盧鑫

摘要：汽車的車燈內(nèi)部霧氣問題是十分普遍的生活問題，有些人以為是車燈進(jìn)水，從而對這個現(xiàn)象的產(chǎn)生了錯誤判斷。那么接下來就根據(jù)物理知識和原理進(jìn)行該問題的探討。首先從形成原理，到熱原理，闡明了霧氣所形成的主要因素。車燈內(nèi)加干燥劑等預(yù)防措施的實(shí)行，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，從而決定了這些方法的行之有效性。為汽車車燈應(yīng)對該問題提供了不同的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：汽車車燈;霧氣;CAE;影響因素

1 車燈霧氣形成機(jī)理

車燈霧氣的形成機(jī)理是有以下幾個方面所形成：

1）當(dāng)車燈被點(diǎn)亮的時候，光源四周的溫度會逐漸攀升，水蒸氣會擴(kuò)散到車燈的任何一個角落。由于車燈的造型問題等因素，整個車燈的整體的規(guī)格都在不斷擴(kuò)大，形狀變得逐漸長窄，這樣就會直接導(dǎo)致車燈內(nèi)部的溫度差距過大，當(dāng)溫度較高的水蒸氣擴(kuò)散到比自身溫度低的飽和溫度時，就會形成我們所見的霧氣。

2）車燈亮度穩(wěn)定時，當(dāng)外部環(huán)境的氣溫降低時，車燈內(nèi)部溫度是升高的，兩種環(huán)境的不同溫度，使車燈內(nèi)外造成很大的溫差，當(dāng)外部的溫度減低時，車燈的表面溫度也會隨之降低，車燈內(nèi)的水蒸氣會越積越多，當(dāng)達(dá)到一定的濃度時，沒有散發(fā)出去，也會形成霧氣的現(xiàn)象。

所以當(dāng)汽車車燈的內(nèi)部溫度低于水蒸氣的臨界溫度時就會產(chǎn)生所謂的霧氣，或者是車燈里面存有大量的水蒸氣無法散發(fā)到外部，都會形成水蒸氣。

2 車燈起霧影響因素

根據(jù)以上的分析，我們可以充分的了解到，水蒸氣的濃度、內(nèi)外溫度、車燈的材料都是會讓車燈起霧的根本性原因。車燈內(nèi)部的溫度高，那么水蒸氣小分子的運(yùn)行速度和廣度就會大大增加，分布也就會十分的均勻，分子的流通也會越來越順暢，自然而然起霧的可能性就會大大降低。

2.1 溫度

溫度是起霧的最大的因素之一。車等內(nèi)部的溫度主要是由于光產(chǎn)生的熱量或者是發(fā)動機(jī)的溫度擴(kuò)散所產(chǎn)生。通過對車燈的紅外熱成像技術(shù)我們可以知道，車燈內(nèi)部溫度是截然不同的兩種格局。起霧的區(qū)域是溫度低的區(qū)域，低溫區(qū)域大體上是位于車燈以下的左右側(cè)，屬于光產(chǎn)熱散發(fā)范圍弱的區(qū)域。車燈的中間部位是溫度較高的主體部位，遠(yuǎn)近光燈和轉(zhuǎn)向燈的位置所在地，由于其燈光發(fā)熱的緣故，以至于其是溫度很高的一部分。所以通過理論分析，極有可能產(chǎn)生霧氣的位置就是車燈下部位置。

由于對其的實(shí)驗(yàn)分析，我們得出車燈的溫度差別是輻射換熱和自然對流換熱相結(jié)合的結(jié)果，阻礙或者是讓熱擴(kuò)散減弱，都會使水蒸氣分子的流動變得遲緩，使溫度降低，引發(fā)起霧的這一現(xiàn)象。

2.2 水汽流動

車燈的水蒸氣流動可分為內(nèi)部和外部兩個主要的部分。內(nèi)部的流動是由于車燈內(nèi)溫度的不均衡所造成的自然流動現(xiàn)象，帶動著熱量的擴(kuò)散，靠近車燈光源的位置是溫度十分高的。所以分子的流動性增大，到達(dá)一定的位置會慢慢減弱。這種流動的結(jié)果是直接導(dǎo)致車內(nèi)溫度的不均衡，使溫度的差距增大。其主要受到車燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)和車燈使用組件的影響。如果車燈內(nèi)部存在一個很合適的區(qū)域，并且這個區(qū)域中的熱量和氣流不會肆意流失，那么這個區(qū)域就會極大程度的產(chǎn)生水汽，車等內(nèi)部的氣體流通也是需要一定的尺寸和范圍。燈內(nèi)小間隙會產(chǎn)生水汽，因?yàn)槠錈o法保證空氣的流通和溫度的平均。

