01

春季数据分析

上海地区的数据收集于3月开始，前照灯状态为直接从前照灯供应商的生产线产出。图3显示了灯内空气的水蒸气压（p）如何随灯内空气的温度（t）而变化，表中还列出了环境的水蒸气压（p0）。

图3 春季水蒸气压和温度变化

从图中我们可以清楚地发现：

1）p和t之间存在典型的正相关关系，当t升高时，p相应升高，这意味着当前照灯温度升高时，灯中会添加一定量的水蒸气。根本原因是在温度升高的情况下，吸收到塑料中的水会释放出来。

2）通常在白天p高于p0，只有在夜间才会出现p低于p0的某些时段。

根据数据，提取并分析了两个参数。第一个参数p1关注空气中的水分含量。将夜间20℃以下的数据作为比较同一水平空气中水分的典型对象，可以排除太阳负荷和发动机的影响。第二个参数pΔ1关注塑料释放的水。在最高温度和最低温度下，p的偏差值等于pΔ1，可以表示塑料中的水分释放。

图4 20℃以下空气中的含水量

从图4中，我们可以发现，从第5天到第11天，车灯内空气的水蒸气压随着车辆的使用有明显的下降趋势。然而，从第1天开始到第4天，当车辆不使用时，含水量状态通常保持在同一水平。因为当只有环境引起的温度变化时，由于温度变化缓慢，前照灯内外的压差不足以使湿气空气排出。因此，灯内空气的含水量基本保持不变。然而，当车辆在使用时，发动机和车灯自身光源产生的热量会使前照灯内部的温度发生急剧变化。这将导致内部和外部之间的内部空气压力差更大，再加上汽车行驶时的压力，车灯内较高的水分会逐渐移动到车灯外。同时也可以看出，汽车前照灯离开前照灯生产线时，车灯内部的空气湿度最高。这与前照灯装配线环境状态和密封胶的固化环境状态有关，灯具厂普遍采用增加空气湿度的测量方法来降低空气中的粉尘含量和静电效应。通常可以通过干燥灯具等方法来降低车灯内部的空气湿度，但这会增加整体灯具组装速度和成本。

图5 春季温度变化极限对应的水蒸气压

图5显示了灯内每日温度变化极限ΔT与灯内水蒸气压变化极限pΔ1之间的关系图，从图中可以看出，一般情况下ΔT越高，pΔ1越高。比较第1天和第10天的pΔ1变化模式，可以发现一个规律：从第5天开始，当车辆开始每天驾驶使用时，ΔT增加，但pΔ1没有增加。这意味着使用汽车后，塑料内部的水分会越来越少。在第14天到第16天的周末停车两天后，塑料内部的湿度再次升高，这主要是由于外部水分通过大气流管进入灯具内部造成的。

02

夏季数据分析

图6显示了选择在夏季进行分析的两个时期：5月初夏和7月雨季。

图6 夏季水蒸气压和温度变化

我们可以发现：

1）夏季室外空气含水量较春季变化较大，由3月份的1000Pa增加到5月份的近2000Pa和7月份的3000Pa。

2）无论是静止状态还是运行状态，夏季灯具内空气的含水量都比春季显著增加。

图7 白天空气中的水分含量

从空气中水分的图7可以看出，雨季灯具内部空气的含水量已经比5月份增加了一倍。灯内水压从1000Pa上升到2000Pa，如上所述，灯外水压从约2000Pa上升到约3000Pa。这意味着，如果我们使用管的概念，当外部空气中的水含量变得更高时，将有一定量的水从外部环境注入灯具。

图8 夏季温度变化极限对应的水蒸气压

从图8结果来看，夏季pΔ2的水蒸气压变化极限在5月第9天到第10天和第14天到第16天的变化行为中，而使用汽车会减少灯内的水分。但夏季雨季pΔ3的水蒸气压变化极限这一现象将减弱，主要是因为同时有太多的水进入灯具。

03

秋冬季数据分析

选择10月和1月对秋季和冬季数据进行对比分析。图9显示了秋冬季节的水蒸气压和温度变化，图10显示了25℃下秋季和5℃下冬季前照灯内部空气的水蒸气压。图11显示了秋冬季温度变化极限对应的水蒸气压。

图9 秋冬季节水蒸气压和温度变化

图10 秋冬季节前照灯内部空气的水蒸气压

图11 秋冬气温变化极限对应的水蒸气压

我们从图中可以看出一些规律：

1.秋季外部环境空气的水蒸气压p0约为1000Pa～2000Pa，冬季达到100Pa～500Pa，说明冬季环境空气中的水量最低。灯p内部的水蒸气压完全超过1000Pa，随着秋季温度的变化，水蒸气压甚至更高，冬季超过200Pa，当t升高时，水蒸气压有更明显的增加。

2.对于前照灯内部空气中的水分含量，25℃下夜间的压力p4在秋季稳定在1400Pa，5℃下的压力p5在冬季稳定在250Pa左右。因此，灯内空气中的水量随外部环境而变化。

3.随着灯具温度的升高，秋季的塑料降水量明显高于冬季，例如，当温差约为35℃时，灯具内部的水蒸气压增加，秋季pΔ4约为2500 Pa，冬季pΔ5约为800 Pa，说明冬季塑料的吸水率明显低于其他季节。