要是燈具內(nèi)部空氣受發(fā)動機(jī)熱量、光源熱量或暴曬 （外界環(huán)境）影響，溫度升高，容納水分能力提高，而靠近配光鏡附件相對內(nèi)部溫度最低，車燈點(diǎn)亮情況下，從光源位置到周圍溫度場呈遞減趨勢，空氣中水分在配光鏡內(nèi)壁凝結(jié)，形成霧氣 （凝露），且受重力影響，低溫空氣分布于燈具內(nèi)部底層，因此大多霧氣在燈具配光鏡下沿或燈具尖角等溫度較低位置較為嚴(yán)重，如圖1所示。

通過燈具前期設(shè)計可選擇霧氣形成較少且霧氣消散較快的設(shè)計方案，但很難從根本上消除產(chǎn)生霧氣這一現(xiàn)象，此現(xiàn)象為正常物理現(xiàn)象，非車燈品質(zhì)問題。

圖1 燈具起霧

3 車燈霧氣問題改善方法

針對目前市場上燈具霧氣問題，受成本等限制因素，改善方法主要有以下幾種。

1）外配鏡內(nèi)部噴涂防霧涂層

目前市場上，中高端車型使用防霧涂層的改善方案較多，此方法優(yōu)點(diǎn)是效果顯著，不會在配光鏡內(nèi)側(cè)形成霧氣、影響外觀及行車安全，此方案的原理就是在燈具配光鏡內(nèi)側(cè)噴涂防霧涂層，形成一層親水層，當(dāng)燈體內(nèi)部有水分析出時，會“平攤”在配光鏡上 （圖2），不會形成小水珠，因此外觀不易發(fā)現(xiàn)。但是此方法成本較高，工藝較復(fù)雜，受噴涂工藝影響，并且有一定的時效性，如長時間處于濕度較高環(huán)境下，或燈具腔體較大、水分較多時，防霧涂層無法承受過多的水分，會導(dǎo)致水從內(nèi)側(cè)流下，從而形成“流掛”，干燥后仍可見，時間久后防霧涂層失效，霧氣問題重復(fù)出現(xiàn)。

圖2 外配鏡內(nèi)部噴涂防霧涂層

2）吸水物質(zhì)方案

燈體內(nèi)部固定一定比重的干燥劑等能夠吸收水氣的物質(zhì)，使燈體內(nèi)部空氣濕度處于相對較低水平，不易形成霧氣。配合合理的通氣方案，即便形成霧氣也能盡快消散。此方案優(yōu)點(diǎn)為成本較低，操作難度較低，不受工藝影響，但燈具內(nèi)部應(yīng)盡量固定吸水物質(zhì)，防止車輛行駛過程中脫落影響燈具內(nèi)部功能，盡量放置于容易結(jié)霧位置，且肉眼無法從外部觀察到，此方法缺點(diǎn)為只能改善霧氣，惡劣環(huán)境或溫度的驟變?nèi)匀豢赡軙纬伸F氣，并且吸水物質(zhì)無法循環(huán)使用，失效后無法起到改善作用。

3）設(shè)計初期注意事項

設(shè)計初期階段通過模擬軟件對燈具內(nèi)部溫度場及空氣流場進(jìn)行模擬，盡量保證配光鏡表面溫度較均勻，盡量不要存在氣流“死區(qū)”、尖角或異形內(nèi)部裝飾條盡量選用鍍鋁零件，即便起霧也可降低視覺效果，減少客戶抱怨。

4 設(shè)計階段方案霧氣驗證方法

設(shè)計階段需要對通氣方法及霧氣改善方案進(jìn)行驗證，即我們所講的試驗驗證。由于燈具的特殊性，試驗驗證一般分為實(shí)驗室驗證與整車試驗驗證。

4.1 雙腔試驗

試驗室驗證目前主要試驗方法為雙腔試驗驗證，即模擬燈具裝車工況，殼體側(cè)設(shè)定高溫環(huán)境，配光鏡一側(cè)則設(shè)定為低溫環(huán)境，中間用擋板隔開。試驗過程中點(diǎn)亮車燈，并用低溫水對配光鏡表面進(jìn)行全方位噴淋，而后靜置，觀察同等時間燈具散霧情況并記錄，從而選出最優(yōu)設(shè)計方案。