外部的流通結(jié)構(gòu)則取決于通氣孔數(shù)量的多少、尺寸大小以及通氣組件的選取。

可是通氣孔也存在一個很大的缺點(diǎn)就是留下了一個便于污染物侵入的通道。在車的正常使用和安裝設(shè)計的情況下，都不可讓其到洗車和充滿水的坑中行駛或試驗(yàn)。否則會造成一些污染物質(zhì)或是灰塵泥沙進(jìn)入燈內(nèi)，從而堵塞了通氣組件，影響了其正常的工作運(yùn)行。良好的通氣組件會大大的增加氣體的流通性，使內(nèi)部和外部氣體進(jìn)行交換。

2.3 車燈材料

車燈內(nèi)水汽一部分是水蒸氣，還有一部分是自身材料的產(chǎn)生。因?yàn)槟壳暗乃芰喜馁|(zhì)會從外界空氣中吸收和輸送水分，經(jīng)過長時間的積存，水汽會滲透到車燈的外部，使車燈內(nèi)外的含水量達(dá)到一種平衡的狀態(tài)。當(dāng)受到燈泡熱量和發(fā)動機(jī)熱量以及太陽光照射的時候，車燈外殼所吸收的水分就會從塑料材質(zhì)中發(fā)揮到車燈內(nèi)部的空氣中，他們會凝結(jié)在車燈溫度較低的地方。

3 車燈霧氣預(yù)防措施

3.1 防霧涂層

防霧涂層是一種納米新型復(fù)合材料，主要作用在車燈的配光鏡的內(nèi)部，這種納米材料有極強(qiáng)的親水性，水在車燈配光鏡表面收到一種力量的驅(qū)使，也就是張力，將水進(jìn)行擴(kuò)散，使其無法凝結(jié)，水珠自然而然也就不會產(chǎn)生，而是成了一種超薄的薄膜，這種薄膜具有很好的作用，首先是保證霧氣不會隨便的產(chǎn)生，其次就是水滴不會對太陽光發(fā)生散射，產(chǎn)生大量的熱量。如果沒有防霧涂層，那么霧氣的產(chǎn)生是必然無疑的，所以涂防霧涂層的車燈具有很好的防霧效果。

3.2 干燥劑

對于干燥劑來說，防霧能力也是極為明顯的。干燥劑是一種成本很低的，相對簡單的一種物質(zhì)。它主要分為物理型干燥劑和化學(xué)型干燥劑，主要的原理就是將水分子吸附在干燥劑的自身結(jié)構(gòu)當(dāng)中。物理型干燥劑主要有硅膠、氧化鋁凝膠、分子篩、活性炭、木炭或礦物干燥劑等。傳統(tǒng)的物理型干燥劑是將水分存儲在其結(jié)構(gòu)內(nèi)部，當(dāng)溫度降低時，水被釋放出來。目前車燈用的干燥劑都是化學(xué)性干燥劑，將吸收過來的水一部分以結(jié)晶的形式進(jìn)行保存，另一部分與進(jìn)行一種化學(xué)反應(yīng)，水分不會被釋放，從而避免了霧氣的形成，保證了車燈內(nèi)部的干燥，并且其有效時間在一年左右，是一種十分優(yōu)秀的吸濕材料。

3.3 透氣薄膜

透氣結(jié)構(gòu)的最有效作用是使車燈內(nèi)外的氣體進(jìn)行有效的交換，除了交換氣體之外，它還能避免一些灰塵和水浸入對車燈造成一些列的傷害。有一種透氣的薄膜，它是一種化學(xué)合成類材料，其自身所攜帶的小孔會阻止并攔截一些水和雜質(zhì)的入侵，從而避免了一些不必要的東西對車燈所造成的損害。同時這種薄膜還要做一定的處理，從而避免后續(xù)的加工打蠟對其造成通氣孔的堵塞。

4 結(jié)束語

首先介紹了車燈內(nèi)部霧氣形成的原理，借助物理學(xué)的知識進(jìn)行了詳細(xì)的分析，說明了霧氣形成的主要因素，同時經(jīng)過測試實(shí)驗(yàn)總結(jié)出幾種常見的措施和應(yīng)對方法，涂防霧涂層和干燥劑，所以這就要求我們要根據(jù)車身的不同設(shè)計情況或者不同的布置格局等相關(guān)因素進(jìn)行不同種防霧氣方式的選擇，結(jié)合多種實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步提高客戶對高品質(zhì)生活的標(biāo)準(zhǔn)的滿意程度。

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（作者單位：天津斯坦雷電氣科技有限公司設(shè)計部解析技術(shù)科）