摘要:根据物理原理可以知道,当空气中的水蒸气遇冷时就会在汽车灯具上产生一层雾气,对汽车车灯的外观和照明产生不利影响,夜间行驶时车灯不能形成良好的照明效果。同时还会对车灯质量、寿命等多方面造成损害,如果能将热设计概念良好的应用到汽车灯具的设计中,根据汽车灯具产生雾气的原理和影响因素进行正确分析,能够很大程度减轻灯具起雾现象。研究发现汽车灯具的使用材料、灯内流场、温度场和湿度场都是引发起雾的因素,本文通过对这些因素的分析研究,给出汽车灯具设计的改进方向。
随着我国汽车行业的迅速发展,车灯不仅具有装饰的作用,还能给夜间驾驶人员提供良好的照明效果,确保其能够安全行车。当前车灯在设计和选用的材料上都在不断发生改变,其中防雾是关键环节之一,也是设计工作的重点和核心部分。车灯在使用过程中灯泡周围能够达到很高的温度,车灯内的积水在高温的作用下能够很快全部蒸发,从而形成雾气,影响正常照明效果,并且车灯内温度和湿度的提高会减少其使用年限,应当进行更加深入的研究,从而做好预防工作。虽然我国在灯具设计上不断取得进步,}H寸灯具防雾还是影响车灯质量的主要因素。同时水蒸气在灯具反射镜或透镜表面长期凝结会造成灯具材料的腐蚀,如果不能很好解决防雾问题,就会提高灯具报废率和索赔。
0 概述
汽车灯具的雾珠主要是灯具中出现积水造成的,灯具出现起雾现象时,甚至还会有二次起雾现象发生,这种现象将在很大程度减少灯具的使用年限。其中在灯具起雾的原理中涉及到很多方面的知识,有热流动、材料、结构等,当前在技术和经验上仍然存在很大的不足之处,因此过去的灯具设计中一般都是利用光学设计的,充分利用灯具在使用过程中的对流场合温度场完成分析和设计工作,在灯具的热设计上存在很大的缺陷,今后有很大的发展空间,需要进一步的研究设计,从而很好的防止灯具起雾现象,保证能够安全的行驶车辆。
1 起雾原理
如果水蒸气同低于其饱和温度的物质相接触时,由于不同表面的性质存在差异,将会出现两种不同的凝结方式。若是凝结液体可以对壁面进行湿润,那么壁面上就会形成水汽膜,将这种形式的凝结叫做膜状凝结。如果凝结的液体不能对壁面发挥湿润作用,这样凝结的水汽就会在壁面上形成小液珠,将这种凝结方式叫做珠状凝结。汽车灯具面罩使用的材料是合成树脂,这种材料水是不能浸润的,将在其表面形成珠状凝结,对汽车车灯的照明和外观产生不良影响作用。其中灯具内起雾要具备3个基本条件。
1.1灯具内的空气中有充足的水蒸气
灯具中的水蒸气通过两种方式形成,一是灯具周围空气中的水蒸气进入其中,二是由于灯具中留存的部分的积水受热后蒸发形成水蒸气。
若是在灯具中没有积水出现,那些起雾的主要原因就是所处环境发生变化后,导致空气中水蒸气的凝结,从而引发起雾现象。一般会出现的情景是,灯具本身处于湿度较高的空间中,并且温度也很高,使得灯具内的空气湿度很大;一旦空气温度有所下降,使得灯具中的水蒸气不能很快的流动并扩散到环境中,保持很高的浓度存在,如果灯具中一些部分的温度下降到低于该地区水蒸气凝结临界温度,就会造成起雾现象。
通常是灯具内积水蒸发导致很多灯具的起雾现象。将灯具点亮后,灯泡周围空气温度会快速上升,利用辐射和自然对流进行换热,从而使得灯具中的积水受热开始蒸发作用,这样温度相对高的部分湿度也会很大,水蒸气在对流和扩散过程中,进入到车灯中的各个部分。因为灯具内部的温度分布是非常不均匀的,这样就会出现湿度高、温度高的空气向温度低的区域内流动,其中的部分水蒸气会出现凝结成雾的现象。灯具中积水的来源一般包括环境中水蒸气在换气中带入凝结形成积水,还有就是空气中的水分通过换气、渗入等进入形成积水。