《车用点火线圈树脂真空灌封技术.》.pdfVIP

车用点火线圈树脂真空灌封技术 天津大学内燃机研究所 洪彬 摘 要：本文通过对车用点火线圈高压击穿的机理分析，提出了采用树脂真空灌封技 术的必要性。同时，详述了灌封技术出现问题的解决方法和灌封技术需注意的事项。 关键词：车用点火线圈 树脂 真空灌封 1 概 述 车用汽油发动机气缸内的燃料和空气混合气是靠高压电火花来实现点燃的。点火线圈是 形成这种高压电火花的高压部件，产生高电压达 30kV 以上。因此，如何处理好点火线圈的 绝缘强度是提高产品质量、可靠性和寿命的关键。 车用点火线圈绝大多数采用槽绕骨架结构，体积也变小了许多，但由于点火线圈是由多 种元件组成的，如果不进行有效的树脂灌封处理，空气便会不同程度地被埋藏在绕组间形成 气隙。另外，高压点火线圈要产生幅值为数万伏的脉冲电压，层与层间、层与地之间，特别 是末层对地之间都分布着不同容量的分布电容，使高压点火线圈形成了一个不均匀的电场。 由于空气的介电常数较小，在高的电压作用下，绕组导线表面的某些薄弱点温度逐渐升高， 从而造成了绝缘层局部炭化和化学腐蚀，久而久之形成全放电，导致线圈局部击穿，造成短 路、损坏部件。经过对不合格品的解剖分析，证实了点火线圈的击穿是损坏部件的主要原因。 解决线圈中空气绝缘处理最好的方法是采用树脂真空灌封工艺。所谓树脂真空灌封工 艺，就是先将浇注用树脂灌封料进行真空脱泡处理，再把经过预烘干燥处理、待封装的点火 线圈放在真空浇注室中进行前期真空干燥处理，使线圈与骨架、线包与外壳之间的气体全部 排出，然后在真空条件下用完全脱过泡的已混合好的灌封料进行封装。 真空灌封设备不同，灌封工艺也有所不同。但是，总体工艺流程来大同小异。下面结合 天津大学天波科技公司生产的 H100 型树脂真空灌封设备，探讨灌封中出现问题的解决方法 和灌封工艺需注意的事项。 2 H100型树脂真空灌封设备工艺流程图 天津大学天波科技公司生产的 H100 型树脂真空灌封设备在脱气罐、计量泵、混合器、 灌注嘴及过滤冷凝等装置的设计中吸取了国内外产品的先进结构，采用脱气、混合分开，计 量泵与定量泵系统集成方式。两料分别采用螺旋内提升薄膜脱气方式，自动定量配比，经配 比后在线动态混合。真空系统有过滤冷凝装置，有效地保护真空泵及有利于环保。采用PLC 自动控制物料定量灌封方式，使树脂灌封设备真正的实现灌封自动化，减少了操作者的介入， 提高了灌封产品的质量。本机主要应用于电子元器件，如点火线圈、电子变压器的真空定量 树脂灌封。 下图所示为 H100 型树脂真空灌封设备的工作原理及组成。 T＞ T＞ W 3 工艺过程 3.1 物料选择 笔者发现，企业用户选择树脂灌封料主要根据树脂厂的建议。我国多年来树脂生产和应 用分属于不同的行政部门管理，造成环氧树脂生产企业只会合成，不会或不愿搞树脂应用技 术研究。为此，选择物料须相当谨慎。在选择物料时用户可根据车用点火线圈的使用环境提 出树脂灌封料的技术条件，并根据技术条件验收树脂料。 需要注意的问题有： (1) 目前应用于车用点火线圈的树脂灌封料主要有聚氨酯、有机硅和环氧树脂三种。聚氨酯 和有机硅都为弹性体。从灌封条件、设备条件、绝缘强度、成本及原料来源方面，环氧 树脂最优。 (2) 汽车点火线圈环氧树脂灌封料的技术要求固化物具有优良的电气性能。产品须具有优异 的耐高低温冲击性、耐久性和不开裂性。具体地说，汽车点火线圈环氧树脂灌封料的技 术要求为耐冷热冲击－40～120℃/h ，400 个循环；寿命试验为 140℃环境≥1000h。以上 可以看出，汽车用环氧灌封料主要强调耐高低温冲击性，耐久性和不开裂性。国内在汽 车用环氧树脂灌封料上主要还是依靠国外进口。日本 Somar 公司、瑞士 ciba 公司、美国 thermoset plastics 公司都有这方面的产品上市。 (3) 摩托车点火线圈用环氧树脂灌封料应能承受峰值电压 35kV，历时 1min 开路试验而无击 穿损伤和表面放电现象。在－40 ℃和 80℃中各保持 1h 为 1 个循环，共 5 个循环的温度 变化试验而无损伤。强化耐久寿命达 240h 以上。摩托车用环氧树脂灌封