汽車車燈作為汽車的眼睛，它不僅美觀大方，而且還用來照明道路、加強視野、對于車身安全起著關鍵作用。當前汽車車燈存在的問題主要有車燈進水和起霧，這些問題不僅會對汽車車燈壽命造成影響，而且會使車燈照明效果受到影響，從而對行車安全造成影響。車燈進水是質量問題，可避免而不得出現；起霧是一種自然現象，文章主要闡述了車燈起霧的現象，分析了起霧的機理并給出了優化的解決方案。

車燈起霧機理

車燈起霧其實是車燈內水汽凝結的結果，它是水蒸氣在特定條件下向液體或者液氣并存狀態的轉變。濕空氣冷凝液態水有定溫、定壓2種情況，目前車燈多采用半封閉結構并有通風口供內外氣流交換以確保內外壓力均勻，因此車燈內部水汽冷凝多發生于定壓情況；定壓情況下車燈亮燈后內部濕空氣被加熱，且內部空氣有對流、輻射等作用；對流濕空氣接觸車燈燈罩冷區域后，會導致車燈罩表面出現結霧現象；此外在車燈熄滅時，車燈燈罩的溫度下降 速度比車燈內部快，當溫度低于濕空氣飽和溫度時，也會形成車燈起霧。

車燈起霧的認識：屬于正常物理現象；不能完全回避。我們所能做到的，只有在特定條件下，車燈才不會起霧，不會對道路照明和安全造成影響，不會對外觀造成損害。

從水氣凝結產生機理和車燈結構相結合，可以推斷出車燈起霧需要如下3個條件：露點溫度，凝結條件和理論模型。

露點溫度：在空氣中水汽含量丌變， 保持氣壓一定的情冴下， 使空氣況卻達到飽和時的溫度。

凝結條件：溫度、濕度、凝結核

①車內的空氣含有足夠的水蒸氣

從車燈結構上分析，車燈內部和外界存在空氣交流，特別在下雨或洗車后，車燈內部含有足夠的濕空氣 ；還有可能車燈不密封， 車燈工況變化或環境變化，導致外部的水份進入車燈內部。

②存在的凝結核心

在車燈結構設計上，為了使空氣中懸浮顆粒不會隨著氣流一起進入車燈內，所以通風口均設置有空氣過濾凈化薄膜，這種薄膜可以達到換氣的同時將懸浮顆粒濾除，所以車內混合空氣比價潔凈，沒有臨界核心，所以基本上不會在車燈空腔內產生懸浮霧珠現象，但是車燈罩材質一般采用塑料制成，表面張力低，車燈罩內表面凹凸不平，給水蒸氣凝結核心。

③較大的溫差，主要存在下面兩種狀況：

結構設計導致 ：為滿足美觀和功能要求，車燈結構上存在 對流和輻射視角，車燈罩的各個部位溫度相差較大，當某些區域的 溫度低于車燈內部空氣飽和溫度時，就導致起霧。

燈的使用工況變化：比如車燈點亮時，光源附近空氣溫 度較高，這部分濕空氣溫度較高，溫度較高的空氣交換到其他燈罩 溫度較低的區域時，在此行程結霧 ；車燈溫度點亮后，車燈外界環 境驟降后，導致車燈透鏡表面溫度急劇下降，從而行程內部結霧 ；車燈熄滅后，表面溫度和車內部溫度存在較大溫差時，也會形成內部結霧。由以上我們可以看出，車燈內起霧的基本條件是現實存在的， 故車燈起霧通常會出現

理論模型

Eulerian Wall Film模型（EWF）用于在固體壁面上創建液體薄膜的流動，如下圖所示，薄膜的形成不液滴撞擊固體表面類似， 這個沖擊可能出現以下的結果：

① 粘住：當液滴保持近似球形并以較小的能量沖擊壁面時就會粘在壁面上；

② 反彈：液滴將改變速度并相對完好地離開壁面；③ 擴散：液滴帶著中等的能量沖擊壁面，并且擴散到薄膜中去；

④ 飛濺：其中有一部分液滴融入薄膜當中，剩下的部分以小液滴的形式離開壁面。

這個薄膜的假設通常建立在歐拉液膜和拉格朗日液膜建模方法之上，相比于固體壁面的曲率半徑，這層薄膜的厚度非常小，所以可以近似地認為這層薄膜足 夠薄到使得薄膜上的流體流動平行于固體壁面。

車燈起霧的評價和判斷方法

車燈起霧后通常在一定時間內自然消散，然而在實踐中如何判 斷車燈起霧的嚴重程度和確認是否可接受，通常各個汽車廠商設定有相應的企業標準，目前沒有相應的國標對應。本文主要介紹 FCA 集團的標準。

