汽车起动机换向器酚醛模塑料后固化控制系统

    管功湖^1,2

(1浙江工业大学，浙江杭州310032；2．台州学院，浙江临海317000)

    摘要：根据汽车起动机换向器酚醛模塑料后固化工艺要求，提出控制系统的具体实现方案。控制系统采用AT89S52单片机作为控制核心，主要由键盘、LCD显示器、时钟芯片、A／D转换器、温度传感器等组成。硬件设计做到功能完善，电路简单，使用方便，从软硬件两方面来提高控制系统的可靠性。控制系统运行稳定，时间和温度控制准确，达到预期目标。

    关键词：换向器；酚醛模塑料；后固化；单片机；温度传感器

    中图分类号：TM363．3  文献标识码：A  文章编号：1004—7018(2008)06—0024—02

0引言

    随着汽车工业的蓬勃发展，汽车起动机不断扩大传动比，减小电动机直径，缩短总长度；绝缘材料、永磁材料的高性能化促进了实现起动机的小型轻量化^[1]。由于酚醛模塑料具有优良的耐热性、坚韧性和电性能^[2]，在汽车起动机换向器的制造中得到了广泛的应用。换向器是起动机制造中工艺复杂、要求严格的部件之一，合理选择换向器的制造工艺，特别是酚醛模塑料的后固化工艺在保证汽车起动机安全运转和延长寿命方面具有重大意义。

    在汽车起动机换向器生产过程中，酚醛模塑料通过加热压铸成形后，还需进一步后固化处理。后固化处理工艺可以大幅度增加酚醛模塑料的玻璃化温度Tg，从而提高耐热性。常用的方法是采用阶梯升温和恒温处理^[3]，而前者的方法要优于后者。一般工业用烘箱大多是恒温控制，很难做到阶梯升温；而酚醛模塑料的后固化过程需要十几个小时，如采用人工来控制烘箱的温度和时间，存在劳动强度大、控制不准确的缺点。本文提出以单片机AT89S52为核心，构成汽车起动机换向器酚醛模塑料后固化控制系统,采用软硬件结合的方法,提供良好的人机交互界面,实现时间和温度的自动控制.

1 酚醛模塑料后固化工艺分析

    换向器酚醛模塑料的后固化处理主要是控制酚醛模塑料的温度和时间。换向器酚醛模塑料后固化温度和时间要求如图1所示，0-t₁阶段温度从室温升到T₁；t₁-t₂阶段保持恒温；t₂-t₃阶段温度从T₁升到T₂；t₃-t₄阶段保持恒温；t₄-t₅阶段温度从T₂升到T₃；t₅-t₆阶段保持恒温；t₆-t₇阶段温度从T₃升到T₄；t₇-t₈阶段保持恒温；t₈以后，断电冷却到室温。  以下是实际应用的时间和温度参数；从室温升到150^oC，用时0.5h,150^oC恒温2.5h;150^oC升到180^oC，用时1h,180^oC恒温6h;180oC升到210^oC，用时1h，210^oC恒温6小时；210^oC升到230^oC，用时0.5h，230^oC恒温2h；然后断电自然冷却。

2控制系统原理

    根据汽车换向器酚醛模塑料后固化工艺的要求，控制系统主要完成对烘箱温度和升恒温时间的控制系统,采用软硬件结合的方法,提供良好的人机交互界面,实现时间和温度的自动控制.

1 酚醛模塑料后固化工艺分析

    换向器酚醛模塑料的后固化处理主要是控制酚醛模塑料的温度和时间。换向器酚醛模塑料后固化温度和时间要求如图1所示，0-t₁阶段温度从室温升到T₁；t₁-t₂阶段保持恒温；t₂-t₃阶段温度从T₁升到T2；t₃-t₄阶段保持恒温；t₄-t5阶段温度从T₂升到T₃；t₅-t₆阶段保持恒温；t₆-t₇阶段温度从T₃升到T₄；t₇-t₈阶段保持恒温；t₈以后，断电冷却到室温。  以下是实际应用的时间和温度参数；从室温升到150^oC，用时0.5h,150^oC恒温2.5h;150^oC升到180^oC，用时1h,180^oC恒温6h;180^oC升到210^oC，用时1h，210^oC恒温6小时；210