本发明涉及汽车用氙气灯防雾装置设计及应用。
背景技术：
随着经济的全球化和智能制造的快速发展，不管是城市还是农村，交通设施得到了前所未有的飞跃，也进一步带动了汽车制造业的发展，尤其是在汽车灯具照明技术方面。氙气灯逐渐应用于汽车照明领域。然而在使用过程中发现灯具起雾严重影响着汽车灯具的安全，由于水汽的存在，一方面导致灯具环境潮湿从而影响灯具内元器件的使用寿命；另一方面，当灯具环境温度降低，灯具内的水汽会形成一层雾气，严重影响车灯的照明。因此，如何开展灯具的防雾装置设计研究，成为关注的重点和难点。
灯具的起雾涉及到热流动、传导、材料及结构设计等多方面的知识，是一个多学科的交叉问题。国内外主要从试验测试和数值仿真的角度开展相关的研究工作。在试验方面，采用高低温长时间的淋雨试验或存储试验来验证前照灯的各项性能，观察是否存在结露现象，提出改进措施。在数值模拟方面，主要是分析灯具产品的内部温度场、流动场、水汽浓度场等，通过车灯结构死角区域进行优化和改进。研究分析认为灯具内出现雾气的原因是灯具内的水汽含量低于样品工作过程中饱和温度面罩表面形成的膜状和水珠状凝结，也就是说这是一定条件下水蒸气在灯罩表面气液转换的结果。其中，灯具内的水蒸气主要是灯具内存在的积水和与环境换气过程带来水分蒸发的结果。
当车灯点亮、熄灭或者转向灯闪烁时，灯具经历着温度不断上升和下降的状态，而汽车灯具内的温度分布遵循着辐射换热和自然对流换热相结合的方式，但由于灯具内部结构的局限性，一定程度对这2种方式的热传递产生了阻挡作用，不能实现温度的均匀分布，灯具内部温度的不均匀是导致灯具起雾的主要因素。
此外，在一定条件下，水蒸气在灯罩表面气液转换形成起雾现象，其中，灯具内的水蒸气主要是灯具内存在的积水与环境换气过程中水分蒸发的结果，灯具内的水蒸气是不可避免的。而当灯具内的水蒸气处在温度不断变化并且分布不均匀的灯具环境时，这就使得水蒸气在灯具内部出现流动现象。水蒸气的流动一方面加剧了与外部环境的换气速率，另一方面也将热量传递到灯具内的各个腔体处。虽然灯具内部与外部环境的换气过程可以将灯内的一部分水蒸气排出，但效果并不明显，灯具内部各个部位仍然存在着大量水蒸气，特别是在温度较低的区域，水汽现象更为严重。雾气的产生主要在车灯温度较低、角度相对复杂的结构角落。
凝结核是导致雾气凝结必不可少的因素，在灯具内部零件的表面，特别是面积较大的面罩内表面，存在着微细凹凸不平的凝结核。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种可提高车灯寿命且可避免车灯水雾干扰的汽车用氙气灯防雾装置。
本发明提供一种汽车用氙气灯防雾装置，其包括：一纳米疏水层，所述纳米疏水层涂覆在所述车灯的内表面，所述纳米疏水层表面的水汽沿所述纳米疏水层均匀铺开；预定数量的加热片，其固定安装在所述车灯内壁上，用于将车灯内水汽加热使其气化；预定数量的通气孔，其沿所述车灯内壁的厚度方向贯穿，连通车灯内外部；以及一湿度传感器，其固定于所述车灯内壁上，用于检测所述车灯内部的湿度。
优选的，所述汽车用氙气灯防雾装置设置有一对加热片，所述一对加热片分别设置在所述内壁上所述近光灯及所述远光灯对应的温度最高区域。
优选的，所述一对加热片分别设置在车灯使用状态下，所述内壁上所述近光灯及所述远光灯的正下方。
优选的，所述汽车用氙气灯防雾装置设置有一对通气孔，所述一对通气孔分别位于所述车灯内间隔最远的两个角上。
优选的，所述湿度传感器设置在车灯使用状态下内左侧湿度大位置，用于实时监测所述车灯内湿度。