1、FIAT的標準9.93346

第一步 ：選擇兩個樣件，分別計為樣件 A 和樣件 B，移除燈具 上所有的堵蓋，放置在溫度23℃、濕度70% 的環境中24小時。

第二步 ：燈具放置在設計狀態和設計電壓下，帶所有堵蓋，放 置在溫度40℃、濕度90% 的環境中8小時 ；且樣件 A 車燈關閉，樣 件 B 車燈打開。

第三步：樣件 A 和樣件 B 轉移到溫度23℃、濕度60% 的環境箱， 噴射2 ～ 5℃的水3分鐘 ；且該過程中樣件 A 車燈關閉，樣件 B 車燈 打開。

第四步 ：樣件 A 在60分鐘后沒有霧氣凝結為合格，樣件 B 在30 分鐘后沒有霧氣凝結為合格。

2、Chrysler的標準PF-12818

第一步 ：移除燈具上所有的堵蓋，放置在溫度23℃、濕度50% 的環境中48小時。

第二步 ：燈具放置在設計狀態和設計電壓下，帶所有堵蓋，放 置在溫度23℃、濕度80% 的環境中24小時。

第三步 ：在溫度23℃、濕度80% 的環境箱中點亮燈具1小時， 然后打開環境箱的門。

第四步 ：燈具關閉，噴射2 ～ 5℃的4升冷水3分鐘。

第五步 ：點亮大燈1小時，每10分鐘記錄大燈的起霧狀況，1小 時候，沒有霧氣凝結為合格。

從以上可以看出，驗證燈具起霧都有預處理、浸潤、冷卻、檢 查結果幾個步驟，其與大燈起霧的條件是息息相關的 ；首先保證大 燈內部有足夠的濕度，然后點亮燈具，再冷卻，最后判斷，模擬燈 具在最嚴苛的條件下的使用狀況，了解大燈起霧的嚴重程度，為后 續解決方案提供基礎。

理論模型

車燈起霧的解決方案

車燈產品設計面臨的武霧氣挑戰問題：

? 光源種類多，各類光源混用；

? 結構越來越緊湊，不利于氣流流通；

? 造型更加多樣，飾圈增多；

? 客戶對產品的外觀要求更高；

1、車燈起霧的設計優化方案

對于車燈結構來說，燈腔形狀及內部結構影響著燈體內溫度場變化規律，而車燈通風口設計及個數影響著燈體內流動場分布。

為了外形及美觀上的需要，車燈在設計時往往有一個狹長區，這幾個區空氣流通困難，容易導致水蒸氣積聚，而這幾個區又一般離燈光輻射區較遠，形成一個低溫區。

目前所使用的方法主要有：利用有限元分析方法對車燈內部溫度場進行仿真研究、確認冷區位置、優化車燈結構設計、合理進行內部布局、消除或者緩解輻射流動低溫區、優化反射器設計、改變光源輻射場分布、盡可能使車燈內部溫度場均勻分布、避免燈內溫差過大、燈內低溫區或者附近加設通風口或者透氣片等。

2、車燈起霧的工藝優化方案

車燈在制造時，工藝性能對于車燈起霧所產生的作用也不容忽視。車燈起霧有一個原因就是有一個臨界核心存在，車燈罩材質一般都是塑料，它是水分無法浸染的物質，表面出現的冷凝呈珠狀冷凝，這種情況被使用者所能看到，所以現在也用一個方案就是將一層表面張力較小的涂料噴到車燈燈罩內壁，從而改變配光鏡內部的特性，將涂層內部親水分子排列到配光鏡的表面，使得配光鏡表面張力與水表面張力相接，霧氣冷凝模式也隨之改變，呈膜狀冷凝，對車燈外觀無任何影響，使用者看不到，這就等于杜絕了冷凝核心的產生。

該工藝主要步驟為如下 ：

2.1 將欲涂布的配光鏡利用靜電除塵槍進行除塵。

2.2 將配光鏡利用自動噴涂裝置進行噴涂。

2.3 將噴涂后的配光鏡放入烘箱進行烘干。需要注意的是，目前該方案并沒用普遍應用，主要原因在于成 本太高，通常在豪華車型上使用，也作為最后的補救措施實施。

3、車燈起霧的結構優化方案

通過對車燈起霧機理進行分析，發現車燈起霧原因之三在于車燈內水蒸氣充足，若能盡量降低車燈內空氣濕度，還可起到預防起霧作用。

為了減少車燈內部濕度目前普遍采用的方法有加強車燈部件密封性能和提高通風口透析水蒸氣能力等。還可以通過向車燈內添加干燥劑來降低車燈內的濕度，但是該方案在短期內效果較好，無法確保遠期效果。