CN106338046A - 一种车辆前照灯的散热结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆前照灯的散热机构，包括硬质、且内部具有密闭空间的灯体(1)，所述灯体(1)内设置软质导管(2)，软质导管(2)两端与灯体壁连接并形成密封，软质导管(2)两端并与灯体外部连通；所述软质导管(2)内部设置一段散热鳍片(4)，所述散热鳍片(4)与位于导管外部的热源传递件(3)固定连接，所述热源传递件(3)为灯体内需要调光的运动元件；所述软质导管(2)一端动力进风，另一端出风，利用散热鳍片(4)强制换热。本发明通过贯穿灯体的空气导管，将处于体内部的散热器直接向灯体外部空气散热，同时保证原本灯具的密封性，保留了灯具内模块的调光功能。

Description

一种车辆前照灯的散热结构
技术领域
本发明涉及一种车辆前照灯的散热结构，属于车辆前照灯散热结构设计技术领域。
背景技术
随着对汽车安全驾驶的日益重视，对汽车前照灯的照明品质，和功能都提出了全新的要求。比如，采用非常多数量LED的矩阵式大灯，实现自适应的远光功能，提供无炫目的远光照明方式，或者采用激光光源的远光辅助功能。这些新技术，新方案的引入，自然是加强了车辆夜间行驶的安全性，推动了汽车技术的前进。
由于越来越多的功能和技术被应用在车灯上，导致原本就比较紧凑的车灯内部空间更加紧张。而那些为新型智能化车灯服务的光源(LED，激光等)，或者用于通信、控制的电子器件都是发热大户，同时它们的性能表现又和它们本身的温度息息相关。这就对灯具内部的器件散热设计提出了挑战。
现有设计手段采取大体积的散热器，不少场合下，还需要风扇配合散热加强灯具内部的气流循环，帮助电子器件通过散热器散热。这些大体积的金属基材的散热器挤占了本就宝贵的灯具内部空间。这就造成了，散热不够，增大散热面积(体积)，挤占了灯具内部空间，减弱了气流循环，导致散热能力下降，继续增加散热器体积和恶性循环，同时灯具的成本在散热上巨大消耗。甚至会出现在一定的灯具内部体积下，无法对灯具内部器件有效散热的情况。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：随着车灯功能的加强，现有的车辆前照灯的散热难度越来越高，现有的解决办法是增大散热器体积，有的还需要配合风扇，从而挤占了灯具内部空间，减弱了气流循环，导致散热能力下降，继续增加散热器体积导致恶性循环；同时灯具的成本在散热上巨大消耗；甚至在一定的灯具内部体积下，无法对灯具内部器件有效散热。
本发明采取以下技术方案：
一种车辆前照灯的散热机构，包括硬质、且内部具有密闭空间的灯体1，所述灯体1内设置软质导管2，软质导管2两端与灯体壁连接并形成密封，软质导管2两端并与灯体外部连通；所述软质导管2内部设置一段散热鳍片4，所述散热鳍片4与位于导管外部的热源传递件3固定连接，所述热源传递件3为灯体内需要调光的运动元件；所述软质导管2一端动力进风，另一端出风，利用散热鳍片4强制换热。
进一步的，所述软质导管2与灯体1的连接部位呈局部U形结构，并且过盈紧固配合，形成与灯体1互扣，并利用导管U形结构内部的倒扣结构，进一步确保防脱性；或者，采用硬质密封盖和灯体1配合将软质导管2夹紧，并通过螺钉紧固，软质导管2夹在中间起到密封圈的作用。
进一步的，所述散热鳍片4与热源传递件3的连接部位的密封结构为：采用硬质密封盖11与散热鳍片4配合将软质导管2夹紧，并通过螺钉紧固，软质导管夹在中间起到密封作用；或者，软质导管的端部设计成U型，与散热鳍片的凸筋形成互扣的过盈紧配。
