南宁燎旺车灯股份有限公司 广西南宁 530000
摘要：随着汽车工业的快速发展，新光源和新技术的不断创新和应用，极大地推动了车灯设计和制造的发展。从全封闭头灯到光导导光系统，从卤素灯泡到LED光源模块，发生了翻天覆地的变化。在车灯的设计和制造应用过程中，涉及到光学、电子、电器、材料等多种技术，从产品、标准、技术等方面反映出自身的发展趋势。因此，有必要在此前提下，重视对汽车灯具设计制造应用的研究，从而更好地提高汽车灯具的设计应用水平。
关键词：汽车灯具；设计；LED技术；
前言：车灯是汽车的“眼睛”，起着照明和装饰的作用。在车灯光源的发展趋势下，新技术、新工艺不断被引进，如LED技术的应用，为车灯的设计和应用开创了新的方向和思路。应充分考虑汽车灯的安全、环保、节能和技术要求，不断提高汽车灯的设计和应用水平。
1 分析汽车灯具发展的趋势
1.1 产品发展趋势
汽车灯具产品呈现多元化发展趋势，如白炽灯、卤素灯、高压气体放电灯(HID)、发光二极管(LED)灯等。每个都有自己的应用特性和性能。在未来汽车灯具的发展过程中，低能耗、空间紧凑的电动汽车或混合动力汽车是主要的。在LED技术的支撑下，主要采用注重节能环保的“绿色汽车”的设计和应用。主要使用卤素灯、HID灯、LED灯，LED灯以高达100lm/W的输出显示出较强的市场竞争力，体现出无延迟、节能环保、低热、抗震、色纯度高的特点。
1.2 标准发展趋势
汽车灯具的安全标准有所提高，如前照灯、前雾灯、AFS调节装置、后雾灯、反光标志安装装置、转向灯、位置灯等。，并增加了新功能，如自适应远光ADB安装和检测距离、前位灯、后位灯、日间行车灯(DRL)等。从而拓宽了灯具的新用途。从检测方法来看，也进行了更新升级，统一了球面配光屏、测试方法、光学活动描述单元。
1.3 技术发展趋势
随着光源、光学设计、电子电气设备和材料技术的不断发展，汽车灯技术以HID和LED光源为主，实现了电子、电气和电子控制技术的一体化设计和应用，突出了其特殊的发光造型、个性和艺术特色。其代表技术主要包括:主动红外夜视辅助驾驶系统和平视显示系统；智能尾灯；衍射光学车灯；低电子束车灯；OLED应用等。
2 发光二极管汽车灯具结构设计基本叙述
2.1 LED车灯防结露防起雾结构设计
目前，LED车灯主要包括散热器和由灯罩和外壳组成的灯室，灯室中的金属基PCB上焊接有LED灯珠。通过对大量调研数据的分析可以看出，LED车灯防结露起雾结构的机构组成主要包括:一、LED车灯外壳后端口与散热器前端的连接处设有硅胶密封圈，两者之间的连接方式主要是旋转夹紧；其次，在LED车灯灯罩和外壳的外侧，设计时应设置至少一个将迎面而来的风导向散热器的导风槽；第三，本发明还包括设置在灯室外的驱动控制箱，驱动控制箱内设置有控制发光二极管灯珠运行的控制元件；第四，为了从根本上保证灯具的最大功能，在PCB板的后端面和散热器的前端面之间要设置一个散热油脂，以保证灯具的效果。
2.2 电路和软件设计
在实际设计过程中，为了从根本上保证外部照明灯、外部信号灯等强制性检测功能的最大发挥，一方面设计师要明确设计的创新原则和现有产品的技术优势，然后在结构组装安装过程中严格按照设计方案进行拼接；另一方面，车灯已经成为汽车造型不可缺少的重要装饰。对汽车工业的发展起到了画龙点睛的作用。
因此，为了将前照灯、雾灯和转向指示灯有机地结合起来，汽车行业的设计人员需要清楚地了解汽车行业的电路和软件解决方案，以便遵循相关的结合和拼接程序，从而保证LED汽车灯的最大功能。
3 分析汽车灯具的密封结构设计
3.1 汽车灯具密封结构设计
