汽車起動機換向器酚醛模塑料后固化控制系統

    管功湖^1,2

(1浙江工業大學，浙江杭州310032；2．臺州學院，浙江臨海317000)

    摘要：根據汽車起動機換向器酚醛模塑料后固化工藝要求，提出控制系統的具體實現方案。控制系統采用AT89S52單片機作為控制核心，主要由鍵盤、LCD顯示器、時鐘芯片、A／D轉換器、溫度傳感器等組成。硬件設計做到功能完善，電路簡單，使用方便，從軟硬件兩方面來提高控制系統的可靠性。控制系統運行穩定，時間和溫度控制準確，達到預期目標。

    關鍵詞：換向器；酚醛模塑料；后固化；單片機；溫度傳感器

    中圖分類號：TM363．3  文獻標識碼：A  文章編號：1004—7018(2008)06—0024—02

0引言

    隨著汽車工業的蓬勃發展，汽車起動機不斷擴大傳動比，減小電動機直徑，縮短總長度；絕緣材料、永磁材料的高性能化促進了實現起動機的小型輕量化^[1]。由于酚醛模塑料具有優良的耐熱性、堅韌性和電性能^[2]，在汽車起動機換向器的制造中得到了廣泛的應用。換向器是起動機制造中工藝復雜、要求嚴格的部件之一，合理選擇換向器的制造工藝，特別是酚醛模塑料的后固化工藝在保證汽車起動機安全運轉和延長壽命方面具有重大意義。

    在汽車起動機換向器生產過程中，酚醛模塑料通過加熱壓鑄成形后，還需進一步后固化處理。后固化處理工藝可以大幅度增加酚醛模塑料的玻璃化溫度Tg，從而提高耐熱性。常用的方法是采用階梯升溫和恒溫處理^[3]，而前者的方法要優于后者。一般工業用烘箱大多是恒溫控制，很難做到階梯升溫；而酚醛模塑料的后固化過程需要十幾個小時，如采用人工來控制烘箱的溫度和時間，存在勞動強度大、控制不準確的缺點。本文提出以單片機AT89S52為核心，構成汽車起動機換向器酚醛模塑料后固化控制系統,采用軟硬件結合的方法,提供良好的人機交互界面,實現時間和溫度的自動控制.

1 酚醛模塑料后固化工藝分析

    換向器酚醛模塑料的后固化處理主要是控制酚醛模塑料的溫度和時間。換向器酚醛模塑料后固化溫度和時間要求如圖1所示，0-t₁階段溫度從室溫升到T₁；t₁-t₂階段保持恒溫；t₂-t₃階段溫度從T₁升到T₂；t₃-t₄階段保持恒溫；t₄-t₅階段溫度從T₂升到T₃；t₅-t₆階段保持恒溫；t₆-t₇階段溫度從T₃升到T₄；t₇-t₈階段保持恒溫；t₈以后，斷電冷卻到室溫。  以下是實際應用的時間和溫度參數；從室溫升到150^oC，用時0.5h,150^oC恒溫2.5h;150^oC升到180^oC，用時1h,180^oC恒溫6h;180oC升到210^oC，用時1h，210^oC恒溫6小時；210^oC升到230^oC，用時0.5h，230^oC恒溫2h；然后斷電自然冷卻。

2控制系統原理

    根據汽車換向器酚醛模塑料后固化工藝的要求，控制系統主要完成對烘箱溫度和升恒溫時間的控制系統,采用軟硬件結合的方法,提供良好的人機交互界面,實現時間和溫度的自動控制.

1 酚醛模塑料后固化工藝分析

    換向器酚醛模塑料的后固化處理主要是控制酚醛模塑料的溫度和時間。換向器酚醛模塑料后固化溫度和時間要求如圖1所示，0-t₁階段溫度從室溫升到T₁；t₁-t₂階段保持恒溫；t₂-t₃階段溫度從T₁升到T2；t₃-t₄階段保持恒溫；t₄-t5階段溫度從T₂升到T₃；t₅-t₆階段保持恒溫；t₆-t₇階段溫度從T₃升到T₄；t₇-t₈階段保持恒溫；t₈以后，斷電冷卻到室溫。  以下是實際應用的時間和溫度參數；從室溫升到150^oC，用時0.5h,150^oC恒溫2.5h;150^oC升到180^oC，用時1h,180^oC恒溫6h;180^oC升到210^oC，用時1h，210^oC恒溫6小時；210