ما هي أنواع المغناطيسات المستخدمة في المركبات

ما هي أنواع المغناطيس المختلفة المستخدمة في السيارات أو المركبات؟

المغناطيس هو المواد أو الجسيمات الممغنطة من خام الحديد التي تولد مجالًا مغناطيسيًا (خاصية غير مرئية للمغناطيس). وبسبب خاصية المجال المغناطيسي، يمكن للمغناطيس سحب المواد المغناطيسية الحديدية (الكوبالت والنيكل والصلب والحديد) ويمكنها صد أو جذب المغناطيسات الأخرى المتوفرة في الكون. المغناطيس الكهربائي والمغناطيس الدائم هما النوعان الرئيسيان للمغناطيس. المغناطيس الكهربائي مصنوع من ملف من الأسلاك ملفوف حول المادة المغناطيسية الحديدية. المغناطيس الكهربائي هو المغناطيس المؤقت ويحتفظ بقوته المغناطيسية حتى يستمر تدفق التيار في ملف السلك. المغناطيس الدائم هو المغناطيس الذي له مجال مغناطيسي دائم وقوي. تُستخدم المغناطيسات بشكل شائع في المركبات مما يجعل التشغيل والوظائف مريحة وآمنة وفعالة. تتكون أجزاء الترفيه وأجزاء المحرك وأجهزة الاستشعار ومكونات السلامة في المركبات من مغناطيسات طبيعية أو مغناطيسات مصنعة صناعيًا. يتم تحليل ودراسة الخصائص المختلفة للمغناطيسات مثل الاستقرار الحراري ومقاومة التآكل والقوة المغناطيسية وتوفير التكاليف للمغناطيسات من أجل الاختيار الصحيح للمغناطيسات للتطبيقات في السيارات. يتم دراسة المغناطيسات (مغناطيس الفريت ومغناطيس SmCo ومغناطيس النيوديميوم الأرضي النادر) المستخدمة عمومًا في تصنيع السيارات أو المركبات ووصفها في هذه المقالة.

مغناطيسات الفريت:

    المغناطيس الفريت هو مغناطيس أكسيد الحديد الذي يحتوي على عناصر مغناطيسية سيراميكية ويتم مغناطيسيته إلى مغناطيس دائم عند التفاعل مع المجال المغناطيسي. يتم إنتاج هذه المغناطيسات عن طريق خلط العناصر المعدنية مع أكسيد الحديد. مغناطيسات الفريت اقتصادية ومقاومة للغاية للتآكل وإزالة المغناطيسية ولكنها تتمتع بقوة مغناطيسية وقوة أقل من مغناطيسات NdFeB (مغناطيس النيوديميوم). هذه المغناطيسات لا يتم إزالة مغناطيسيتها بسبب خصائصها القسرية العالية. تتوفر مغناطيسات الفريت باللون الرمادي الداكن أو الأسود في الأسواق وتستخدم على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب مغناطيسات اقتصادية مما يقلل من القوة المغناطيسية والأداء.

 يعد مرحل السيارة أو المركبة جهاز تبديل يستخدم لتوصيل وفصل الدائرة الكهربائية وأجهزة الاستشعار المغناطيسية التي تتحكم في المحرك واكتشاف موضع المركبات. تُستخدم مغناطيسات الفريت على نطاق واسع في هذه الأجزاء الحرجة من المركبات للتشغيل الفعال. تُستخدم مغناطيسات الفريت في هذه المكونات نظرًا لخصائصها الاقتصادية وطويلة الأمد. تُستخدم مغناطيسات الفريت في محركات المركبات لتشغيل تعديل المقعد والنوافذ وتشغيل مضخات الوقود. تحتوي مكبرات الصوت المستخدمة في المركبات للموسيقى وأنظمة الإنذار الأخرى أيضًا على مغناطيسات الفريت. تتمتع هذه المغناطيسات بمقاومة كبيرة للتآكل ومناسبة أيضًا لظروف درجات الحرارة المختلفة أو البيئة بسبب طبيعتها المستقرة ضد درجات الحرارة العالية والبيئة الساخنة.