本发明提供一种汽车用氙气灯防雾装置，其加热片可将水汽加热使其气化并将其排出，且所述加热片设置于对应车灯点亮时温度较高的部位，使车灯在熄火状态下，启动加热片加热也能使水蒸气产生流动；其湿度传感器根据雾气分布情况设置一阈值，当湿度传感器检测到的湿度数据大于阈值时，便启动加热片加热，且所述湿度传感器设置在车灯内左侧雾气分布较多的位置安装湿度传感器以便于实时监测灯内水汽含量；其根据车灯点亮时灯内水蒸气的流动情况设置的所述一对通气孔，位置对应加热器启动加热时水蒸气流向的部位，可加快流动的水蒸气从所述一对通气孔中流出所述车灯外；其车灯内表面涂覆的一层纳米疏水层，使水蒸气遇到疏水层时能够均匀地铺展开，在疏水层上铺展均匀的水分会越来越多慢慢液化，而液化形成的水滴聚集并最终从所设的左下角的通气孔流出灯外。双重排雾可保证所述汽车用氙气灯防雾装置在车灯开启和熄灭状态下水汽都能很好的气化并排除，避免了车灯内部集聚过多水汽，提高了车灯的寿命。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的一种汽车用氙气灯防雾装置的结构示意图。
具体实施方式
下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例首先对灯具整体结构进行设计，对内部修饰框结构进行优化以减少死区角度和遮挡效应。整体结构设计如图1所示。
本实施提供的汽车用氙气灯防雾装置包括一纳米疏水层(图未示)、通气孔1、通气孔5、一湿度传感器4、一对加热片6。
所述纳米疏水层(图未示)涂覆在所述车灯的内表面，所述纳米疏水层(图未示)表面的水汽沿所述纳米疏水层(图未示)均匀铺开；
所述一对加热片6固定安装在所述车灯内壁上，用于将车灯内水汽加热使其气化；
所述通气孔1及所述通气孔5沿所述车灯内壁的厚度方向贯穿连通车灯内外部，所述通气孔5设置在所述车灯远光灯3下方远离所述近光灯2一侧；所述通气孔1设置在所述车灯近光灯2上方远离所述远光灯3一侧，所述通气孔1及所述通气孔5位于所述车灯距离最远的两个角上，可加快所述车灯内的水气的排除。
所述湿度传感器4，其固定于所述车灯内壁上，用于检测所述车灯内部的湿度。
为防止灯内积水过多，在灯内安装一对加热片6，将水汽加热使其气化并将其排出。首先，根据雾气分布情况，在车灯内左侧雾气分布较多的位置安装湿度传感器4以实时监测灯内水汽含量，并设置一阈值(具体阈值根据不同灯具结构经过试验设定)。当湿度传感器4检测到的湿度数据大于阈值时，便启动所述一对加热片6加热。同时加热片6安装车灯内位置对应车灯点亮时温度较高的部位，使车灯在熄火状态下，启动加热片加热也能使水蒸气产生流动。车灯内2个通气孔是根据车灯点亮时灯内水蒸气的流动情况设置的，通气孔1及5的位置对应加热器启动加热时水蒸气流向的部位，让流动的水蒸气从2个通气孔中流出灯外。
由于灯具结构的局限性，使得受热流动的水蒸气并不能全部从通气孔流出，停止加热时虽然水汽含量大大减少，但仍有一部分水汽滞留在灯内。为了防止随着车灯温度的降低引起水蒸气遇冷在车内结构体表面形成水珠的隐患，在车灯内的结构表面涂覆一层纳米疏水层(图未示)，使水蒸气遇到纳米疏水层(图未示)时能够均匀地铺展开，当水汽含量过高时，在纳米疏水层(图未示)上铺展均匀的水分会越来越多慢慢液化，而液化形成的水滴由于重力因素会缓慢下流、聚集并最终从所设的左下角的通气孔5流出灯外。从而，很大程度减少了灯内滞留的水分。通过加热片6对水汽加热使水汽从通气孔流出，停止加热后，设计的纳米疏水层(图未示)让遗留在灯内的水汽液化成液滴然后从底下通气孔5排出，双重排雾，最大可能地减少车灯内的水汽。
不同汽车的车灯结构大同小异，但在结构设计过程中防雾原理大致相同，其中涉及到的因素有很多，包括车灯结构、温度场、湿度场、流动场、所处环境等。通过剖析起雾原因，本发明提出基于湿度传感器、加热片和纳米涂层的双重防雾设计装置，尽可能地减少灯内的水分，保证车灯使用寿命。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。