车灯的雾气会严重影响车灯的外观及性能，同时这也是目前车灯行业难以解决的一大难题。本文初步分析了客户对雾气的试验要求、雾气形成机理、车灯结构及通气孔位置对雾气的影响，并初步分析了影响雾气消除时间的因素。

汽车车灯的内部凝结问题是当前影响车灯质量、寿命和使用效能的一个严重问题。在车灯内水蒸气的数量和分布，取决于车灯与外部环境、通气孔以及车灯的结构特征。本文主要阐述了客户对产品雾气的要求、周围环境和排气孔对雾气的影响，以及对雾气去除时间的研究。

客户对车灯雾气的要求

（1）预处理：将灯泡、灯泡密封盖从灯上取下；放在80 ℃，湿度＜10%RH的环境下，干燥24 h；冷却至室温，重新将灯泡和灯泡密封盖装上，将灯具以装车状态放置于试验箱内，使灯具的后侧温度保持在（20±4） ℃，湿度（70%±10%）RH，前侧温度保持在（20±4） ℃，湿度（75%±10%）RH，放置至少24 h。

（2）以大于2 ℃/min的速率升温，使灯具后侧的环境温度上升至80 ℃，湿度至（10%±5%）RH，直至环境温度达80 ℃。

（3）与近光一起点亮灯具的所有功能，并开始对配光镜喷水（只喷配光镜，水压0.3 MPa；速率18 L/min；水温15～25 ℃）。

（4）持续监控灯具的结雾情况。

试验后，灯具必须满足密封、外观和功能要求，并且灯具不应有雾气产生。

车灯内部雾气生成机理分析概述

车灯内部可以看成是一个有热源的充满空气的温度能升高的空腔。由于灯泡的加热作用，车灯内部存在着镜面辐射换热和自然对流，其中的流场、温度场以及湿度场最终决定了车灯内部的结雾形成和消失情况。汽车车灯一般都有通气孔，能与外界进行气体交换，当环境中的湿度比较大时，车灯内部的湿度相应也较大，而在车灯的局部区域可能温度较低，与环境温度相差无几，空气中的水蒸气在该区域由于有凝结核的存在很容易出现结雾，并且，由于固体壁面较容易散去水汽凝结放出的潜热，会导致该处的结雾进一步加剧。

汽车车灯内腔和材料中常常会因为各种原因而存在少量水分，当车灯点亮时，灯泡附近的温度高达几百摄氏度，车灯内的积水吸收热量后迅速蒸发，使车灯内腔的湿度增大很多，而车灯局部区域的温度可能远远低于其他区域，在该区域则很容易出现结雾。

车灯典型结构的影响分析

作为汽车造型的点睛之笔，车灯的造型各异，导致结构也各不相同，每种车灯内部的腔体形状也千差万别。根据前面的分析，车灯内部存在的流动死区和配光镜的低温区是形成车灯内部结雾的一个重要原因。在有些车灯类型中，往往有狭窄区域，如图1所示的某后灯，该狭窄区域构成明显的车灯内部空气流动的死区，并且无灯光对该区域的配光镜内表面有明显的加热作用，故该区域配光镜内表面温度较低。由于存在狭窄区域，在实际的淋雨雾气试验中，在该狭窄区域确实发现有雾气，灯点亮约60 min后雾气才消失，这显然是由于该区域的温度较低，并几乎不参与车灯内部的空气流动而导致的。

通气孔对排气的影响

由于通气孔对灯内湿度、雾气都有相当程度的影响，因此，有必要将通气孔分布对雾气消散时间的影响进行评估。

试验的样品为一长方形、光源焦距为23 mm、光源采用P21W的灯泡。腔高度为120 mm，宽度为200 mm，灯腔体积为5 000 cm3。通气布（灯具中贴于通气孔处用于防水防尘的透气膜）分布于灯泡的正上方和正下方，粘贴的方式与抛物面相切（如图2所示）。

相对湿度探头安装到离灯泡最远的配光镜上，位于车灯的左下角，此处由于距灯泡较远，最容易冷却，另一个探头放在通气孔附近用来测定外部条件的变化。试验时，设定外部湿度为50%左右，室温约20 ℃。

根据试验显示，靠近上面的孔比靠近下面的孔更有优势。表和图3显示了当湿度降低到初始湿度值的一半所需的时间。

从试验可以看出，通气孔的分布对湿度降低有较大影响，相比之下，上部较下部的通气孔影响稍大，这是由于点灯之后，空气向上流动，上部的通气孔容易发挥作用，而两个通气孔同时开启时，在热量的作用下，可以很好地形成对流，因而效果显著提高。

雾气去除时间分析与研究

图4是在给定温度下空气中的水汽饱和时水蒸气含量的曲线。由图可见，40 ℃时水蒸气密度约为50 g/m3。如果向容器中提供更多的水蒸气，则会导致容器的表面上凝结成液体。同理，如果水蒸气混合物的温度降低，而其他参数保持不变，也会导致水蒸气的凝结。而液滴的蒸发则与上述过程相反，必须减少容器中的水蒸气或增加容器中的温度。

理论和试验表明，液滴的蒸发率受液体的表面积和曲率影响。液滴蒸发的时间符合以下定律，与液滴直径的平方成正比：

式中，D——液滴的直径

λev——蒸发常数。

水滴的大小与配光镜表面的灰尘及悬浮颗粒有着直接关系，如果配光镜表面的灰尘颗粒大或悬浮颗粒的浓度高，都会进一步增加水滴大小，从而增加蒸发时间。因此，保持灯具的密封避免灰尘进入灯具内部对解决灯具问题十分有利。

总结

雾气是灯具中较常见且难以解决的问题，雾气的产生需要三个条件：车灯内有足够的水蒸气，车灯内温度低于水蒸气凝结的临界温度，存在凝结核。因此，要解决雾气问题，需尽量避免水蒸气进入灯内，避免灯具设计时有温度盲区，增加空气流动，并保持灯具密封，避免灰尘进入灯内。

通气孔的分布对灯内湿度起着重要的作用，通气孔的合理分布可以更有效地减少车灯内的湿度。在静态环境中，上部的通气孔对雾气的扩散效果优于下部通气孔。而两者的配合使用可以更大程度增加空气流通，减少雾气的发生概率。

雾气清除时间是一个比较复杂的问题，而干净整洁的灯内环境可以减小水滴的形成尺寸，从而缩短雾气的挥发时间。