Funcionamento de automóveis com base em ímãs

Como os ímãs são usados na indústria automobilística?

Neste mundo moderno, as pessoas estão procurando veículos mais avançados, confortáveis, econômicos e seguros. As empresas fabricantes de automóveis estão trabalhando na fabricação e desenvolvimento de veículos com tecnologia moderna, como a introdução de ímãs, devido às propriedades excepcionais do ímã. Ímãs são substâncias que têm a capacidade de atrair ou repelir partículas ou objetos eletromagnéticos. Os dois principais tipos de ímãs são temporários e permanentes. Ímãs permanentes têm força magnética forte e consistente, mas ímãs temporários têm força magnética até o fluxo de corrente.

 Os ímãs têm diferentes tipos de aplicações em diferentes componentes e sistemas do automóvel. Neste artigo, as várias aplicações de ímãs na indústria automobilística são explicadas em detalhes e como esses ímãs estão tornando os automóveis mais seguros e confortáveis.

Em alternadores e geradores:

Os alternadores e geradores são os dispositivos mecânicos usados para transformar a energia mecânica em energia elétrica. Esses dispositivos são componentes essenciais dos veículos com motor de combustão interna. No conjunto do rotor dos geradores e alternadores, ímãs são usados. O campo magnético é produzido quando o motor está funcionando e a corrente é induzida no enrolamento do estator. A corrente produzida é retificada e usada para alimentar o sensor, sistemas de entretenimento e luzes, e carregar as baterias dos veículos. Os ímãs usados nos geradores e alternadores dos veículos com motor IC melhoram a eficiência de combustível e a eficiência geral porque a carga é reduzida. A geração e distribuição da energia são muito confiáveis e eficientes devido ao forte campo magnético no gerador.

Motores e conjuntos propulsores:

As aplicações mais importantes dos ímãs são nos motores e conjuntos de força de veículos híbridos e elétricos. Os ímãs de neodímio de terras raras NdFeB são os ímãs permanentes amplamente usados em motores. Esses motores de ímã permanente produzem energia mecânica com uma pequena quantidade de energia elétrica. As propriedades como estabilidade térmica e força magnética dos ímãs decidem a eficiência e a potência de saída dos motores. A eficiência geral dos veículos híbridos e elétricos é aumentada pela aplicação de ímãs permanentes nos veículos devido à eficiência de conversão de energia aprimorada e alta densidade de torque.

Em solenóides e atuadores:

Os atuadores e solenóides são as partes dos veículos e funcionam com a ajuda de um campo magnético. A energia elétrica é convertida em movimento mecânico no solenóide com a ajuda do campo magnético. O sistema de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC), sistemas de transmissão e gerenciamento das funções do motor são controlados pelo solenóide e atuadores. O funcionamento dos solenóides e atuadores é baseado no campo magnético. As funções do veículo são controladas precisamente por atuadores e solenóides.

Compatibilidade eletromagnética:

Há uma variedade de sistemas eletrônicos instalados nos veículos de tecnologia mais recentes e, às vezes, a interferência eletromagnética perturba as funções dos sistemas eletrônicos. Filtros de interferência eletromagnética e substâncias de blindagem são usados para proteger os sistemas eletrônicos de perturbações externas. A navegação, o entretenimento, o gerenciamento do motor e a segurança são feitos de forma eficaz, prevenindo a interferência eletromagnética.

Bomba magnética:

As bombas são usadas para o fornecimento de combustível do tanque para o motor. A eficiência das bombas usadas nos veículos é melhorada pelo uso do acoplamento magnético na bomba.

Embreagens:

As embreagens magnéticas são usadas nos veículos para controlar o movimento e a operação dos veículos. Nesses tipos de embreagens, não há contato físico entre as placas, e o torque é transferido com o campo magnético. Portanto, há menos desgaste e menos manutenção é necessária. A eficiência das embreagens para transferir a potência também é aumentada.

Para sistemas de sensores do veículo:

O monitoramento e controle das funções do veículo são feitos com sensores magnéticos. As aplicações dos sensores magnéticos no automóvel são explicadas a seguir:

Sensores para a posição:

Os sensores de posição usados nos veículos funcionam com o campo magnético produzido pelos ímãs. Existem diferentes sensores de posição, como sensores de pedal, sensores de posição de marcha e sensores de posição do acelerador. Esses sensores são usados para detectar a posição. As informações em tempo real são enviadas ao sistema de controle por meio desses sensores, que controlam ainda mais o desempenho do veículo.