(1)配光镜与灯壳的密封粘接设计。灯具配光镜和灯壳之间的密封和粘接方式有很多种。以前组合灯为例，考虑到其材质为PC的配光镜和PP灯壳，无法实施热板焊接和摩擦焊，因此采用热熔胶粘接、冷硅胶粘接和PU胶粘接。后组合灯主要采用热板焊接和摩擦焊。但摩擦焊虽然有明显的粘接优势，但成本极其昂贵，难以推广。前组合灯灯壳胶槽设计中，配光镜的粘胶筋应位于灯壳胶槽的中间。如果有偏差，就会形成偏胶而产生缝隙，导致内部结构进水，影响灯具的正常使用。因此，需要在灯壳的胶槽内侧设计凸筋，保证灯壳的胶槽底部及两侧与配光镜粘胶筋的间隙在设计值内，避免胶槽内橡胶材料空置的现象。设计结构的相关参数主要包括:灯具相互粘接高度> 1mm，粘后间隙> 2.5mm，粘胶筋的尺寸要控制好，保证灯具的密封性。（2）灯具通风结构的合理设计。汽车灯具的通风结构应保证合理的布局、数量和尺寸。由于灯具的照明和灭火操作以及环境温度的变化，灯具内外压力会发生变化，产生压差。所以灯具内外压差一定要平衡，否则会出现雾气，甚至灯具下部会凝成水珠，导致灯具内零件腐蚀。一般采用透气帽、透气胶塞、U型透气管、透气帽组件、防水透气膜、透气胶塞等透气结构，选择相应的透气防水组件，检测防水透气膜的渗水压力，得到相关数值，如组件的有效透气面积、渗水压力、水压阻力、透气膜表面是否渗水等。
3.2 具体防水透气检测步骤如下
1)取下汽车灯的透气塞或2)在试验箱内组装透气塞或贴片，将灯具内95%的潮湿空气封闭。3)用自来水冲洗冷却灯，使其起雾或凝结。4)擦拭车灯表面的水滴，连接额定电源，观察车灯的照度变化和散雾除露的物理变化过程。通过测试，可以保证汽车灯具防水透气部件的通风防水效果，避免灯具内部冷热气体对流，避免灰尘、溅水等异物进入。汽车前照灯通常设计有两个以上的通风口，后组合灯通常设计为每个照明单元有一个通风口，高制动灯通常设计有一个通风口，以确保灯内外气流的顺利对流，避免雾气和积水。同时还包括以下防雾措施，如:改变汽车灯具装饰框的设计，减少辐射和对流盲区；采用防雾喷漆工艺，灯罩内表面由冷凝方式变为薄膜冷凝方式；调整反射器的形状、位置和辐射场分布。
3.3 灯具其他通孔结构的密封设计
（1）汽车灯具的调光机构是用来调节灯具的远、近光灯的光形，使灯具的反射器保持一定角度，以满足国家有关规定的要求。相关内部部件主要有:调光螺丝组件、止退簧片、波形垫圈、O型圈等。主要采用调光螺丝和密封圈来达到密封效果，同时密封灯具端面和侧面，并及时润滑和保养耐高温黄油，保证调光螺丝的顺利转动，实现密封防水的设计效果。汽车灯具的密封盖是在密封圈与后盖紧密配合的设计下达到密封效果，保证汽车灯具的端面和侧面保持密封状态，通常设计在前照灯光源后部的开启位置。（2）灯端和线束端插件之间的密封设计。灯端插件与汽车线束端之间应保持良好的密封性能，避免流水沿线束渗入灯具内部结构。一般来说，要注意连接器的合理选择，选择带密封圈的连接器，避免水沿着电线和针脚流入灯具内部。同时要注意后盖的结构，引脚从灯内部引出，引脚与后盖之间不能有缝隙，这样才能成为密封性能好的插片。如果灯内的引出结构是复合插件的导体，应采取过盈配合措施，以保证导体与复合插件之间的紧密性。（3）灯具和车身设计。车灯与车身之间应保持良好的配合，并充分考虑车灯与车身之间的间隙和表面差异。必须在设计规定的范围内，并留有足够的间隙和表面差异，以保证灯具的完整性，避免变形和断裂造成的渗水。
结束语：
总之，汽车灯具是汽车零部件中不可缺少的一部分，有其自身的特点和发展趋势。随着LED技术的应用，他们也在不断发展进步。在设计灯具的形状和配光时，还应注意汽车灯具的密封和防水性能的结构设计，以保持汽车灯具的内压平衡，提高灯具的美观性和安全性。
参考文献：
[1]梁 静. LED汽车灯具防雾装置设计及应用.2019.
[2]周小龙. 浅谈LED汽车灯具结构设计及光学设计.2020.