Que tipos de ímãs são usados em veículos

Quais são as diferentes variedades de ímãs usados em automóveis ou veículos?

Ímãs são os materiais ou partículas magnetizadas de minério de ferro que geram um campo magnético (propriedade invisível do ímã). Devido à propriedade do campo magnético, os ímãs podem puxar os materiais ferromagnéticos (cobalto, níquel, aço e ferro) e podem repelir ou atrair os outros ímãs disponíveis no universo. O eletroímã e os ímãs permanentes são os principais tipos de ímãs. Os eletroímãs são feitos de uma bobina de fio enrolada em torno do material ferromagnético. Os eletroímãs são os ímãs temporários e retêm sua força magnética até que o fluxo de corrente na bobina de fio continue. Os ímãs permanentes são os ímãs que têm um campo magnético permanente e forte. Os ímãs são comumente usados em veículos, tornando a operação e as funções confortáveis, seguras e eficientes. As peças de entretenimento, peças do motor, sensores e componentes de segurança dos veículos são feitos de ímãs naturais ou feitos artificialmente. As diferentes propriedades e características, como estabilidade térmica, resistência à corrosão, força magnética e economia de custos dos ímãs, são analisadas e consideradas para a seleção correta dos ímãs para as aplicações em automóveis. Os ímãs (ímãs de ferrite, ímãs de SmCo e ímãs de neodímio de terras raras) geralmente usados na fabricação de automóveis ou veículos são estudados e descritos neste artigo.

Ímãs de ferrite:

    Um ímã de ferrite é um ímã de óxido de ferro com elementos magnéticos cerâmicos e é magnetizado para um ímã permanente ao interagir com o campo magnético. Esses ímãs são produzidos pela mistura de elementos metálicos com óxido de ferro. Os ímãs de ferrite são econômicos e altamente resistentes à corrosão e desmagnetização, mas têm menor força magnética e potência do que os NdFeB (ímãs de neodímio). Esses ímãs não são desmagnetizados devido às suas propriedades de alta coercividade. Os ímãs de ferrite estão disponíveis nas cores cinza escuro ou preto nos mercados e são amplamente utilizados para aplicações onde ímãs econômicos são necessários, comprometendo a força magnética e o desempenho.

 O relé de um automóvel ou veículo é um dispositivo de comutação que é usado para conectar e desconectar o circuito elétrico e sensores magnéticos controlam o motor e detectam a posição dos veículos. Os ímãs de ferrite são amplamente usados nessas partes críticas dos veículos para operação eficiente. Os ímãs de ferrite são usados nesses componentes por causa de suas propriedades econômicas e duradouras. Os ímãs de ferrite são usados nos motores dos veículos para operação de ajuste de assento, janela e acionamento das bombas de combustível. Os alto-falantes usados nos veículos para música e outros sistemas de alarme também têm os ímãs de ferrite. Esses ímãs são muito resistentes à corrosão e também adequados para diferentes condições de temperatura ou ambiente por causa da natureza de estabilidade contra alta temperatura e ambiente quente.

Ímãs de neodímio (NdFeB) (Terras raras):

Os ímãs de neodímio são ímãs permanentes produzidos pela liga de boro, ferro e elementos de neodímio e estão disponíveis em diferentes formatos como barra, anel, escareado, bloco e disco nos mercados. Esses ímãs são amplamente utilizados em diferentes setores devido à forte força magnética, resistência à corrosão e estabilidade em relação ao diamagnetismo. As aplicações onde um forte campo magnético é necessário em forma compacta ou compacta, os ímãs permanentes de neodímio são mais preferidos. Os ímãs de neodímio produzem um forte campo magnético devido à alta densidade de energia e é por isso que são considerados para a produção de automóveis/veículos. Os ímãs de neodímio são amplamente utilizados em sensores, atuadores, dispositivos de entretenimento e motores de veículos híbridos e elétricos. O desempenho e a eficiência dos veículos híbridos e elétricos são aumentados pelo uso de ímãs permanentes nos motores porque eles tornam a operação do motor suave e menos independente da fonte de energia. Os ímãs são usados em sistemas de frenagem regenerativa dos veículos que armazenam a energia de frenagem e atendem às necessidades de energia para iluminação e outros propósitos energéticos dos veículos. A necessidade de ímãs de neodímio tem aumentado na indústria automobilística devido à manutenção de um forte campo magnético em componentes de tamanho compacto.

Ímãs de samário cobalto:

Ímãs de samário-cobalto são ímãs permanentes de terras raras e produzidos pela combinação de materiais de cobalto e samário. Esses ímãs são famosos por sua alta resistência à corrosão e estabilidade a condições ou ambientes de alta temperatura. Esses ímãs mostram melhor desempenho em ambientes de alta temperatura, mas têm um campo magnético mais fraco em comparação aos ímãs de terras raras de neodímio. Esses ímãs podem reter seu campo magnético a uma temperatura de mais de 350 graus centígrados. Essas propriedades excepcionais tornaram os ímãs mais exigentes do que outros ímãs para a fabricação de automóveis.

