点火线圈结构和功能材料教学内容

点火线圈结构和功能

材料

点火线圈的结构和功能材料

王槐祥 2018-3

1、工程塑料

1.1工程塑料的基本特征

塑料是指以高分子量的有机物质为主要成分的材料。它在加工完成后，呈固态形状。再加工过程中，可以藉以流动造型。

工程塑料有优良的机械性能、绝缘性能、耐溶剂性能、阻燃性能、易于成型等特性，因此，工程塑料在汽车电气部件及结构部件上，得到了广泛的应用。

按工程塑料对热之变化，分为两大类：

1）热固性塑料。指加热后，会使分子结合成网状型态。一旦结合成网状聚合体，即使再加热也不会软化，显示出非可逆的变化，是分子结构发生化学变化所致。如高压管所用的PU 材料

等。

2）热塑性塑料。指加热后会熔化，可流动至模具冷却成型。再加热，又可以熔化的塑料。即可以应用加热和冷却，使其产生液态、固态的可逆变化，即物理变化。如PA、PBT、PPO 等。

1.2 工程塑料的基本性能

1.2.1 物理性能

1）密度单位：g/cm3 ，塑料的密度一般在0.8~2g/cm3 范围。

2）吸水率。以23℃时饱和吸水率表示。PA吸水率较高。对所有塑料，特别是吸水率较高的塑料，在注塑前一定要按要求对塑料粒子进行烘干处理。

1.2.2 机械性能

1）断裂应力（MPa）

2）断裂伸长率（%）

3）冲击强度（KJ/m2）

1.2.3 热性能

1）线膨胀系数（10-5/K），应选择与结合件线膨胀系数相近的塑料，以减少内应力。

2）热变形温度（在0.45MPa及1.8MPa条件下，℃）

3）最高使用温度（℃）（指短周期运行的温度）

1.2.4电气性能

1）介电常数

2）损耗角

3）介电强度（KV/mm）

1.2.5 阻燃性

塑料阻燃等级由 HB，V-2，V-1 向 V-0 逐级递增：

HB：UL94 和 CSA C22.2 No 0.17 标准中最底的阻燃等级，要求对于 3 到 13 毫米厚的样品，燃烧速度小于 40 毫米每分钟；小于 3 毫米厚的样品，燃烧速度小于 70 毫米每分钟；或者在 100 毫米的标志前熄灭。

V-2：对样品进行两次 10 秒的燃烧测试后，火焰在 60 秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。

V-1：对样品进行两次 10 秒的燃烧测试后，火焰在 60 秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。

V-0：对样品进行两次 10 秒的燃烧测试后，火焰在 30 秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。

点火线圈一般选用HB阻燃等级的塑料。对有特殊要求的产品，可以选用阻燃等级高的塑料。

1.2.6 成型收缩率

用（%）表示，在设计注塑模时一定要考虑成型收缩率，以保证成品尺寸。

1.3塑料材料的应用

1.3.1 点火线圈对结构和功能塑料部件的要求

1）加工性能

•所有部件均注塑成形

•对于多线圈系统通常采用将骨架插入盒子的方式

• T薄壁成型对笔式点火线圈非常重要, 有时会低于1mm. 次级骨架壁厚经常会达到0.8 mm 2）良好的绝缘性能

•材料必须有很好的绝缘强度和低的绝缘常数，对于高压的次级骨架尤其重要，否则会导致

在初级骨架与次级骨架之间被高压击穿

3）耐热性能

•通常要求耐热–40 to 125° C

•由于安装位置更靠近燃烧室，笔式点火线圈材料的耐温度要求达到150° C.

•为了保持足够的机械与绝缘性能，材料需要有较的低热膨胀系数（CTE），最好能与环氧树脂接近，以防止由于内部应力导致破裂。

4）耐化学性能

•外壳材料通常要求能耐受典型的发动机舱化学液如燃油，机油和冷却液等。

•骨架对耐化学性能的要求相对较低。

5）良好的机械性能和尺寸稳定性

•外壳材料通常要求能耐受典型的发动机舱的振动和温度变化，要有足够的冲击强度和高低温变化下的尺寸稳定性。

6）环氧树脂结合性能

•骨架和外壳材料都要求有很好的环氧树脂结合性能。

1.3.2 次级骨架

次级骨架是点火线圈的关键功能及结构部件。PPO（改性聚苯醚）完全满足上述条件。特别是介电强度可达40KV/mm，与环氧树脂有很强的粘附力，用沙伯GFN2(PPO)标准试样经等离子处理，与环氧粘结力为1361N,用沙伯GFN1720(PPO)标准试样，不经等离子处理，与环氧粘结力为636N，经等离子处理的为1082N。

次级骨架常用材料：沙伯的GFN1720、GFN2、IGN320。旭化成G702V、G702H

1.3.3 初级骨架

初级骨架常用材料为PBT-GF30,巴斯夫的B4400-G6、B4300 G6。台湾长春的PBT3030-104，台湾华中科技的PBT，A400N-B6T。

有的笔式点火线圈的初级骨架要承受较高电压或较高温度的情况下，可以采用PPO或PPS。

1.3.4 外壳

外壳材料通常采用PBT-GF30。如巴斯夫的B4300 G6。由于有不同的使用条件，对外壳的工程塑料有特殊的要求。

1）对外观光亮要求较高的，可以选用巴斯夫的4040 G6、优科 PBT 1546M BK005 。

2）对内包铁芯防止外壳开裂的PBT，可以用巴斯夫B4300 M5，25%矿物增强的PBT、沙伯

PBT 745，30%矿物增强的PBT。或用A3EG6(PA66)+G702V(PPE)按100:8配比混合，也可

以解决内包铁芯外壳开裂的问题。

3）对笔式线圈，高压输出端的外壳或初级骨架，可以用PPS。按需要和成本要求，合理

选用。