点火线圈的真空树脂浇灌(定稿).doc

点火线圈的真空树脂浇灌
王槐祥
摘要:点火线圈真空树脂浇灌的设备、工艺、材料、常出现的问题及解决措施
关键词:真空树脂浇灌;设备;工艺;材料
1 概述
车用点火线圈是保证发动机正常工作的重要部件。它对发动机运行、变速、过渡、低温启动、节能、排放等起着重要的作用。
电感式点火线圈是用车上14V电源,经初级线圈储能,在切断初级电源(早期靠分电器的白金触点,近代靠电子开关-点火模块)的瞬间释放磁能,通过电磁感应在次级线圈(与初级的匝数比在50~70:1)输出30~45KV的负向高电压到火花塞,火花塞电极对地放电,点燃混合气,推动活塞工作。
线圈绕制组装后,线圈间充满空气。因为空气在高电压作用下,气体分子会产生电离,失去绝缘作用。空气中还会有水汽、灰尘、纤维等有害绝缘的物质。点火线圈输出电压高,不管是早期的还是现代的点火线圈,在线圈绕制组装后,都要在线圈间填充绝缘材料,赶走线圈间的空气。早期开磁路的点火线圈用沥青、变压器油填充,现代的闭磁路点火线圈则用环氧树脂、硅胶、聚氨酯等填充。其中,用环氧树脂作绝缘填充最为普遍。
点火线圈填充环氧树脂的作用:1) 提高绝缘强度,导热、降温;2)免受环境侵害,如潮湿、灰尘、化学腐蚀、光热辐射等;3)提高机械强度,防震、缓冲,防机械损伤;4)固定线圈预设参数,如固定气隙及线圈及铁芯的相互位置,避免参数变动。
在填充的环氧树脂中,如果出现气泡,在气泡处就会出现介电常数突变,以至高压电场也相应发生畸变,极易造成绝缘击穿。只有在真空条件下,进行环氧树脂浇灌才能使填充的环氧中无气泡。
本文阐述了点火线圈真空树脂浇灌的设备、工艺、材料等事项,分析了常出现的问题及解决措施。
2 真空树脂浇灌的基本工艺过程
吸入备料、工作缸
A/B料加热、脱气
A/B料计量
A/B料混料
树脂预热

浇灌室抽真空,线圈除湿脱气
定量分配多浇灌头
浇灌、保压、破空
固化
预热线圈
冷却、出炉
以全自动多头真空树脂浇灌设备为例,(参1)图1为国产DSC-60-4真空树脂浇灌设备原理图。树脂、固化剂分别由〈15〉、〈16〉两缸加热、脱气备料,通过管道分别吸进〈3〉、〈6〉树脂、固化剂储料缸中。所有缸都有加热装置。树脂备料缸〈15〉,工作缸〈3〉带有薄膜脱气装置。〈9〉为A/B料计量泵单元。按工艺加热、脱气的好的树脂、固化剂,分别由树脂计量泵〈〉、固化剂计量泵〈〉按混合比计量后,送入静态混料器〈〉,〈10〉混料器单元。混料后的树脂送入〈~〉四个定料泵,等待浇灌,〈11〉为定料分配缸单元,按定量把料分配到四个浇灌头。
将预热除湿后的线圈送入浇灌室〈1〉,按工艺时间,先预抽真空除湿、除气。加压定料缸,同时打开浇灌头〈~〉即可进行浇灌。按需可分多次循环浇灌,浇灌完成后,产品在真空浇灌室保持30S。最后,在浇灌室破空补料。因为混合料在真空条件下,体积增大,只有破空后补料才能保证液面合适又不会溢出。浇灌完的工件经整理,送入固化炉,分三段温区固化,冷却后即完成此工艺过程。
〈4〉项是〈3〉、〈15〉缸的油加热装置,〈7〉项是〈6〉、〈16〉缸水加热装置。如果浇灌过程中断时间较长,为了避免混合料在混料器,定料泵、浇灌头中固化,此设备装有冷却装置〈14〉、〈12〉,〈14〉冷水机将水制冷,用水泵〈12〉送入机台,以冷却混料器、定料泵、浇灌头。〈5A〉、〈5B〉、〈2〉分别为树脂缸、固化剂缸、浇灌室的真空泵。
〈13〉为管道清洗装置。
设备由PLC全自动控制,所有设备工作状态及参数的设定、更改,都在17吋液晶屏上显示,可人机对话,界面十分友好。通过网线,设备可以远程诊断。

图1 DSC-60-4真空树脂浇灌设备原理图
3 环氧树脂的基本性能及选择原则
环氧树脂的基本性能:
环氧树脂的性能指标很多,本文只对线圈性能及工艺影响较大的性能指标作一介绍。
1)玻璃化转变温度Tg。
环氧树脂是非晶聚合物。非晶聚合物随温度升高从玻璃态向高弹态(也称〈橡胶态〉)转变的温度就是玻
璃化转变温度,或称玻璃化温度。(图2)(参2)
玻璃化温度是环氧树脂性能的重要指标。因为经过这个转换点后,树脂的物理性能如硬度、弹性模量、膨胀系数、
比热容、介电性,绝缘强度等要发生较大的变化。
2)混合比
保证树脂完全融合固化的树脂与固化剂的重量比。这是选择设备及混料方式的重要参数。
3)密度
在浇灌设备设定混合比时,要把树脂与固化剂的重量比换算成计量泵的容积比。因此,要供应商提供在备料温
度下的密度,作为设备制造商设计计量泵的依据。
4)适用期
树脂与固化剂混合后,在浇灌温度下的粘度上升一倍所需的时间