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深度剖析汽车车灯凝露问题及解决方案

2023-06-16

背景概述

汽车照明系统是指给汽车提供照明和信号的系统,是车辆在夜间和恶劣天气行驶时必不可少的电气设备,其主要用途是照亮前方的道路及发出安全信号,对汽车夜间和恶劣天气行驶安全性起着至关重要的作用。但随着LED照明在汽车应用中日益普及,凝露问题也越来越多。我们先了解一下什么是车灯凝露?车灯凝露是水汽进入车灯内部后,由于条件的变化凝结成水珠。它不仅会影响车灯的美观度,影响驾驶员的视线,还可能造成车灯电子元件的损坏。

需求分析

1.减少车灯凝露:无论汽车处于行驶还是静止状态,WERS透气膜均能可靠运行,限度地减少凝露。这一点尤为重要,因为汽车通常96%以上的时间都处于静止状态!

2.提高设计灵活性:小型化外壳和配置更紧凑的元器件需要在采用小巧、轻薄设计的同时实现更有效的透气性能。

3.提高密封完整性:保持密封完整性,使车灯性能随着时间的推移也一样可靠。无论汽车处于行驶还是静止状态,响应灵敏的持续压力平衡都可防止出现密封应力,并有助于避免密封过早失效。

4.保持性能:当车外照明设备中出现凝露时,最坏的情况并不是您在透镜上所看到的雾气,而是凝露可能造成隐患,它会腐蚀电气触点,降低车灯高价值电子部件的性能和可靠性,并缩短其使用寿命。

原因分析

车灯中的水分来源于哪里?经试验分析和验证有以下3大原因。

第一、通过反射镜、配光镜等塑料表面进行水分转移,主要是通过吸附,这部分占整体水分的80%以上

反射镜、配光镜等材料表面吸附着不可见的水分子,当打开车灯或者外界温度较高时,车灯内部温度上升,反射镜、配光镜等材料表面随着温度升高,会释放出这些水分子,随着空气对流,逐渐从温度高的部位湿度升高,当淋雨使得灯具配光镜温度急剧下降时,就会发生可见的雾气;当车灯关闭后或者温度下降,塑料材质的车灯就会像海绵一样吸收水分。当光源再次开启时,温度升高,塑料中释放出累积的水分。与此同时,露点的升高将导致车前大灯温度最低处形成凝露。下次关闭光源时,温度下降,塑料又将吸收水分。

第二、通过塑料表面水分转移,主要是通过吸附水分渗透,这部分占整体比率很少

外部水汽长期通过塑料不断进行扩散渗透,从而进入外壳内部。

第三、通过防水透气产品本身进行水分转移,可以理解为对流、扩散,这部分占整体比率也很少

在汽车行驶途中,或者发动机运行、车灯打开产生热量等情况下会产生压差,假如选用的防水透气产品为开放式透气方案(例如透气管或比较通透的透气帽),水分便会通过至少2个透气孔循环至壳体外。其次,汽车无论是启动还是熄火,运动还是静止,水汽扩散都在时刻发生,从高浓度区域向低浓度区域移动来趋于平衡。空气含水量/浓度梯度、防水透气产品性能特性、防水透气产品几何结构和安装几何结构都会影响扩散的速率。

如何解决汽车车灯凝露难题

1、保护车灯外壳,以防水、昆虫、车用液体、灰尘和污物进入;

2、实现持续的水汽扩散:无论是在汽车处于停车或行驶状态下,还是在发动机舱空间严重受限的情况下,可以降低凝露产生风险,缩短凝露清除时间;

3、防水透气产品有多种几何形状可选,可满足特定车灯设计需求。

解决办法

透气管通过对流效应可在汽车行驶时有效减少凝露,但无法确保车前大灯免受灰尘、污物、沉积物或水的影响;类似透气帽的产品可提供污物等异物的有效防护,但仅提供极为有限的扩散效应,无法很好地减少凝露的产生。面对这样的情况,施柏德采用膨体聚四氟乙烯(ePTFE)材料来制造胶黏式汽车防水透气产品可以让空气和气体自由通过,因而水分能够在产生冷凝问题之前扩散掉。由于这种透气膜的孔比水滴小两万倍,因此能够防止液体及细小灰尘和微粒进入。恰当地平衡了两者——既能防止灰尘颗粒和液体进入,又能可靠有效地减少凝露。主要产品有:透气帽灰色透气膜蓝色透气膜

产品功能

1).平衡敏感的电子设备内外压力差(压力补偿);

2).有效降低密闭壳体内部的雾气;

3).防水、透气、防尘;

4).可以通过自动化或者手动的方式将其固定到电子元件壳体表面。

典型应用

汽车大灯、尾灯、雾灯、转向灯