摘要：本文介绍一种应用于汽车灯具的迷宫型排水机构，防止灯内积水起雾，并通过水雾试验进行验证，以便灯具提供充足的照明，从而保障行车安全。
    
    目前汽车行业一贯采用密封式灯具，灯体材料一般为塑料件，所以大多采用在灯罩和底座之间打胶或热板焊接的方法进行密封。当发现灯具内部有进水缺陷时，往往想到的是如何提高密封效果。但由于密封胶品质，打胶工艺的因素，即使热板焊接，也因模具配合精度或塑料件变形的影响，而使灯具难以密封。另外由于灯具和车身结构尤其是客车的配合误差导致灯具变形，装车后长时间的形变使得灯罩和底座之间产生间隙，从而导致进水。由于灯具的密封结构，使得水在灯体底部聚集而难以迅速排出，在灯泡等光源的作用下产生大量的水汽雾气，从而影响灯的亮度，给行车安全造成隐患。综上因素，我们深知灯具的绝对密封是难以做到的，即使高品质代表的高档乘用车，有的前照灯也有雾朦朦的水汽。
    鉴于采用加强密封的思路难以取得的预期效果，考虑逆向思维来解决这个问题，与其堵，不如疏，既然防止水进入比较困难，不如让进入的水迅速排出，这样水就不会在灯体内聚集，也就不会产生水汽雾气，就不会对行车安全造成影响。

    1 排水机构安装位置及结构
    在传统的密封型灯具的基础上，在灯具的最底部增加一个排水机构，如图1所示。

    排水机构因灯具底部开有一个插孔，插孔内排水槽类似迷宫而得名。排水槽机构和灯体可进行拆卸装配，因而可以应用到不同的灯具总成上，大大节约设计、制造成本。迷宫式设计排水槽机构见图2。使得从其它部位进入灯内的水可以在重力的作用下自然排出，因迷宫结构，使得灯体下方外部的水难以进入灯体内部。另外一般灯具后壳都会设计排气散热孔，现增加的排水机构，对于灯具排气散热也起到更好的作用。

    排水机构排水槽结构图见图3。排水槽与灯具插入口接触的面都设计有细小的齿痕，另在排水槽的端部设有一挂钩，以便和插入口各面紧密接触，同时当排水槽插入时挂钩和灯体内部扣紧，确保排水槽不脱落。

    排水槽机构有齿痕部位插入到插入口内，排水口位于灯体外部（图1），在插入槽内部两侧设有挡块，挡块为迷宫式排列，并且向排水口方向倾斜，在排水口下方开一凹槽缺口，这样的结构设计有利于水的排出，同时因挡块有一定的倾斜角度且相互交错，凹槽缺口尺寸又较小，所以使得外部的水无法进入灯体内部。

    2 迷宫式排水机构水雾试验验证
    目前的灯具材料、安装使用环境，使得灯具完全密封变得几乎不可能。而采用该设计的排水机构，对灯具的密封性要求不高，无需特别强化密封，在灯具的设计、生产制造以及检验上可以节约成本，提高效率。采用该结构在实际使用中，由于迷宫式设计，水可以迅速排出，底部的水不易进入，所以灯具内部不会聚集水，在光源作用下还增加了一个排气孔，加速水汽的排出，因而不会在灯具内部产生雾气，保证了汽车灯具信号及照明的亮度，从而保障了行车安全。
    笔者设计这种机构后，先制作快速成型样件，然后多次进行以下两种试验，以检验排水排汽效果。
    1）排水试验。在20±10℃条件下，将灯具整体完全浸入水中10s，从水中取出试样灯具，进行排水2 min，在排水过程中，允许在各个方向上倾斜变换，倾斜角度最大不超过15°；然后检查有无水残留川。
    2）排气试验。将试样灯具光源关掉，放在一个恒温箱中保存24 h，恒温箱内40℃且湿度大于98%，如图4所示。24 h后取出灯具，用0～5℃的水将灯罩冷却1 min，如图5所示，然后擦干灯罩。

    在3 min内将灯具放入一个容器内，容器内环境15～20℃，湿度为60%，通风1.5～2 m/s。然后打开灯具电源，观察排气状况2 h，如图6所示。刚开始点亮可看到么3、4处区域有雾气（呈斑点状）。5 min后4区雾气逐渐消除，15min后3区雾气逐渐消除，2区雾气上半部分有所消散，20 min后1区雾气略减小，35 min后2区雾气差不多消散完，60 min后1区雾气消散完毕。120 min后5区雾气差不多消失。180 min后（继续点亮）1、2、3、4、5处雾气全部消失。

    3 装车验证
    分别将这种排水机构应用到斯堪尼亚海格KLQ6128车型的前照灯总成和后尾灯总成上，经过实验室试验，并于2013年9月起装车后发往欧洲、缅甸、非洲等市场，历经验证，均取得了很好的效果。