مغناطيسات النيوديميوم (NdFeB) (الأرض النادرة):

المغناطيس النيوديميوم هو مغناطيس دائم يتم إنتاجه عن طريق خلط البورون والحديد وعناصر النيوديميوم ومتوفر بأشكال مختلفة مثل القضيب والحلقة والمخروط والكتلة والقرص في الأسواق. تُستخدم هذه المغناطيسات على نطاق واسع في قطاعات مختلفة نظرًا لقوتها المغناطيسية القوية ومقاومتها للتآكل واستقرارها تجاه المغناطيسية المانعة. في التطبيقات التي تتطلب مجالًا مغناطيسيًا قويًا في شكل مضغوط أو أكثر إحكاما، تُفضل المغناطيسات النيوديميوم الدائمة في الغالب. تنتج مغناطيسات النيوديميوم مجالًا مغناطيسيًا قويًا بسبب كثافة الطاقة العالية وهذا هو السبب في اعتبارها لإنتاج السيارات / المركبات. تُستخدم مغناطيسات النيوديميوم على نطاق واسع في أجهزة الاستشعار والمحركات وأجهزة الترفيه ومحركات المركبات الهجينة والمركبات الكهربائية. يتم زيادة أداء وكفاءة المركبات الهجينة والكهربائية باستخدام المغناطيسات الدائمة في المحركات لأنها تجعل تشغيل المحرك سلسًا وأقل استقلالية عن مصدر الطاقة. تُستخدم المغناطيسات في أنظمة الكبح المتجددة للمركبات التي تخزن طاقة الفرامل وتلبي احتياجات الطاقة للإضاءة وأغراض الطاقة الأخرى للمركبات. لقد تزايدت الحاجة إلى مغناطيسات النيوديميوم في صناعة السيارات بسبب الحفاظ على المجال المغناطيسي القوي في المكونات ذات الحجم الصغير.

مغناطيسات الساماريوم والكوبالت:

مغناطيسات الكوبالت الساماريوم هي مغناطيسات دائمة من العناصر الأرضية النادرة ويتم إنتاجها عن طريق الجمع بين مواد الكوبالت والساماريوم. تشتهر هذه المغناطيسات بمقاومتها العالية للتآكل واستقرارها في ظروف أو بيئات درجات الحرارة العالية. تظهر هذه المغناطيسات أداءً أفضل في البيئات ذات درجات الحرارة العالية ولكنها تتمتع بمجال مغناطيسي أضعف مقارنة بمغناطيسات النيوديميوم من العناصر الأرضية النادرة. يمكن لهذه المغناطيسات الاحتفاظ بمجالها المغناطيسي حتى درجة حرارة تزيد عن 350 درجة مئوية. جعلت هذه الخصائص الاستثنائية المغناطيسات أكثر تطلبًا من المغناطيسات الأخرى لتصنيع السيارات.

تعتبر مغناطيسات الكوبالت الساماريوم باهظة الثمن وهذا هو السبب الرئيسي لاستخدامها في المكونات التي تؤدي وظائف أو عمليات محددة أو محدودة. يستخدم هذا النوع من المغناطيس على نطاق واسع في المركبات الخاصة مثل السيارات الفاخرة والرياضية. تحتوي أجهزة الاستشعار والمشغلات الخاصة بأقسام الفرامل والمحرك على مغناطيسات الكوبالت الساماريوم بسبب ثباتها في ظروف درجات الحرارة العالية. هناك بعض المخاطر المتعلقة بالأداء المستمر مع استخدام هذه المغناطيسات في أجواء ذات درجات حرارة عالية.

مغناطيسات ألنيكو:

مغناطيسات ألنيكو هي نوع من المغناطيس الدائم يتم إنتاجه عن طريق الجمع بين عناصر الكوبالت والنيكل والكوبالت. تتمتع مغناطيسات ألنيكو بمجال مغناطيسي قوي وخصائص استقرار حراري عالية. تتمتع هذه المغناطيسات بمقاومة عالية للتآكل ويمكن أن تدوم لفترة أطول. تُستخدم مغناطيسات ألنيكو في مكبرات الصوت وقسم الإشعال في المركبات.

المغناطيس في المركبات

يتم اختيار أنواع المغناطيسات الموضحة أعلاه للمركبات بناءً على الخصائص المطلوبة والاعتبارات الخاصة بتصميم المكونات المستخدمة في المركبات. فيما يلي وصف للتطبيقات المهمة للمغناطيسات في المركبات:

أجهزة الترفيه: يتم إنتاج الصوت في أجهزة الترفيه مثل مكبرات الصوت وأجهزة التلفاز الصوتية والمرئية بمساعدة المجال المغناطيسي للمغناطيس. يتفاعل المجال المغناطيسي للمغناطيس مع التيار الكهربائي وينتج قوة كهرومغناطيسية تساعد هذه القوة محرك مكبر الصوت على التحرك ذهابًا وإيابًا. يتم إنتاج الصوت بتفاعل محرك المكالمة الصوتية مع المجال المغناطيسي ويحدد نوع المغناطيس جودة المجال المغناطيسي. تُفضل مغناطيسات الفريت بشكل عام لمكبرات الصوت وأجهزة الصوت.

