Funcionamiento de los automóviles a base de imanes

¿Cómo se utilizan los imanes en la industria del automóvil?

En este mundo moderno, la gente busca vehículos más avanzados, cómodos, económicos y seguros. Las empresas fabricantes de automóviles están trabajando en la fabricación y el desarrollo de vehículos con tecnología moderna, como la introducción de imanes debido a las propiedades excepcionales del imán. Los imanes son sustancias que tienen la capacidad de atraer o repeler partículas u objetos electromagnéticos. Los dos tipos principales de imanes son temporales y permanentes. Los imanes permanentes tienen una fuerza magnética fuerte y constante, pero los imanes temporales tienen una fuerza magnética hasta que fluye la corriente.

 Los imanes tienen distintos tipos de aplicaciones en distintos componentes y sistemas del automóvil. En este artículo se explican en detalle las distintas aplicaciones de los imanes en la industria automotriz y cómo estos imanes hacen que los automóviles sean más seguros y cómodos.

En alternadores y generadores:

Los alternadores y generadores son dispositivos mecánicos que se utilizan para transformar la energía mecánica en energía eléctrica. Estos dispositivos son componentes esenciales de los vehículos con motor de combustión interna. En el conjunto del rotor de los generadores y alternadores se utilizan imanes. El campo magnético se produce cuando el motor está en funcionamiento y se induce corriente en el devanado del estator. La corriente producida se rectifica y se utiliza para alimentar los sensores, los sistemas de entretenimiento y las luces, y para cargar las baterías de los vehículos. Los imanes utilizados en los generadores y alternadores de los vehículos con motor de combustión interna mejoran la eficiencia del combustible y la eficiencia general porque se reduce la carga. La generación y distribución de la energía son muy fiables y eficientes debido al fuerte campo magnético del generador.

Motores y trenes de potencia:

Las aplicaciones más importantes de los imanes se encuentran en los motores y sistemas de propulsión de vehículos híbridos y eléctricos. Los imanes de tierras raras de neodimio (NdFeB) son imanes permanentes que se utilizan ampliamente en los motores. Estos motores de imanes permanentes producen potencia mecánica con una pequeña cantidad de energía eléctrica. Las propiedades como la estabilidad térmica y la fuerza magnética de los imanes determinan la eficiencia y la potencia de salida de los motores. La eficiencia general de los vehículos híbridos y eléctricos aumenta con la aplicación de imanes permanentes en los vehículos debido a la mejora de la eficiencia de conversión de energía y la alta densidad de par.

En solenoides y actuadores:

Los actuadores y solenoides son partes de los vehículos y funcionan con la ayuda de un campo magnético. La energía eléctrica se convierte en movimiento mecánico en el solenoide con la ayuda del campo magnético. El sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), los sistemas de transmisión y la gestión de las funciones del motor están controlados por los solenoides y actuadores. El funcionamiento de los solenoides y actuadores se basa en el campo magnético. Las funciones del vehículo están controladas con precisión por los actuadores y solenoides.

Compatibilidad electromagnética:

En los vehículos de última tecnología se instalan diversos sistemas electrónicos y, en ocasiones, las interferencias electromagnéticas alteran el funcionamiento de los sistemas electrónicos. Para proteger los sistemas electrónicos de las interferencias externas, se utilizan filtros de interferencias electromagnéticas y sustancias de protección. La navegación, el entretenimiento, la gestión del motor y la seguridad se realizan de forma eficaz evitando las interferencias electromagnéticas.

Bomba magnética:

Las bombas se utilizan para suministrar combustible desde el tanque al motor. La eficiencia de las bombas utilizadas en los vehículos se mejora mediante el uso del acoplamiento magnético en la bomba.

Embragues:

Los embragues magnéticos se utilizan en los vehículos para controlar el movimiento y el funcionamiento de los mismos. En este tipo de embragues, no hay contacto físico entre las placas y el par se transfiere con el campo magnético, por lo que hay menos desgaste y se requiere menos mantenimiento. También aumenta la eficiencia de los embragues para transferir la potencia.

Para los sistemas de sensores del vehículo:

La monitorización y control de las funciones del vehículo se realiza mediante sensores magnéticos. Las aplicaciones de los sensores magnéticos en el automóvil se explican a continuación:

Sensores para la posición:

Los sensores de posición que se utilizan en los vehículos funcionan con el campo magnético producido por los imanes. Existen diferentes sensores de posición, como los sensores de pedal, los sensores de posición de marcha y los sensores de posición del acelerador. Estos sensores se utilizan para detectar la posición. La información en tiempo real se envía al sistema de control a través de estos sensores, que controlan aún más el rendimiento del vehículo.

Sensores para medir la velocidad:

La velocidad de cada rueda del vehículo es detectada por el sensor de velocidad. Estos sensores de velocidad tienen imanes para detectar la variación de velocidad de la rueda. Los datos de variación de velocidad de los sensores se suministran al ABS (sistema antifrenado) para bloquear el derrape y el bloqueo de las ruedas durante la aceleración y el frenado del vehículo.

