汽车灯具的密封结构设计分析 禹文浩

汽车灯具的密封结构设计分析禹文浩

摘要：随着生活水平的不断提高，汽车走进了家家户户，汽车的设计也很大程

度上影响了客户的选择。对于汽车灯具而言，灯具如果因为严密性不好而导致进

水的话，不仅会影响灯具的照明，还会影响其外观。灯具进水属于质量问题，可

以避免并且不允许发生。文章通过分析进水原因，影响因素和其结构进行分析研究，提出了相应的预防措施和后期验证流程。

关键词：汽车灯具；密封结构；设计

1 汽车灯具概述

1.1灯具的种类

汽车的灯具分为前部灯具和后部灯具，其中汽车前部灯具主要有：近光灯，

远光灯，前转向灯，DRL昼间行使灯，角灯，侧转向灯，前位灯，前侧标识&前

侧回复反射器，前雾灯。汽车后部灯具主要有：后雾灯，牌照板照明装置，倒车灯，后回复反射器，后转向灯，后位灯，高位制动灯，后侧标识及后侧回复反射器，制动灯。

1.2 灯具法规的种类

汽车灯具的法规种类根据各国具体政体、国情不同而有所不同：中国CCC/GB，欧洲ECE标准，北美F/CMVSS，日本保安基准，印度AIS，台湾认证规则，澳洲ADR等。

1.3 灯具法规中的要求

灯具法规中的要求主要分为以下几个方面。（1）光学性能：规定了最大和最小的照度值及位置。（2）色度：用坐标规定了发光光色。（3）标记：规定了制

造者名称、型式、认可编号、机能。（4）材料：规定了能够在光学零部件中使

用的材料的条件。（5）耐久性及安装：规定了预想到的外部影响因素的耐久性

试验（环境试验：振动、腐蚀、湿度、尘埃、耐热等）。（6）测定条件：规定

了必要的测定方法、设备。

2 密封效果差的原因

在现代的车灯制造业中，车灯的设计制造工艺都日趋复杂，并且有大量的先

进技术运用其中，车灯的质量虽然日趋完善，但是由于密闭性差导致的进水问题

仍然是影响车灯质量的主要原因。车灯会遭遇到各种可能的气候，路况等环境，

甚至有时包括人为地破坏。灯具温度随着环境的变化产生骤降导致灯具内部压力

降低，这时污染物和水分会被吸入，从而引起车灯的故障，严重影响车灯的照明

效果，影响车辆的安全行驶，还会影响汽车的外观。目前，由于车灯密闭性不足

而导致的很多车型的车灯产品报废的情况不容忽视。灯具主要由灯具，反光镜，

配光镜三部分组成，辅助部件包括装饰圈、调光机制、后盖、线束，各种防水塞

构成，通常情况下，灯具进水的原因包括以下四个方面。

2.1 工艺设计原因

例：粘接不够牢靠，胶带粘接不匀，安装过程中力度不合适引起了零件的变形。

2.2 产品结构设计原因

（1）槽件设计不合理，灯座密封效果差，各种密封塞垫的材料选择不合理以及大灯电机松动等等。（2）灯具插件与线束未能严格密封，出现匹配问题等。（3）灯具与车身间隙、面差定义不良，由于灯具周围一般都是钣金件，安装空

间一定要预留充足，避免在装配过程中发生碰撞，导致灯壳、灯玻变形；特别是

像发盖、尾门这种活动件，要预留制造偏差和预变形量。（4）灯具的透气孔使

用设计不当，通气孔的主要作用是保证通气孔内外的压力差，如果不能合理的使

用小孔就会成为进水的一个通道，灯具排气孔的设置，在低端车上常用的是橡胶

弯管或者橡胶弯管加过滤网，可以阻挡一部分灰尘和水分进入，但是由于过滤网

的孔的直径远大于水分子的直径，不能完全阻止水的进入，还容易被灰尘堵住，

产生排气不畅，并且如果整车涉水或者在洗车的时候都会产生进水；轿车上使用

较多是通气盖，质量不好会有透气膜粘接不牢、透气量较小等问题。

3 设计方法的改善

3.1 配光镜与灯壳之间的密封粘接设计

目前配光镜与灯壳之间的粘结方式有，热熔胶粘接、冷硅胶粘接、PU胶粘接、热板焊接、摩擦焊接、超声波焊接六种方式，现在以前组合灯和后组合灯为例，

现在前组合灯采用的粘结方式有热熔胶粘接、冷硅胶粘接、PU胶粘接。前组合灯的材料一般为配光镜pc，灯壳pp，然而这两种材料无法进行热板焊接或者摩擦

焊接，因此前组合灯一般使用热熔胶粘接或冷硅胶粘结焊接。组合后灯的连接主

要采用热板焊接、摩擦焊接两种方式，热板焊接、摩擦焊接相对于黏胶焊接的方

式优势明显，摩擦焊接的设备价格昂贵，产品如果没有特殊要求，一般不采用。

超声波焊接技术在前后灯组合中都有应用，后组合灯用热板焊接、摩擦焊接与硅

胶粘胶连接。

3.2 灯具通气结构的合理布置

灯具熄灭的过程与环境内外温度差会对灯内造成压力差，降雨会导致配光镜

和灯壳的迅速冷却，从而使得灯具内部产生真空，此时如果不对灯具内部进行平衡，外部环境中的空气和湿气便会通过灯具之间的缝隙进入灯具内部如果灯具内

部的水汽不能及时排出，就会在随着温度的下降而形成水滴，随着时间的积累水

滴沉降到配光镜的内表面，最终形成雾气，严重时甚至会在灯具下部产生积水，

灯具内部的适度过大，灯内部的零件被腐蚀，影响灯具的光效，因此合理的设计

通气孔结构是预防灯具进水的重要手段。（1）通气结构的选择：目前比较常用

的通气结构包括排气帽，排气管胶塞、U型排气管、防水透气膜等。U型排气管

结构简单，材料多为橡胶或塑料，成本比较低，防水透气膜的成本较高，设计时

根据灯具的不同结构和成本的协调来选用通气结构。（2）确定通气结构的布置

和个数：前照灯采用两个以上的透气孔，雾灯多采用一个透气孔，后组合灯每个

发光单元都要有一个通气孔。通气孔多位于灯具的上半部，当通气孔的个数大于

等于两个是多位于同一平面上，通气孔的位置会显著影响灯具的通风效果，通气

孔的设计原则是保证灯具内外气体自然对流，水汽顺利排出，可以减少水汽的生成。（3）灯具其他通气孔结构：调光机构是指灯具的使用者在灯具的外部调节

灯具的内部反射镜角度，从而调节灯具远近光形，以达到国家的要求机构。调光

螺杆穿过壳体的小孔处，再配合使用密封圈予以密封，以充分防止水汽从小孔进

入灯具内部。

3.3灯具端与线束端插件之间的密封设计

车体线束引入灯具工作的电源，灯具端与线束端插件之间的密封性如果没有

做好，水就会沿着线束渗入灯具内部，要做好它们两者之间的密闭性需要做到：（1）插件选择时选择带有密封圈的接插件。（2）若灯具内部引出的连接机构为

后盖带插件结构，则应该将后盖与插件进行密封，一般插件后盖注塑时会作为嵌

件一起出品，如果连接机构为导线带复合插件结构，那么导线与灯具之间要用密

封塞进行密封，采用过盈配合方式。