进一步的，所述灯体内设有两段软质导管2，所述两段软质导管2各自一端与硬质导风箱体10连接，另一端与灯体1的侧壁连接，两段软质导管2与灯体1连接的部位分别形成导管进气端6和导管排气端7。
进一步的，所述导管排气端7设有方向朝下的导风罩8以及防虫防尘网9。
进一步的，所述导管进气端6设有可拆卸的滤芯13，所述滤芯13内侧设置增压风扇15；所述导管进气端6分为若干均布在导管周围的分管道。
更进一步的，所述增压风扇可拆卸，并具有自检单元。
更进一步的，所述导管2与硬质的导风箱体10的结合面为双色注塑的连接结构，用于防止导管2随着热源传递件3的运动造成其与硬质导风箱体10的连接部位损坏。
更进一步的，通过螺钉将硬质密封盖11、导管2、硬质导风箱体10依次连接；导管2位于硬质密封盖11、硬质导风箱体10的中间，兼起密封作用。
进一步的，所述导管进气端6设置在远离发动机的部位；通过从原本的发动机空气滤清器后截取一部分经过净化的空气，通过长导管连接至左右前照灯的导管进气端6。
本发明的有益效果在于：
1)通过贯穿灯体的空气导管，将处于体内部的散热器直接向灯体外部空气散热，同时保证原本灯具的密封性，保留了灯具内模块的调光功能。
2)原本灯体内部的部件依然是保证原有的防尘防潮特性。
3)使得汽车前照灯内部器件的散热条件大幅改善，为大功率器件的散热设计创造可能。
4)由于导管进气端的布置是灵活的，可以将进气口布置在尽量远离发动机，并且环境温度相对较低的位置，使得压差抽取送至导管内散热鳍片的空气温度可以较明显的低于汽车前照灯安装位置附近的环境温度，提高对灯体内重要器件的散热效果。
5)可降低散热器的成本，减小散热器体积，减轻灯体内部重量，散热鳍片反而可以做小，进一步降低成本和车重，达到节能减排的目的。
6)在风扇前的进气端可设置小型空气滤清器，并且设计为实现可更换形式，根据实际车辆使用情况更换空气滤芯，有效保护用于强制对流目的而可能存在的导管内部风扇和相对空间密度较高的散热鳍片，使其在汽车发动机舱内恶劣工作环境下拥有较长的寿命。
7)增压风扇同样设计为可更换形式，并设计电子自检功能，一旦损坏就会通过法规允许的特定形式，提醒用户更换，达到降低维修成本的目的。
8)以保护风扇和散热鳍片为目的的空气滤清功能，还可以通过从原本的发动机空气滤清器后截取一部分经过净化的空气，通过长导管连接至左右前照灯的散热空气导管进气端来实现。即借用原本就有的发动机空气滤芯，为流通于本发明所述导管内空气实现净化功能，降低整车成本，减少汽车保养环节。
附图说明
图1是车辆前照灯的散热机构的剖面图。
图2是车辆前照灯的散热机构中散热部件的立体示意图。
图3a是导管与灯体的连接部位呈局部U形结构，并且过盈紧固配合，形成与灯体互扣的示意图。
图3b是导管与灯体的连接部位，用硬质密封盖和灯体配合将软质导管夹紧，并通过螺钉紧固的示意图。
图4是图1中的B-B剖视图。
图5是图1中D-D剖视图。
图6是图1中的C-C剖视图。
图7是软质导管的端部设计成U型，与散热鳍片的凸筋4a形成互扣的过盈紧配的示意图。
图中，1.灯体，2.导管，3.热源传递件，4.散热鳍片，5.外配光镜，6.导管进气端，7.导管排气端，8.导风罩，9.防虫防尘网，10.硬质导风箱体，11.硬质密封盖，12.螺钉，13.滤芯，14.滤芯盒体，15.增压风扇。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例一：
