李馨貴

（中國電器科學(xué)研究院有限公司，廣州 510300）

引言

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車款式在不斷地更新?lián)Q代，伴隨著汽車造型日新月異的變化，在滿足了人們的日常駕駛需求外，人們對汽車的安全操控性能和外形美觀設(shè)計的也提出了更高的要求。汽車燈具作為汽車重要零件之一，既起到了美觀作用，同時也確保了汽車夜間行駛的安全性。汽車燈具主要是車輛在夜間或能見度較差的環(huán)境中行駛時用來照明道路、增強(qiáng)視野，為駕駛者提供前方路段內(nèi)足夠的景象信息，以便駕駛者對車輛做出相應(yīng)的操作。

據(jù)統(tǒng)計，機(jī)動車輛的總行駛里程的25 %是在晚上和自然光線不足的情況下行駛，而在此期間引起人身傷害的行車事故約占33 %，且50 %的死亡事故發(fā)生在夜間，可見，車燈對行車安全起到至關(guān)重 要的作用。

燈內(nèi)進(jìn)水和燈內(nèi)起霧是引發(fā)車燈質(zhì)量的主要因素，這不僅影響車燈產(chǎn)品的外觀和壽命，還影響產(chǎn)品功用和電路安全，進(jìn)而影響行車安全，更嚴(yán)重地是影響產(chǎn)品質(zhì)量和廠家聲譽(yù)。對進(jìn)水起霧進(jìn)行研究分析并加以改善是改良產(chǎn)品的重要措施。

雖然車燈進(jìn)水起霧都關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量，但二者應(yīng)進(jìn)行區(qū)分對待。燈具進(jìn)水是不允許出現(xiàn)的，是產(chǎn)品缺陷問題；燈具起霧是一種物理現(xiàn)象，如果霧氣能在規(guī)定的時間內(nèi)自動消除是允許的，而嚴(yán)重的起霧也會在燈具內(nèi)形成凝結(jié)露珠。

1 進(jìn)水起霧機(jī)理及設(shè)計預(yù)防

1.1 引發(fā)機(jī)理

汽車燈具進(jìn)水（見圖1），是指汽車經(jīng)雨淋或洗車后，由于燈具密封不良使得水流進(jìn)燈內(nèi)形成積水的現(xiàn)象。引起這一現(xiàn)象主要是密封不良，主要包括燈具自身的密封、接插件接口密封配合、燈具與車身配合間隙等。

燈具起霧（見圖2）所具備的條件為車燈內(nèi)的空氣中含有足夠的水蒸氣、較大的溫差和存在凝結(jié)核心。最主要的情形是：車燈處于濕度較高、溫度也較高的環(huán)境中，車燈內(nèi)空氣濕度較大。當(dāng)環(huán)境溫度降低時，如果車燈內(nèi)的水蒸氣不能充分流動擴(kuò)散到環(huán)境中去，仍維持高的濃度，當(dāng)車燈內(nèi)某些區(qū)域溫度低于當(dāng)?shù)氐乃魵馀R界溫度時，就會出現(xiàn)結(jié)霧現(xiàn)象。車燈內(nèi)水蒸氣來，源為流入車燈的周圍環(huán)境中空氣所含的水蒸氣；車燈點(diǎn)亮后產(chǎn)生大量熱量，光照能照射、空氣能流到的區(qū)域溫度很高，而車燈內(nèi)光照無法照射區(qū)域，且空氣流動差的區(qū)域溫度將很低，則造成了燈內(nèi)溫度分布不均勻，形成了較大的溫差；在燈腔內(nèi)部的空氣中，凝結(jié)核心相對少的多，而在燈腔內(nèi)表面上，表面的凹凸起伏不但可以吸附水蒸氣，而且提供了凝結(jié)核心。從物理研究的角度考慮，車燈內(nèi)的溫度場、流動場、水蒸氣濃度場、材料的表面形狀及燈具內(nèi)表面處理工藝等方面是影響結(jié)霧的主要因素。

圖1 進(jìn)水現(xiàn)象

圖2 起霧現(xiàn)象

1.2 設(shè)計預(yù)防

進(jìn)水起霧的預(yù)防首要是燈具的設(shè)計，這其中包密封結(jié)構(gòu)設(shè)計、密封配合設(shè)計、密封材料選取，產(chǎn)品加工工藝等。進(jìn)水預(yù)防，主要是要考慮密封性問題；而燈具內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局是否合理，是否能避免產(chǎn)生溫度死角，對預(yù)防起霧相當(dāng)重要。

2 汽車燈具的使用環(huán)境及其故障分析

2.1 燈具的使用環(huán)境及條件

燈具的使用環(huán)境及條件是燈具失效的重要影響條件，燈具可靠性形成各環(huán)節(jié)的改善都必須以對其使用過程及條件的充分認(rèn)識為前提。

汽車是在行駛中完成其使用功能的，汽車行駛的地域從北到南，使用的溫度環(huán)境可以是-20～+30 ℃，也可以是40 ℃以上的高溫，太陽下直射的溫度更可以達(dá)到70℃以上（QC/T 413-2002）；汽車行駛的路面可以是優(yōu)良的高速公路，也可以是崎嶇不平的工地：汽車可以行駛在陽光下，也必然要行駛在風(fēng)雨中；汽車還要面臨灰塵、潮濕、高壓洗車等等考驗，這些復(fù)雜的工況作為汽車外部燈具都要能夠接受考驗。設(shè)計產(chǎn)品時要對產(chǎn)品的工作環(huán)境加以充分理解和認(rèn)識，并貫徹于產(chǎn)品設(shè)計中。分別研究不同安裝部位燈具的工作環(huán)境，見表1。

