汽车车灯的结雾准则研究

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1、2015年1月机械设计与制造工程Jan．2015第44卷第1期MachineDesignandManufacturingEngineeringV01．44No．1DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．01．018汽车车灯的结雾准则研究刘红，曹翔，蒋兰芳(1．浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州310014)(2．浙江工业大学之江学院，浙江杭州310024)摘要：针对某车灯(前照灯、后尾灯)易发生结雾而影响车灯正常使用的问题，建立车灯热一流耦合仿真模型对车灯点亮工作状态进行仿真分析。在准确预测车灯各部件的温度分布和内部空气流动状态的条件下，提出了分区露

2、点温度的概念，并给出了基于仿真分析温度场结果的分区露点温度的计算方法。在此基础上，对汽车车灯点亮后是否结雾给出了判定准则。研究成果为开展车灯的热设计以实现车灯防雾提供了有益的基础。关键词：车灯；结雾；温度场；露点温度；热流耦合分析中图分类号：U463．65文献标识码：B文章编号：2095—509X(2015)01～0075—04随着汽车车灯行业的不断发展，车灯的热设计辐射，此外这个辐射模型还可以和流场模型相结越来越受工程人员的关注。但是到目前为止，车灯合，从而提高计算准确程度。LiuHong等讨论内部结雾仍然是影响车灯质量的一个主要问题，同了基于水蒸气冷凝原理的车辆用灯具内部结

3、雾原时也是一个世界性难题，各国车灯具制造厂家都在理，并根据该原理提出车灯的临界雾化湿度的概研究探讨这一难题⋯。以前的车灯主要是用玻璃念。JiangLanFang等对集成大功率LED灯的散和金属制作，现在主要采用工程塑料。塑料的熔点热方法进行了研究，以解决散热器在工程中应用的比较低，车灯温度过高，会引起塑料的软化造成车散热问题，对不同造型的前大灯的温度场进行了研灯不能正常工作。另一方面，温度过低，很容易引究，并以某前大灯的造型设计为例，提出了考虑车起车灯起雾的问题，严重影响驾驶员的视线，威胁灯外部空气流动影响的车灯设计方法。人的生命安全。因此有必要对车灯热问题进行研随着计算机技术

4、以及计算传热学、计算流体力究。学的迅速发展，计算流体力学数值计算技术的应用有不少学者针对不同型号的车灯做了很多有越来越普遍，在许多领域取得了成功。本文尝关车灯结雾的机理分析及消除措施方面的研究。试利用数值分析的方法，预测可能出现的温度过低黄宝陵等指出了车灯结雾的3个基本条件：(1)的部分，并减少开发新产品过程中的成本。车灯内的空气中必须含有足够的水蒸气；(2)车灯内必须存在温度低于当地水蒸气凝结临界温度的1车灯模型简化区域；(3)车灯内部存在凝结核心。徐小平等人1．1车灯基本结构从热分析角度指出有些车灯由于装饰作用，造成狭图1所示是某车灯厂生产的一款前大灯。车窄区域构成明显的车

5、灯内部空气流动的死区，并且灯的主要部件包括：远光灯、近光灯、转向灯以及3无灯光对该区域的灯罩内表面有明显的加热作用，个光源的反射体、装饰框、灯罩、灯体等。导致了该区域灯罩内表面温度较低。林娇弟确1．2车灯传热的基本过程定了实践上可行的凝结判断准则。车灯传热过程比较复杂，它包含了热量传递的w．I．Moore等人使用ADINA—F软件对车3种基本方式：热传导、热辐射及热对流。车灯被灯内部的温度场和流场进行仿真，建立的辐射模型点亮后，灯丝对灯泡进行辐射加热，灯泡对反射体、不仅可以处理红外辐射，还可以处理可见光部分的灯罩及遮光罩进行热辐射。灯泡对空气加热的效收稿日期：2014一l1—2

6、7作者简介：刘红(1960一)，男，浙江杭州人，浙江工业大学教授，博士，主要研究对象为现代车灯开发。·75·2015年第1期刘红：汽车车灯的结雾准则研究中的水汽距离饱和的程度。由于目前没有合适的方法判断车灯结构是否会影响结雾，因此本研究引进分区露点温度的概念，通过CAE仿真计算得到车灯某一区域的露点温度，即分区露点温度，由此可以判断该区域是否容易结雾：该区域的壁面温度有较多的低于分区露点温度的点，则容易结雾。车灯点亮工作时，灯泡的辐射加热及对流加热改变了车灯内部的空气与固体的温度分布。由于装饰框与反射镜的分割效果，车灯内部由若干相对图5车灯实验独立的空间组成(称为分区域)。由于

7、各个分区域实验中事先选取灯罩上的一些关键点，将热电的空气温度变化是不同的，从而使各分区的结雾可偶测量值和仿真值的对比列入表2，误差分析可见能性不同，造成了有的分区域不易结雾，有的区域仿真值和实验值相对误差较小。计算得出平均误很容易结雾。根据热力学关于结雾原理的解释，可差小于13．4％，具有较高的可信度。以理解为车灯的露点温度与车灯内部的温度太接近是车灯结雾的原因，即车灯某一区域的固体壁面表2实验结果对比温度低于该区域的露点温度，则该固体壁面将结雾。在车灯点亮工作后车灯型腔内各分区域的温度发生