《点火线圈的真空树脂浇灌资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《点火线圈的真空树脂浇灌资料（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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5070： 1） 输出3045KV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
2、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
3、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9.1、固化剂计量泵9.2、按混合比
4、计量 后，送入静态混料器10.3，10混料器单元。混料后的树脂送入11.111.4四个定料泵，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11.911.12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
5、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。111.11.1. 一歸J -ieuui Costi in Equipinl:KC59-+i伽 l：-.3-H14b ZEnnTU fniTTTE nriMID 应，：07035bDgm07035 b图1 DSC-60-4真空树脂浇
6、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
7、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。在60C浇灌温度下，树脂的适用期应21.5h。 浇灌温度不同适用期差别很大。（见表1）通if DWG方法测定玻厲悅課医卩甜 鶏容量瑕数抑9績就度策更化的杭扯爲度 ttMftflt MRt*M A tt. mTf! W rC图20)图2（b）4腫澹宜査化的也佇押遽厭IB： 1I5C如He fetid HZFfr丄J表1 6100A/B-2NH环氧树脂混合料温度与适用期的关系温度（C）506070适用期（min）三120三90三60图2（c）图2（咖5
8、）沉降率点火线圈用的环氧树脂，为了提高强度、导热、降低线膨胀系数，在树脂中都加了较多的填料，如二氧化硅、氧 化铝、氮化硅、氮化硼等。在树脂固化时，填料会下沉。用标准试样检测上层密度与下层密度之比即为树脂的沉降 率。（见表2）表2不同树脂的沉降率树脂牌号5125/51261695K26100A/B-2BH6100A/B-2BK2410-1沉降率（）9992.593.198.686.36）线膨胀系数用于点火线圈高温固化的环氧树脂应有较小的线膨胀系数，用于点火线圈的树脂其值应在10-5 K-1数量级。7）固化特性从灌封后加热化学交联反应开始到微观网状结构初步形成阶段称之为凝胶预固化阶段，此阶段为流态
9、。 从凝胶到完全固化阶段完成树脂的固化，是树脂固化的第2阶段。厂家对每种树脂都给出两段或三段固 化温度和时间。实际使用时，可根据在该温度下树脂固化过程的放热峰特性通过试验加以调整。对用于点火线圈环氧树脂有如下要求：1）混合料适用期长，适合大批量自动生产线作业；2）在浇灌温度下粘度小，浸渗性强，可渗入线圈内的空间及极细的漆包线间;3）灌封和固化过程中，填充剂等粉体组分沉降小，不分层，分布均匀；4）固化过程放热峰低，固化收缩小。（不同树脂放热峰特性见图3炉温（c）阴-用-理 .图3三种环氧树脂的放热峰特性。对应90 C，105 C，140 C时，树脂的实际温度，高出的 部分为树脂放热产生的。5）固