参见图1，一种车辆前照灯的散热机构，包括硬质、且内部具有密闭空间的灯体1，所述灯体1内设置软质导管2，软质导管2两端与灯体壁连接并形成密封，软质导管2两端并与灯体外部连通；所述软质导管2内部设置一段散热鳍片4，所述散热鳍片4与位于导管外部的热源传递件3固定连接，所述热源传递件3为灯体内需要调光的运动元件；所述软质导管2一端动力进风，另一端出风，利用散热鳍片4强制换热。
所述软质导管2与灯体1的连接部位呈局部U形结构，并且过盈紧固配合，形成与灯体1互扣，并利用导管U形结构内部的倒扣结构，进一步确保防脱性，如图1、3所示。形象的说，采用的是长城型过盈紧配方式，如图3a所示；或者，采用硬质密封盖和灯体1配合将软质导管2夹紧，并通过螺钉紧固，软质导管2夹在中间起到密封圈的作用，如图3b所示。
所述散热鳍片4与热源传递件3的连接部位的密封结构为：采用硬质密封盖11与散热鳍片4配合将软质导管2夹紧，并通过螺钉紧固，软质导管夹在中间起到密封作用，如图1和2所示；或者，软质导管的端部设计成U型，与散热鳍片的凸筋4a形成互扣的过盈紧配，如图7所示。
参见图1、2，所述导管排气端7设有方向朝下的导风罩8以及防虫防尘网9。
参见图4、5，所述导管进气端6设有可拆卸的滤芯13，所述滤芯13内侧设置增压风扇15；所述导管进气端6分为若干均布在导管周围的分管道。
所述增压风扇可拆卸，并具有自检单元。
进气端6的设置存在两种方式，一种就是将进气端设置在远离发动机的位置，直接吸取外界空气，依靠小型空气滤芯净化进入导管的空气；另一种是将进气端连接在原本发动机的空气滤芯后的进气管道上，截取一部分经过发动机空气滤芯净化过的空气进入导管，这样是可以省去第一种方式中所述的小型空气滤芯。
实施例二：
参见图1，一种车辆前照灯的散热机构，包括硬质、且内部具有密闭空间的灯体1，所述灯体1内设置软质导管2，软质导管2两端与灯体壁连接并形成密封，软质导管2两端并与灯体外部连通；所述软质导管2内部设置一段散热鳍片4，所述散热鳍片4与位于导管外部的热源传递件3固定连接，所述热源传递件3为灯体内需要调光的运动元件；所述软质导管2一端动力进风，另一端出风，利用散热鳍片4强制换热。与实施例一的不同之处为：
参见图1，所述灯体内设有两段软质导管2，所述两段软质导管2各自一端与硬质导风箱体10连接，另一端与灯体1的侧壁连接。
参见图1，所述导管2与硬质的导风箱体10的结合面为双色注塑的连接结构，用于防止导管2随着热源传递件3的运动造成其与硬质导风箱体10的连接部位损坏。
参见图1，通过螺钉将硬质密封盖11、导管2、硬质导风箱体10依次连接；导管2位于硬质密封盖11、硬质导风箱体10的中间，兼起密封作用。
以下对本发明的原理进行详细介绍：本发明通过建立起一套贯通灯体的导管，该中空导管的内部相对于灯具内部是隔绝的，也就是说原本灯体内部的部件依然是保证原有的防尘防潮特性。需要散热的器件通过导热体，将热量传导至散热鳍片，而散热鳍片是安装于上述贯穿灯体的导管内部的，并且散热鳍片与导管的安装是密封的，也就是说散热鳍片基面的一面连接于导热体上，处于灯体内部空间，而另一面的散热鳍片处于导管内。导管贯穿灯体后形成两个端口，一个负责空气进入(进气端)，一个负责空气排出(排气端)，通过安装于导管入口处的风扇，实现进气端和出气端的气压差，这样就可以使得灯具外部的空气被强制从进气端抽入导管，由于导管的存在使得空气流速得以提高，经过提高流速和风压的空气吹到处于导管内部的散热鳍片上，将热量带走，并从导管的排出端释放到外部环境。由于导管中的空气是直接连通灯具外部环境的，相当于原本在灯体内的散热鳍片现在是直接将热量释放到灯体外的空气中去。如图2所示。
