¿Qué tipos de imanes se utilizan en los vehículos?

¿Cuáles son las diferentes variedades de imanes utilizados en automóviles o vehículos?

Los imanes son materiales o partículas magnetizadas de mineral de hierro que generan un campo magnético (propiedad invisible del imán). Debido a la propiedad del campo magnético, los imanes pueden atraer materiales ferromagnéticos (cobalto, níquel, acero y hierro) y pueden repeler o atraer otros imanes disponibles en el universo. El electroimán y los imanes permanentes son los principales tipos de imanes. Los electroimanes están hechos de una bobina de alambre enrollada alrededor del material ferromagnético. Los electroimanes son imanes temporales y conservan su fuerza magnética hasta que continúa el flujo de corriente en la bobina de alambre. Los imanes permanentes son imanes que tienen un campo magnético permanente y fuerte. Los imanes se utilizan comúnmente en vehículos, lo que hace que la operación y las funciones sean cómodas, seguras y eficientes. Las partes de entretenimiento, las partes del motor, los sensores y los componentes de seguridad de los vehículos están hechos de imanes naturales o artificiales. Se analizan y se tienen en cuenta las diferentes propiedades y características de los imanes, como la estabilidad térmica, la resistencia a la corrosión, la fuerza magnética y el ahorro de costes, para la selección correcta de los imanes para aplicaciones en automóviles. En este artículo se estudian y describen los imanes (imanes de ferrita, imanes de SmCo e imanes de neodimio de tierras raras) que se utilizan generalmente en la fabricación de automóviles o vehículos.

Imanes de ferrita:

    Un imán de ferrita es un imán de óxido de hierro que tiene elementos magnéticos cerámicos y se magnetiza en un imán permanente cuando interactúa con el campo magnético. Estos imanes se producen mezclando los elementos metálicos con óxido de hierro. Los imanes de ferrita son económicos y muy resistentes a la corrosión y al desmagnetismo, pero tienen menor fuerza y potencia magnética que los imanes de NdFeB (neodimio). Estos imanes no se desmagnetizan debido a sus altas propiedades de coercitividad. Los imanes de ferrita están disponibles en color gris oscuro o negro en los mercados y se utilizan ampliamente para aplicaciones en las que se requieren imanes económicos que comprometan la fuerza magnética y el rendimiento.

 El relé de un automóvil o vehículo es un dispositivo de conmutación que se utiliza para conectar y desconectar el circuito eléctrico y los sensores magnéticos controlan el motor y detectan la posición del vehículo. Los imanes de ferrita se utilizan ampliamente en estas partes críticas de los vehículos para un funcionamiento eficiente. Los imanes de ferrita se utilizan en estos componentes debido a sus propiedades económicas y duraderas. Los imanes de ferrita se utilizan en los motores de los vehículos para el funcionamiento del ajuste del asiento, la ventana y el accionamiento de las bombas de combustible. Los altavoces utilizados en los vehículos para la música y otros sistemas de alarma también tienen imanes de ferrita. Estos imanes son muy resistentes a la corrosión y también son adecuados para las diferentes condiciones de temperatura o entorno debido a su naturaleza de estabilidad frente a las altas temperaturas y el ambiente caluroso.

Imanes de neodimio (NdFeB) (Tierras raras):

Los imanes de neodimio son imanes permanentes producidos mediante la aleación de elementos de boro, hierro y neodimio y están disponibles en diferentes formas como barra, anillo, avellanado, bloque y disco en los mercados. Estos imanes se utilizan ampliamente en diferentes sectores debido a su fuerte fuerza magnética, resistencia a la corrosión y estabilidad frente al diamagnetismo. En las aplicaciones en las que se requiere un campo magnético fuerte en forma compacta o compacta, los imanes de neodimio permanentes son los preferidos. Los imanes de neodimio producen un campo magnético fuerte debido a la alta densidad de energía y esa es la razón por la que se consideran para la producción de automóviles/vehículos. Los imanes de neodimio se utilizan ampliamente en sensores, actuadores, dispositivos de entretenimiento y motores de vehículos híbridos y eléctricos. El rendimiento y la eficiencia de los vehículos híbridos y eléctricos aumentan con el uso de imanes permanentes en los motores porque hacen que el funcionamiento del motor sea suave y menos independiente de la fuente de energía. Los imanes se utilizan en sistemas de frenado regenerativo de los vehículos que almacenan la energía de frenado y satisfacen las necesidades de energía para la iluminación y otros fines energéticos de los vehículos. La necesidad de imanes de neodimio ha ido aumentando en la industria automotriz debido al mantenimiento de un fuerte campo magnético en componentes de tamaño compacto.

Imanes de samario y cobalto:

Los imanes de cobalto y samario son imanes permanentes de tierras raras y se producen mediante la combinación de materiales de cobalto y samario. Estos imanes son famosos por su alta resistencia a la corrosión y estabilidad en condiciones o entornos de alta temperatura. Estos imanes muestran un mejor rendimiento en entornos de alta temperatura, pero tienen un campo magnético más débil en comparación con los imanes de tierras raras de neodimio. Estos imanes pueden mantener su campo magnético a una temperatura de más de 350 grados centígrados. Estas propiedades excepcionales han hecho que los imanes sean más exigentes que otros imanes para la fabricación de automóviles.

