汽车前大灯系统阳光聚焦问题研究_曹妤强.pdf

汽车维修技师2023年第8期126职教天地 CAREER EDUCATION摘要：透镜由于其聚光性、穿透力等优点，逐渐成为前照灯设计最常采用的结构形式，被越来越多的车型所使用。然而，在透镜灯具使用过程当中，发现有的汽车前照灯透镜周边部件出现烧蚀现象。本文将讨论前照灯系统中太阳光聚焦问题，以及改善前照灯聚焦的潜在解决方案。关键词：汽车；前大灯系统；阳光聚焦；透镜随着机动车灯具技术的不断发展，透镜组在灯具中的应用也越来越广泛。但是由于结构设计的原因，太阳光在经过透镜后可能会在某一（些）区域聚焦，若聚焦区域分布在灯具的某一（些）结构上，则该结构表面会因太阳光聚焦而产生高温，因而存在失效的风险1。1 汽车前大灯聚焦原理凸透镜聚焦原理：模组前方的透镜，其本质是一个凸透镜，对光有聚集作用。当太阳光照射到地表时候，可以认为是近似的平行光。当太阳光摄入透镜时，产生折射，折射后的光照射在透镜后部的平面上，这时候，一部分光会继续折射，再次射入空气中，而另一部分光则进行全反射，全反射的光经过透镜的外表面时又产生了折射，折射的光线会在某个点附近聚集，这就是太阳光产生聚焦现象的根本原因。2 处理太阳光聚焦灼烧问题及排查思路在前期未经过模拟仿真验证的待上市或已上市车型，可以参考如下的案例方法进行排查和修正。2018年某车企待上市车型前组合灯主装饰框在近光斜下方区域出现烤化现象，左右灯均有出现且为对称位置。现象说明：紧急排查发现，30辆试验车中28辆出现装饰框被烤焦现象。低配车型无透镜，未发现该问题。问题车均为高配带透镜前照灯车型。根本原因分析：（1）怀疑零部件材料使用不合适，但高低温储存、恒温湿热等相关试验均已通过，主装饰框未出现问题。（2）设计阶段配套车灯厂不具备软件分析能力。首样交件月份太阳光照强度较低，聚焦对装饰框影响不大，未发现有烧坏产品。汽车前大灯系统阳光聚焦问题研究江铃汽车股份有限公司/曹妤强推出可能的主要原因：太阳光照射透镜形成聚焦。故障重现验证：（1）补充进行仿真模拟确认，聚焦点位置验证。（2）新产品晾晒重现。选择左右各10只灯，在无遮挡场地环形围绕布置，离地高度为车身安装高度，模拟车身姿态在阳光下放置不同角度的情况。静置暴晒从早上7点太阳升起至下午7点太阳下山。检查每只灯烧蚀情况及位置，烧蚀区域集中在红圈，如图所示。（3）光线追踪，采用遮挡方案减少光线，在3D数据上描出相关区域，并考虑增加帽檐装饰框将入射的太阳光遮挡，该方案需要客户造型确认，同时确认配光是否会受到影响。解决方案:（1）在透镜局部非配光区域增加花纹以减少参与聚焦的太阳光线。（2）在透镜增加花纹区域覆盖装饰件以满足造型遮挡需求或者在大面罩上增加花纹。（3）分析透镜布置，在前照灯中放置位置后移，规避阳光。3 结束语根据当前技术水平，前照灯规避太阳光聚焦问题一般采取如下方案：（1）将模组透镜后面的平面改成双曲面透镜。但是这种方案，会影响光学性能，增加光学设计的难度。（2）在模组装饰框上增加遮挡阳光的结构或者在不影响光学性能上，模组往车身后方进行移动。（3）靠近模组的装饰框表面采用镀铝方式，也可以有效地降低聚焦风险。（4）采用更高耐温等级的材料，但是成本较高。参考文献1张颖,王丹丹,柳沛,等.机动车灯具太阳光模拟聚焦试验的实现方法J.中国汽车,2021(12):18-20.烧蚀位置