10、化后，电气性能和力学性能优异，耐热性好，对多种材料有良好的粘接性，吸水性和线膨胀 系数小。6）某些场合还要求灌封料具有阻燃、耐候、导热、耐高低温冲击等性能。点火线圈耐高低温冲击性能对 其可靠性十分重要。有的点火线圈要求在-40C到+125C温度冲击500个循环后，要保持其功能。环氧树脂选用还要考虑以下因素：1）点火线圈安装的部位直接装在发动机上的点火线圈工作温度高，振动强烈，通常选择玻璃化温度较高，强度较高的的环 氧树脂。2）使用环境使用环境的温度、湿度等。如使用环境温差大、潮湿、盐雾（海边）等，使用树脂就要适应这样的 环境。能经受-40C140C存储温度，-40C125C的工作温度及耐湿较好
11、的树脂。3）浇灌方法及浇灌工艺早期的方法是先把树脂和固化剂脱气后在一个大罐中集中混合，再逐一浇灌线圈。用这种方法必 须考虑罐中的树脂浇灌时间不能超过在此温度下树脂的适用期。这种方法的缺点是效率低，随时间 的加长，混合料的粘度升高，对线圈的渗透性降低，降低浇灌质量。树脂与固化剂的混合比较大（如大于10:1），浇灌设备不宜采用静态混料。现代全自动真空树脂浇灌设备采用树脂和固化剂分别加热脱气、自动计量、在线混合、自动定量 浇灌，配合自动温控固化炉固化。许多厂家推出的点火线圈专用灌封料都能满足全自动真空树脂浇 灌设备要求。有些厂家浇灌设备A料灌加热温度达不到有些树脂要求的温度，在定购设备时要注意。4）
12、线圈的结构因素线圈内金属预埋件（如铁芯）尺寸较大，在冷热冲击的环境极易开裂，必须选择抗冷热冲击性能较 好的树脂。5）笔式线圈体积小，浇灌树脂时，流通截面窄，因直接装在火花塞上，使用环境严酷，因此笔 式线圈应选择耐高低温冲击好、玻璃化温度高，渗透性好的环氧树脂。6）树脂与所用塑料件的粘接能力树脂与点火线圈常用塑料PBT、PPO、PPS等粘结能力是选择树脂重要因素。在选用时，需要 供应商提供树脂与配伍的塑料粘接力的资料。它是用标准试样测量树脂与塑料分离力。测量的分 离力要标明塑料表面状态，是否清洗，用什么方法清洗。如去油剂清洗还是等离子清洗。应选择分 离力大的树脂。此项要求对点火线圈可靠性和耐久性
13、影响极大，一定要认真对待。4点火线圈与环氧树脂联结件的预处理铁芯的预处理铁芯冲压时，切断面有冷作硬化，会影响铁芯导磁性能（大约降低在510%，高速冲会好一些），同 时，冲片时，涂有高速冲压油（不能用一般的机油，否则很难除掉）。为了去除内应力和残留的冲压油, 铁芯装配前要进行要在200C的环境中，烘烤2小时。（去内应力低温回火温度为150C250C） 电子电路、点火模块有些配装的电子电路、点火模块，元、器件是裸露在外面。浇灌树脂后，在树脂热胀冷缩作用下，元 器件及连接点会损坏，因此，对裸露在外面的元器件及接点要涂上硅胶加以保护，把硬树脂与电子电路隔开。外壳、骨架等塑料件的预处理1）水溶清洗剂超声
14、清洗，可以除油污，但漂洗，除掉残留的清洗剂很困难，而且水的用量极大。 如果塑料表面有残留的清洗剂，树脂与塑料就不能粘结。2）有机溶剂清洗剂清洗经试验，用常用的三氯乙烷、二氯甲烷对PPO材料腐蚀大，不能采用。用酒精清洗能除油及松 香等物。使用时，用密封、可冷凝回收、过滤溶剂的专用超声清洗设备，清洗效果好，酒精浪费 少。国内大多数厂家，都采用此工艺。3）等离子清洗图4水滴的角度*等离子体，又称电浆。是继固体、液体、气体之后物质的第四态。 等离子体是带正、负电荷粒子所形成的气体，还含有中性气体原 子、分子及自由基。（参3）。等离子体的特点是：高能态，对处理 表面起物理和化学作用；电中性。等离子清洗的
15、化学作用是氧离子与塑料表面的油污作用生 成二氧化碳和水；等离子体的物理作用是使表面变粗糙，可暴露 出更多的表面区域，以建立微型双极子（minia ture dipoles）， 从而增加电性的粘着力，达到活化表面的目的。表面除污染物及活化的效果的检测方法：用水滴法测量水滴圆弧的切线与水平面的夹角（图4）。夹角越小，清洗效果越好。有专用测量仪器市售。另一种方法是用达因笔检测。达因笔里存有专用墨水。达因笔上注明有该笔的达因值。将墨水画到被 测表面，如果画线不收缩，表明表面张力“达因值”达到或超过达因笔上的达因数。如果经一段 时间，画线缓慢收缩，表明“达因值”小于达因笔上的达因数。如果画线收缩成水珠，表明清洗 很糟糕，“达因值”远低于达因笔的达因数。达因笔市场有售。经等离子清洗的骨架、外壳，能提高和环氧树脂粘接力。这对提高点火线圈的抗冷热冲击性能和 可靠性是十分重要的。此工艺，在国外厂家应用普遍。因设备较贵，国内只有少数厂家使用此工