Los imanes de samario cobalto son caros y esa es la razón principal por la que se utilizan en los componentes que realizan funciones u operaciones específicas o limitadas. Este tipo de imanes se utilizan ampliamente en vehículos especiales como automóviles de lujo y deportivos. Los sensores y actuadores de las secciones de frenado y motor tienen imanes de samario cobalto debido a su estabilidad en condiciones de alta temperatura. Existen algunos riesgos relacionados con el rendimiento continuo con el uso de estos imanes en atmósferas de alta temperatura.

Imanes de Alnico:

Los imanes de alnico son un tipo de imán permanente que se produce combinando los elementos de cobalto, níquel y cobalto. Los imanes de alnico tienen un campo magnético fuerte y propiedades de alta estabilidad térmica. Estos imanes son muy resistentes a la corrosión y pueden durar más tiempo. Los imanes de alnico se utilizan en los altavoces y en la sección de encendido de los vehículos.

Imanes en vehículos

Los tipos de imanes descritos anteriormente se seleccionan para los vehículos en función de las propiedades requeridas y teniendo en cuenta el diseño de los componentes utilizados en los vehículos. A continuación se describen las aplicaciones importantes de los imanes en los vehículos:

Dispositivos de entretenimiento: El sonido en los dispositivos de entretenimiento, como altavoces, televisores de audio y vídeo, se produce con la ayuda del campo magnético de los imanes. El campo magnético del imán interactúa con la corriente eléctrica y produce la fuerza electromagnética, que ayuda al controlador del altavoz a moverse hacia adelante y hacia atrás. El sonido se produce con la interacción del motor de llamada de voz con el campo magnético, y el tipo de imán determina la calidad del campo magnético. Los imanes de ferrita son generalmente los preferidos para los altavoces y dispositivos de audio.

Motores magnéticos:  El par y la fuerza motriz de los motores de los vehículos híbridos y eléctricos se generan mediante imanes permanentes. El campo magnético permanente interactúa con el campo magnético producido por la electricidad y acciona el rotor del motor. En los motores de los vehículos se utilizan imanes de neodimio.

Componentes de seguridad:  Los sistemas de seguridad de los vehículos son actuadores de airbag y sensores de velocidad de las ruedas que tienen imanes de cobalto samario. La velocidad de la rueda del vehículo es detectada por los sensores magnéticos conocidos como sensores de velocidad de las ruedas. Los sensores de velocidad de las ruedas o controladores ABS son imanes permanentes que consisten en un alambre o bobina enrollada sobre un núcleo de metal. Cuando la rotación del anillo dentado cruza la punta, se produce un cambio en las líneas de flujo magnético producidas por los sensores y se generan pulsos de voltaje.

Accesorios (Energía):  Los imanes de ferrita se utilizan en el motor de accionamiento de las puertas, los asientos, los espejos y las ventanas del vehículo. Estos imanes son económicos y tienen un rendimiento estable en diferentes condiciones.

Actuadores y sensores: Los sensores son básicamente los componentes de monitorización de los vehículos que observan todos los factores y muestran las variaciones. La velocidad, la proximidad, la aceleración y la temperatura son las variables del vehículo observadas por los sensores. Después de recopilar los datos de estas variables, los sensores se comparten con el sistema de control del vehículo. Los actuadores son las partes activas del sistema del vehículo. Los actuadores responden en relación con las señales recibidas del sistema de control. La aplicación de los frenos, la variación de combustible en el motor y la disposición del sistema de suspensión se realizan con la ayuda de los actuadores. La información eléctrica obtenida del sistema de control se convierte en operación mecánica a través de los actuadores. Las funciones de los actuadores y sensores están controladas por el campo magnético de los imanes de cobalto de samario y los imanes de ferrita. El control de combustible, el freno y el mecanismo de dirección están gobernados por los sensores y actuadores magnéticos.

Los imanes son componentes principales de los sistemas de los vehículos y la selección adecuada de estos imanes para operaciones específicas se basa en las características y consideraciones específicas. La excepcional fuerza magnética de los imanes de neodimio de tierras raras ha hecho que estos imanes sean muy importantes para las funciones de frenado (regenerativo) y motor de los vehículos. Los imanes de ferrita son imanes confiables y económicos, por lo que son muy adecuados para los accesorios de potencia de los vehículos. Los imanes de SmCo tienen una estabilidad térmica ideal debido a esto, se utilizan en condiciones o entornos de alta temperatura. Los otros imanes tienen una estabilidad térmica menor que los imanes de SmCo. Las características de los diferentes imanes utilizados para los vehículos se describen en este artículo. La importancia de los imanes para la industria automotriz está aumentando debido al avance de la tecnología. Los vehículos se están volviendo confiables, eficientes e innovadores con el avance de la tecnología.