Os ímãs de samário-cobalto são caros e essa é a principal razão pela qual são usados em componentes que desempenham funções ou operações específicas ou limitadas. Esses tipos de ímãs são amplamente usados em veículos especiais, como carros de luxo e esportivos. Os sensores e atuadores das seções de frenagem e motor têm ímãs de samário-cobalto devido à sua estabilidade em condições de alta temperatura. Existem alguns riscos relacionados ao desempenho contínuo com o uso desses ímãs em atmosferas de alta temperatura.

Ímãs de Alnico:

Ímãs de Alnico são o tipo de ímã permanente produzido pela combinação dos elementos cobalto, níquel e cobalto. Os ímãs de Alnico têm um forte campo magnético e altas propriedades de estabilidade térmica. Esses ímãs são altamente resistentes à corrosão e podem durar mais tempo. Os ímãs de Alnico são usados em alto-falantes e na seção de ignição dos veículos.

Ímãs em veículos

Os tipos de ímãs descritos acima são selecionados para os veículos com base nas propriedades necessárias e consideração para o design dos componentes usados nos veículos. A aplicação importante de ímãs nos veículos é descrita abaixo:

Dispositivos de entretenimento: O som nos dispositivos de entretenimento como alto-falantes, TVs de áudio e vídeo é produzido com a ajuda do campo magnético dos ímãs. O campo magnético do ímã interage com a corrente elétrica e produz a força eletromagnética e essa força ajuda o driver do alto-falante a se mover para frente e para trás. O som é produzido com a interação do motor de chamada de voz com o campo magnético e o tipo de ímã decide a qualidade do campo magnético. Ímãs de ferrite são geralmente preferidos para alto-falantes e dispositivos de áudio.

Motores magnéticos:  O torque e a força motriz dos motores de veículos híbridos e elétricos são produzidos pelos ímãs permanentes. O campo magnético permanente interage com o campo magnético produzido pela eletricidade e aciona o rotor do motor. Ímãs de neodímio são usados no motor de veículos.

Componentes de segurança:  Os sistemas de segurança dos veículos são atuadores de airbag e sensores de velocidade das rodas têm ímãs de samário cobalto. A velocidade da roda do veículo é detectada pelos sensores magnéticos conhecidos como sensores de velocidade das rodas. Os sensores de velocidade das rodas ou controladores de ABS são ímãs permanentes consistindo de fio de bobina enrolado em um núcleo feito de metal. Quando a rotação do anel dentado cruza a ponta, há uma mudança nas linhas de fluxo do ímã produzidas pelos sensores e pulsos de tensão são gerados.

Acessórios (Energia):  Os ímãs de ferrite são usados no motor de acionamento para a porta, assentos, espelhos e janelas do veículo. Esses ímãs são econômicos e têm desempenho estável para diferentes condições.

Atuadores e sensores: Os sensores são basicamente os componentes de monitoramento dos veículos que observam todos os fatores e exibem as variações. A velocidade, proximidade, aceleração e temperatura são as variáveis do veículo observadas pelos sensores. Após coletar os dados dessas variáveis, os sensores são compartilhados com o sistema de controle do veículo. Os atuadores são as partes ativas do sistema do veículo. Os atuadores respondem em relação aos sinais recebidos do sistema de controle. A aplicação dos freios, a variação do combustível no motor e o arranjo do sistema de suspensão são feitos com a ajuda de atuadores. As informações elétricas obtidas do sistema de controle são convertidas em operação mecânica por meio de atuadores. As funções dos atuadores e sensores são controladas pelo campo magnético dos ímãs de samário cobalto e ímãs de ferrite. O controle de combustível, freio e mecanismo de direção são governados pelos sensores magnéticos e atuadores.

Os ímãs são os principais componentes dos sistemas dos veículos e a seleção adequada desses ímãs para operações específicas é baseada nas características e considerações específicas. A força magnética excepcional dos ímãs de neodímio de terras raras tornou esses ímãs mais importantes para as funções de frenagem (regenerativa) e motor dos veículos. Os ímãs de ferrite são ímãs confiáveis e econômicos, devido aos quais são muito adequados para os acessórios de energia dos veículos. Os ímãs SmCo têm estabilidade térmica ideal devido a isso, eles são usados em condições ou ambientes de alta temperatura. Os outros ímãs têm estabilidade térmica menor do que os ímãs SmCo. As características dos diferentes ímãs usados para os veículos são descritas neste artigo. A importância dos ímãs para a indústria automobilística está aumentando devido ao avanço da tecnologia. Os veículos estão se tornando confiáveis, eficientes e inovadores com o avanço da tecnologia.