同时上述导管具采用有柔韧特性的材质制成的，目的在于保证其安装于硬质灯体后，依然可以保证与其相连的散热鳍片在灯体内部是可在一定空间范围内可以活动的。这就确保了安装于散热鳍片上导热体和大功率器件以及光学模组等一体的硬链接部件(小总成)依然可以相对于灯体运动，完成汽车前大灯必须的调光功能。如图1所示。
由于处于灯体内部空间的部件需要与外部隔绝，达到防尘，防湿，防异物侵入等性能，因此导管的进气端和排气端与灯体相连的部分，以及中间与散热鳍片的基座相连的部分都需要密封。本发明采用嵌件注塑的形式，将软质的导管的局部与硬质塑料材质的密封盖或者可能存在的导风箱体构成一个整体。通过螺钉将硬质后盖、软质导管、硬质灯体以夹心形式一穿三固定在一起，软质的导管可以是橡胶类材质，起到密封圈的作用，完成密封。在与散热鳍片的基座密封时可采用相同的方案。这样就保证原有灯具内部的器件依然与外部环境隔绝。其中安装于排气端的导风罩起到使排风口朝下的作用，起到防止水滴飞溅进入导管内部的目的。同时排气口还安装有防虫防尘网，避免由飞虫进入导管而出现堵塞导管的情况出现。如图1所示。
关于密封安装方案，还可以是采用软质导管的局部“U”型结构，形成与灯体凸筋互扣。依靠导管软质富有弹性的材料性质与灯体凸筋，形成“长城型”过盈紧配，并且利用导管“U”型结构内的倒扣，进一步确保防脱性。如图3所示。
本发明提供了一种全新的汽车前照灯散热设计方案，通过贯穿灯体的空气导管，将处于体内部的散热器直接向灯体外部空气散热，同时保证原本灯具的密封性，保留了灯具内模块的调光功能。这一创新设计方案，将使得汽车前照灯内部器件的散热条件大幅改善，为大功率器件的散热设计创造可能。
由于汽车前照灯的安装位置是受到国标法规限制的，因此在车辆位置上它总是一个比较靠近汽车发动机的部件。其内部温度受发动机影响，正常工况下的灯体内部环温就比较高，一些高性能的(尤其是电子)器件无法应用在车灯内。应用本发明提出的散热设计后，可有效改善这一情况。由于导管进气端的布置是灵活的，可以将进气口布置在尽量远离发动机，并且环境温度相对较低的位置，使得压差抽取送至导管内散热鳍片的空气温度可以较明显的低于汽车前照灯安装位置附近的环境温度，提高对灯体内重要器件的散热效果。
由于汽车前照灯几乎是一个密封的零件，正常情况下内部的气体是很难与外界空气形成循环的，同时又靠近发动机，因此内部的热量积聚，为了给某些重要器件散热，需要投入大量的成本在灯具内部的有限空间和恶劣条件下完成散热。本发明的出现完全改变了上述情况，在某些案例中可降低散热器的成本:比如原本依靠灯具内部有限空间的空气进行循环散热的方式，导热体和散热鳍片面积必须足够的大，带来成本的上升，重量增大，而采用本发明的汽车前照灯散热设计方案，几乎无限增大了散热空间，并且热量不会在灯体内部积聚，灯体内的导热体和导管中的散热鳍片反而可以做小，降低成本和车重，达到节能减排的目的。
本发明的另一优化是，为了保护用于强制对流目的而可能存在的导管内部风扇和相对空间密度较高的散热鳍片，在汽车发动机舱内恶劣工作环境下拥有较长的寿命。在风扇前的进气端可设置小型空气滤清器，并且设计为实现可更换形式，根据实际车辆使用情况更换空气滤芯。而可能存在的风扇作为运动部件，属于易损件，同样设计为可更换形式，并设计电子自检功能，一旦损坏就会通过法规允许的特定形式，提醒用户更换，达到降低维修成本的目的。如图4、5所示。