Sensores para medir a velocidade:

A velocidade de cada roda do veículo é detectada pelo sensor de velocidade. Esses sensores de velocidade têm ímãs para detectar a variação de velocidade da roda. Os dados de variação de velocidade pelos sensores são fornecidos ao ABS (sistema anti-frenagem) para bloquear a derrapagem e o travamento das rodas durante a aceleração e a frenagem do veículo.

Sensores (efeito Hall):

 O nível de fluido, posição do pedal e posição das portas nos veículos são detectados pelos sensores de efeito Hall. Os ímãs são usados nesses sensores para a detecção de variações de parâmetros no veículo. A operação segura e eficiente do veículo é garantida com o uso de sensores de efeito Hall.

MRC (Controle de passeio magnético):

Os sistemas de controle Magnetic Ride são usados nos veículos para fornecer um passeio confortável ao passageiro por meio de seu sistema de suspensão de fluido magnetorreológico que altera a rigidez do amortecedor em caso de estradas irregulares ou desgastadas. A viscosidade do fluido magnetorreológico varia quando interage com as linhas do campo magnético. Os sensores detectam a variação da velocidade da roda e compartilham os dados com o sistema de controle e o sistema de controle ativa o sistema de suspensão para ação posterior para controlar a rigidez do amortecedor para que os passageiros se sintam confortáveis ao andar em estradas em más condições.

Sistema de carregamento e bateria dos veículos elétricos:

Os sistemas de carregamento sem fio são usados nos modelos mais recentes de veículos elétricos e híbridos elétricos. O carregamento sem fio desses veículos é possível com a indução de campo magnético. A eficiência energética e as capacidades de armazenamento das baterias usadas nos veículos elétricos são aumentadas com o uso de ímãs nas baterias.

Os sistemas de direção e navegação dos veículos:

Os sensores de posição das rodas são usados no mecanismo de direção dos veículos para compartilhar os dados do movimento das rodas com a unidade de controle dos veículos. Esses sensores de posição das rodas funcionam com o campo magnético. O posicionamento preciso e o controle das câmeras e do sensor LIDAR do sistema de direção autônomo dos veículos são funcionais com o campo magnético produzido com os ímãs. O sistema de direção autônomo é o sistema pelo qual os veículos são executados sem motoristas e isso é possível se a navegação e a detecção forem perfeitas. O uso de ímãs nos sensores e na unidade de controle deste sistema tornou a detecção e a navegação muito eficientes.

Conversores e inversores de veículos elétricos e híbridos:

Os conversores e inversores são usados em veículos elétricos e híbridos para conversão de energia elétrica em energia mecânica para que os veículos possam funcionar. Esses inversores e conversores têm ímãs e estes ajudam na transmissão eficiente da energia entre as baterias, motor e sistema mecânico do veículo.

Importância dos ímãs para garantir a eficiência e a segurança dos veículos

A segurança e a eficiência dos veículos foram aumentadas pelo uso dos ímãs. Existem diferentes cenários nos quais a eficiência e a segurança do veículo são melhoradas.

O sistema de freio antibloqueio (ABS) é um dispositivo no qual sensores magnéticos de velocidade das rodas são usados para medir a velocidade das rodas e os dados de velocidade são compartilhados com o sistema de controle do sistema antibloqueio (ABS) para ação. Dessa forma, a segurança do veículo é garantida. O sistema de controle de tração é um sistema que controla e mantém a estabilidade dos veículos. A tração da roda de carga movida é evitada pelo sistema de freio antibloqueio e funciona com base no campo magnético. A segurança geral da estrada é aprimorada com o sistema avançado de assistência ao motorista (ADAS), neste sistema, os fatores do veículo e do ambiente são detectados e medidos com os sensores magnéticos. Ao monitorar e controlar a quantidade de combustível para o motor de acordo com os requisitos e condições, o consumo de combustível é reduzido e a eficiência de combustível dos veículos é aumentada. A utilização e o gerenciamento eficazes da energia são possíveis com o uso de ímãs nos geradores e sensores. As perdas de energia são minimizadas porque o uso de um campo magnético requer menos número de meios de transferência.

Conclusão:

Os ímãs têm uma variedade de aplicações nos veículos, eles se tornaram as partes essenciais e mais desejadas do veículo. Cada componente do veículo tem um ímã ou depende do princípio do campo magnético. Os atuadores/controle de solenóide, funcionamento de sensores, operação de motores, geração de energia elétrica, controle de freios e embreagens, navegação e controle de direção e sistemas de música funcionam com a ajuda de ímãs. Essas operações são essenciais para um veículo. O desempenho, a eficiência e a segurança dos automóveis foram aumentados com o uso de ímãs nos veículos. Os automóveis podem ser tornados mais avançados e confortáveis trabalhando no design e desenvolvimento de materiais magnéticos e adotando ideias inovadoras.