Sensores (efecto Hall):

 Los sensores de efecto Hall detectan el nivel de líquido, la posición de los pedales y la posición de las puertas en los vehículos. En estos sensores se utilizan imanes para detectar variaciones de parámetros en el vehículo. El uso de sensores de efecto Hall garantiza el funcionamiento seguro y eficiente del vehículo.

MRC (Control de recorrido magnético):

Los sistemas de control de conducción magnética se utilizan en los vehículos para proporcionar un viaje cómodo a los pasajeros a través de su sistema de suspensión de fluido magnetorreológico que cambia la rigidez del amortiguador en caso de carreteras irregulares o desgastadas. La viscosidad del fluido magnetorreológico varía cuando interactúa con las líneas del campo magnético. Los sensores detectan la variación de la velocidad de la rueda y comparten los datos con el sistema de control y el sistema de control activa el sistema de suspensión para que tome medidas adicionales para controlar la rigidez del amortiguador de modo que los pasajeros se sientan cómodos mientras viajan en carreteras en malas condiciones.

Sistema de carga y baterías de los vehículos eléctricos:

Los sistemas de carga inalámbrica se utilizan en los últimos modelos de vehículos eléctricos e híbridos. La carga inalámbrica de estos vehículos es posible gracias a la inducción de campos magnéticos. La eficiencia energética y la capacidad de almacenamiento de las baterías utilizadas en los vehículos eléctricos aumentan con el uso de imanes en las baterías.

Los sistemas de dirección y navegación de los vehículos:

Los sensores de posición de las ruedas se utilizan en el mecanismo de dirección de los vehículos para compartir los datos del movimiento de las ruedas con la unidad de control de los vehículos. Estos sensores de posición de las ruedas funcionan con el campo magnético. El posicionamiento y control precisos de las cámaras y el sensor LIDAR del sistema de conducción autónoma de los vehículos funcionan con el campo magnético producido con los imanes. El sistema de conducción autónoma es el sistema a través del cual los vehículos circulan sin conductor y esto es posible si la navegación y la detección son perfectas. El uso de imanes en los sensores y la unidad de control de este sistema ha hecho que la detección y la navegación sean muy eficientes.

Convertidores e inversores de los vehículos eléctricos e híbridos:

Los convertidores e inversores se utilizan en los vehículos eléctricos e híbridos para convertir la energía eléctrica en energía mecánica para que los vehículos puedan funcionar. Estos inversores y convertidores tienen imanes que ayudan a la transmisión eficiente de la energía entre las baterías, el motor y el sistema mecánico del vehículo.

Importancia de los imanes para garantizar la eficiencia y seguridad de los vehículos

La seguridad y la eficiencia de los vehículos se han incrementado mediante el uso de imanes. Existen diferentes escenarios en los que se mejora la eficiencia y la seguridad del vehículo.

El sistema de frenos antibloqueo (ABS) es un dispositivo en el que se utilizan sensores de velocidad de rueda magnéticos para medir la velocidad de las ruedas y los datos de velocidad se comparten con el sistema de control del sistema antifrenado (ABS) para que actúe. De esta manera, se garantiza la seguridad del vehículo. El sistema de control de tracción es un sistema que controla y mantiene la estabilidad de los vehículos. La tracción de la rueda de carga motriz se evita mediante el sistema de frenos antibloqueo y funciona en función del campo magnético. La seguridad vial general se mejora con el sistema avanzado de asistencia al conductor (ADAS), en este sistema, los factores del vehículo y el entorno se detectan y miden con los sensores magnéticos. Al monitorear y controlar la cantidad de combustible para el motor de acuerdo con los requisitos y las condiciones, se reduce el consumo de combustible y se aumenta la eficiencia de combustible de los vehículos. La utilización y gestión eficaz de la energía es posible con el uso de imanes en los generadores y sensores. Las pérdidas de energía se minimizan porque el uso de un campo magnético requiere una menor cantidad de medios de transferencia.

Conclusión:

Los imanes tienen una variedad de aplicaciones en los vehículos y se han convertido en las partes esenciales y más deseadas del vehículo. Cada componente del vehículo tiene un imán o depende del principio del campo magnético. El control de actuadores/solenoides, el funcionamiento de sensores, el funcionamiento de motores, la generación de energía eléctrica, el control de frenos y embragues, el control de navegación y dirección y los sistemas de música funcionan con la ayuda de imanes. Estas operaciones son esenciales para un vehículo. El rendimiento, la eficiencia y la seguridad de los automóviles se han incrementado con el uso de imanes en los vehículos. Los automóviles se pueden hacer más avanzados y cómodos trabajando en el diseño y desarrollo de materiales magnéticos y adoptando ideas innovadoras.