而以保护风扇和散热鳍片为目的的空气滤清功能，还可以通过从原本的发动机空气滤清器后截取一部分经过净化的空气，通过长导管连接至左右前照灯的散热空气导管进气端来实现。即借用原本就有的发动机空气滤芯，为流通于本发明所述导管内空气实现净化功能，降低整车成本，减少汽车保养环节。

Claims (10)

1.一种车辆前照灯的散热机构，其特征在于：
包括硬质、且内部具有密闭空间的灯体(1)，所述灯体(1)内设置软质导管(2)，软质导管(2)两端与灯体壁连接并形成密封，软质导管(2)两端并与灯体外部连通；
所述软质导管(2)内部设置一段散热鳍片(4)，所述散热鳍片(4)与位于导管外部的热源传递件(3)固定连接，所述热源传递件(3)为灯体内需要调光的运动元件；
所述软质导管(2)一端动力进风，另一端出风，利用散热鳍片(4)强制换热。
2.如权利要求1所述的车辆前照灯的散热机构，其特征在于：所述软质导管(2)与灯体(1)的连接部位呈局部U形结构，并且过盈紧固配合，形成与灯体(1)互扣，并利用导管U形结构内部的倒扣结构，进一步确保防脱性；或者，采用硬质密封盖和灯体(1)配合将软质导管(2)夹紧，并通过螺钉紧固，软质导管(2)夹在中间起到密封圈的作用。
3.如权利要求1或2所述的车辆前照灯的散热机构，其特征在于：所述散热鳍片(4)与热源传递件(3)的连接部位的密封结构为：采用硬质密封盖(11)与散热鳍片(4)配合将软质导管(2)夹紧，并通过螺钉紧固，软质导管夹在中间起到密封作用；或者，软质导管的端部设计成U型，与散热鳍片的凸筋形成互扣的过盈紧配。
4.如权利要求1或2所述的车辆前照灯的散热机构，其特征在于：
所述灯体内设有两段软质导管(2)，所述两段软质导管(2)各自一端与硬质导风箱体(10)连接，另一端与灯体(1)的侧壁连接，两段软质导管(2)与灯体(1)连接的部位分别形成导管进气端(6)和导管排气端(7)。
5.如权利要求1或2所述的车辆前照灯的散热机构，其特征在于：所述导管排气端(7)设有方向朝下的导风罩(8)以及防虫防尘网(9)。
6.如权利要求1或2所述的车辆前照灯的散热机构，其特征在于：所述导管进气端(6)设有可拆卸的滤芯(13)，所述滤芯(13)内侧设置增压风扇(15)；所述导管进气端(6)分为若干均布在导管周围的分管道。
7.如权利要求6所述的车辆前照灯的散热机构，其特征在于：所述增压风扇可拆卸，并具有自检单元。
8.如权利要求4所述的车辆前照灯的散热机构，其特征在于：所述导管(2)与硬质的导风箱体(10)的结合面为双色注塑的连接结构，用于防止导管(2)随着热源传递件(3)的运动造成其与硬质导风箱体(10)的连接部位损坏。
9.如权利要求4所述的车辆前照灯的散热机构，其特征在于：通过螺钉将硬质密封盖(11)、导管(2)、硬质导风箱体(10)依次连接；导管(2)位于硬质密封盖(11)、硬质导风箱体(10)的中间，兼起密封作用。
10.如权利要求1所述的车辆前照灯的散热机构，其特征在于：所述导管进气端(6)设置在远离发动机的部位；通过从原本的发动机空气滤清器后截取一部分经过净化的空气，通过长导管连接至左右前照灯的导管进气端(6)。
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