المحركات المغناطيسية:  يتم إنتاج عزم الدوران والقوة الدافعة لمحركات المركبات الهجينة والكهربائية بواسطة المغناطيسات الدائمة. يتفاعل المجال المغناطيسي الدائم مع المجال المغناطيسي الناتج عن الكهرباء ويحرك دوار المحرك. تُستخدم مغناطيسات النيوديميوم في محركات المركبات.

مكونات السلامة:  تتكون أنظمة الأمان في المركبات من مشغلات الوسائد الهوائية وأجهزة استشعار سرعة العجلات التي تحتوي على مغناطيسات من الكوبالت والساماريوم. يتم اكتشاف سرعة عجلة المركبة بواسطة أجهزة استشعار مغناطيسية تُعرف باسم أجهزة استشعار سرعة العجلات. أجهزة استشعار سرعة العجلات أو وحدة التحكم في نظام منع انغلاق المكابح (ABS) عبارة عن مغناطيس دائم يتكون من سلك ملفوف على قلب مصنوع من المعدن. عندما يعبر دوران الحلقة المسننة الطرف، يحدث تغيير في خطوط تدفق المغناطيس التي تنتجها أجهزة الاستشعار ويتم توليد نبضات الجهد.

الملحقات (الطاقة):  تُستخدم مغناطيسات الفريت في محرك الدفع للأبواب والمقاعد والمرايا والنوافذ في السيارة. تتميز هذه المغناطيسات بأنها اقتصادية وتتمتع بأداء مستقر في ظروف مختلفة.

المحركات والمستشعرات: المستشعرات هي في الأساس مكونات مراقبة المركبات التي تراقب جميع العوامل وتعرض الاختلافات. السرعة والقرب والتسارع ودرجة الحرارة هي متغيرات المركبة التي تراقبها المستشعرات. بعد جمع بيانات هذه المتغيرات، تتم مشاركة المستشعرات مع نظام التحكم في المركبة. المحركات هي الأجزاء النشطة في نظام المركبة. تستجيب المحركات فيما يتعلق بالإشارات المستلمة من نظام التحكم. يتم تطبيق الفرامل وتغيير الوقود في المحرك وترتيب نظام التعليق بمساعدة المحركات. يتم تحويل المعلومات الكهربائية التي تم الحصول عليها من نظام التحكم إلى تشغيل ميكانيكي من خلال المحركات. يتم التحكم في وظائف المحركات والمستشعرات بواسطة المجال المغناطيسي لمغناطيسات الكوبالت الساماريوم ومغناطيسات الفريت. يتم التحكم في التحكم في الوقود وآلية الفرامل والتوجيه بواسطة المستشعرات والمحركات المغناطيسية.

المغناطيسات هي مكونات رئيسية لأنظمة المركبات ويعتمد الاختيار المناسب لهذه المغناطيسات لعمليات محددة على الخصائص والاعتبارات المحددة. إن القوة المغناطيسية الاستثنائية لمغناطيسات النيوديميوم الأرضية النادرة جعلت هذه المغناطيسات أكثر أهمية لوظائف الكبح (التجديد) ومحرك المركبات. مغناطيسات الفريت هي مغناطيسات موثوقة واقتصادية مما يجعلها مناسبة جدًا لإكسسوارات الطاقة للمركبات. تتمتع مغناطيسات SmCo بثبات حراري مثالي بسبب هذا، فهي تستخدم في ظروف أو بيئات ذات درجات حرارة عالية. تتمتع المغناطيسات الأخرى بثبات حراري أقل من مغناطيسات SmCo. يتم وصف خصائص المغناطيسات المختلفة المستخدمة للمركبات في هذه المقالة. تتزايد أهمية المغناطيس لصناعة السيارات بسبب تقدم التكنولوجيا. أصبحت المركبات موثوقة وفعالة ومبتكرة مع تقدم التكنولوجيا.