表1 不同安裝位置燈具的工作環(huán)境

由此可見汽車燈具的工作環(huán)境相對比較復(fù)雜，工況比較惡劣，要求其可靠性能較高，所以在開發(fā)汽車燈具時要對燈具的工作環(huán)境做充分的認(rèn)識。

2.2 汽車燈具使用故障分析

解決燈具進(jìn)水起霧的問題，需充分分析故障原因，針對可能造成問題的各環(huán)節(jié)加以完善，借鑒以往汽車燈具的故障模式，分析燈具損壞的現(xiàn)象。

從表2可以看出粘接、零件破損、后蓋密封不良、橡膠塑料件老化等是引起密封不良問題的主要原因。

3 汽車燈具零部件分析及其檢測

3.1 汽車燈具密封部件分析

從表2可以看出，在保證零部件性能及可靠性要求的前提下選擇具有成本優(yōu)勢的材料是確定材料的原則。

正確識別產(chǎn)品及產(chǎn)品的功能，可以在產(chǎn)品開發(fā)中回避不該發(fā)生的問題，表3中的后蓋，最主要的功能是防塵防水，密封面當(dāng)然很重要。

3.2 汽車燈具防水檢測

防水檢測測試中整車檢測周期長，成本高，因此在進(jìn)行整車檢測的同時進(jìn)行零部件產(chǎn)品檢驗就很有必要，零部件檢測能快速地找出原因并協(xié)助整改，從而得到驗證解決，見圖3。

防水檢測中重要的測試，就是密封性檢測。密封性檢測通常是采用氣密性檢驗，有正壓和負(fù)壓試驗二種。分析燈具產(chǎn)品中，一致認(rèn)為負(fù)壓更具有可操作性且對燈具沒有損害。檢測設(shè)備的易用性和可靠性是需要考慮的首要問題，試驗裝置主要由真空泵、控制氣閥、氣壓表、尼龍軟管等制作而成。對車燈內(nèi)腔填充壓縮氣體，可通過流量泄漏儀測量其泄漏量。

表2 汽車組合前照燈的故障分析表

表3 汽車燈具設(shè)計中密封項目零件分析表

圖3 汽車燈具進(jìn)水起霧驗證流程圖

相關(guān)的檢測標(biāo)準(zhǔn)和方法，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)都有相應(yīng)的規(guī)定，如按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10485要求，對于封閉式車燈，將試樣在正常工作狀態(tài)下置于周圍約23±5 ℃的環(huán)境中或置于相同的溫度高溫試驗箱內(nèi)，在試驗電壓下13.2 V（12 V系統(tǒng)）或28.0 V（24 V系統(tǒng)）點(diǎn)燈30 min，再把試樣快速的完全浸沒在23±5 ℃水中5 min，試驗后目視檢查試樣透光部件應(yīng)無裂紋、不起泡。而對于各汽車企業(yè)而言，也有相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對車燈產(chǎn)品的檢測要求。

4 總結(jié)

隨著社會進(jìn)步和人們生活消費(fèi)水平的提高，越來越多的家庭擁有了汽車，人們也更加關(guān)注汽車產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)企業(yè)也更加重視汽車產(chǎn)品的可靠性問題?？煽啃越沂玖水a(chǎn)品質(zhì)量的本質(zhì)，是產(chǎn)品質(zhì)量的永恒主題。

就可靠性技術(shù)水平而言，與其他先進(jìn)工業(yè)國家相比較我國還是相對較低，提高汽車產(chǎn)品的可靠性是改善我國汽車質(zhì)量的關(guān)鍵。早在20世紀(jì)90年代原機(jī)械電子工業(yè)部就提出“以科技為先導(dǎo)，以質(zhì)量為主線”的發(fā)展模式；近些年，提出“以可靠性為中心的全面 管理”的理念，在有關(guān)部門的重視和配合下，已經(jīng)成立了中國汽車工業(yè)學(xué)會汽車可靠性專業(yè)委員會，爭取盡快提高國產(chǎn)汽車的可靠性水平。為推動我國汽車可靠性技術(shù)的發(fā)展，需在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、管理、銷售服務(wù)的各個環(huán)節(jié)作出努力，因此從事產(chǎn)品開發(fā)、研究、企業(yè)管理、生產(chǎn)組織、業(yè)務(wù)采購、市場預(yù)測、銷售服務(wù)的技術(shù)人員，需熟悉和掌握提高可靠性的方法和手段，這也必將為我國的汽車產(chǎn)業(yè)提供可靠的質(zhì)量保證。

[1]中華人民共和國機(jī)械工業(yè)部．汽車整車產(chǎn)品質(zhì)量檢驗評定方法[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997.

[2]劉裕源,霍樹君．汽車可靠性試驗[J]．汽車技術(shù), 1999,10.

[3]朱維濤,陳祥熙．汽車燈具設(shè)計原理與方法[J]．光學(xué)儀器, 2002,24(6):35-41.

[4]金光. 汽車組合前照燈的可靠性研究[D]. 武漢:華中科技大學(xué), 2005.