4.2 整車試驗

整車試驗驗證目的主要是模擬用戶洗車或下雨工況下車燈起霧及散霧情況。試驗需要在溫度-5~7℃，相對濕度大于75%情況下進(jìn)行，達(dá)到試驗條件方可進(jìn)行測試，否則失去驗證意義。

1）靜態(tài)測試方法

試驗樣件至少提前24h換裝到試驗車輛，首先預(yù)熱15min時間 （期間燈具各項功能打開），15min后用淋雨設(shè)備對試驗車輛進(jìn)行全方位噴淋 （試驗情況參考圖3），持續(xù)時間也為15min，此階段為車燈起霧階段。隨后觀察車燈霧氣情況并使用相機(jī)記錄，然后關(guān)閉發(fā)動機(jī)及所有燈光功能，靜置15min，觀察車燈霧氣情況并使用相機(jī)記錄，最后啟動發(fā)動機(jī)，打開車燈近光功能，持續(xù)時間15min，觀察車燈霧氣情況并使用相機(jī)記錄，此過程如任意階段霧氣消散，則認(rèn)為驗證方案通過此項試驗，此試驗最好有一輛量產(chǎn)已知起霧情況的車型同時對比進(jìn)行。

2）動態(tài)測試方法

經(jīng)過靜態(tài)測試的試驗車輛如仍舊存在霧氣，則需要進(jìn)行動態(tài)試驗，驗證霧氣消散情況，將靜態(tài)試驗結(jié)束后的試驗車輛行駛在積水路面，同時前方由一輛引導(dǎo)車負(fù)責(zé)制造高濕度工作環(huán)境，為試驗樣件提供一個更為嚴(yán)苛的試驗環(huán)境 （如在雨天進(jìn)行，則無需引導(dǎo)車輛），關(guān)閉試驗車輛所有燈光功能，以大于60km/h的速度行駛25km，行駛結(jié)束后觀察車燈霧氣情況并使用相機(jī)記錄，如霧氣依然未能消散，則認(rèn)為需要優(yōu)化試驗方案。

3）防霧涂層方案驗證方法

由于防霧涂層方案的特殊性，無法通過正常試驗方法驗證防霧涂層的可靠性，因此防霧涂層需要進(jìn)行長時間且多次的淋雨以后，觀察防霧涂層失效情況方能定義方案可行性。試驗方法為安裝被測樣件到試驗車輛，試驗車輛怠速情況下點(diǎn)亮車燈所有功能持續(xù)30min，然后使用淋雨設(shè)備對試驗車輛進(jìn)行30min的噴淋，結(jié)束后觀察防霧涂層是否失效，而后等待燈具內(nèi)部水分充分干燥后重新觀察涂層狀態(tài)。此試驗需要重復(fù)進(jìn)行4次，每次試驗間隔至少1天時間，4次試驗結(jié)束后如涂層仍無明顯肉眼可見失效情況認(rèn)為方案合格，通過測試。

圖3 淋雨設(shè)備對試驗車輛進(jìn)行全方位噴淋

5 總結(jié)

車燈起霧受多方面因素影響，但是最主要的還是受燈體形狀及結(jié)構(gòu)影響，改善霧氣的方法有很多，但是由于每種燈具形狀及構(gòu)造不同，改善方案也不盡相同，我們需要通過前期的軟件模擬以及試驗驗證才能找到最適合的方案。由于目前車企市場競爭激烈，成本也是需要考慮的重要因素之一，總之理論結(jié)合實(shí)踐，方能有效優(yōu)化車燈起霧現(xiàn)象，希望不久的將來，科技能夠既經(jīng)濟(jì)又有效地徹底解決這一難題。