Otomobillerin Mıknatıslar Temelinde Çalışması

Mıknatıslar Otomotiv Sektöründe Nasıl Kullanılır?

Bu modern dünyada, insanlar daha gelişmiş, konforlu, ekonomik ve daha güvenli araçlar arıyorlar. Otomobil üretim şirketleri, mıknatısların olağanüstü özellikleri nedeniyle mıknatısların tanıtımı gibi modern teknolojiye sahip araçların üretimi ve geliştirilmesi üzerinde çalışıyorlar. Mıknatıslar, elektromanyetik parçacıkları veya nesneleri çekme veya itme kapasitesine sahip maddelerdir. Mıknatısların iki ana türü geçici ve kalıcıdır. Kalıcı mıknatıslar güçlü ve tutarlı manyetik güce sahiptir ancak geçici mıknatıslar akım akışına kadar manyetik güce sahiptir.

 Mıknatıslar, otomobilin farklı bileşenlerinde ve sistemlerinde farklı uygulama türlerine sahiptir. Bu makalede, mıknatısların otomobil endüstrisindeki çeşitli uygulamaları ayrıntılı olarak açıklanmakta ve bu mıknatısların otomobilleri nasıl daha güvenli ve daha konforlu hale getirdiği anlatılmaktadır.

Alternatörler ve Jeneratörlerde:

Alternatörler ve jeneratörler, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanılan mekanik cihazlardır. Bu cihazlar, içten yanmalı motorlu araçların temel bileşenleridir. Jeneratörlerin ve alternatörlerin rotor tertibatında mıknatıslar kullanılır. Manyetik alan, motor çalışırken üretilir ve statorun sargısında akım indüklenir. Üretilen akım doğrultulur ve sensöre, eğlence sistemlerine ve ışıklara güç sağlamak ve araçların akülerini şarj etmek için kullanılır. IC motorlu araçların jeneratörlerinde ve alternatörlerinde kullanılan mıknatıslar, yük azaldığı için yakıt verimliliğini ve genel verimliliği artırır. Jeneratördeki güçlü manyetik alan nedeniyle gücün üretimi ve dağıtımı çok güvenilir ve verimlidir.

Güç aktarma organları ve motorlar:

Mıknatısların en önemli uygulamaları hibrit ve elektrikli araçların motorları ve güç aktarma organlarıdır. Nadir toprak neodimyum NdFeB mıknatıslar, motorlarda yaygın olarak kullanılan kalıcı mıknatıslardır. Bu kalıcı mıknatıs motorları, az miktarda elektrik enerjisiyle mekanik güç üretir. Mıknatısların termal kararlılığı ve manyetik gücü gibi özellikler, motorların verimliliğini ve güç çıkışını belirler. Hibrit ve elektrikli araçların genel verimliliği, geliştirilmiş enerji dönüşüm verimliliği ve yüksek tork yoğunluğu nedeniyle araçlarda kalıcı mıknatısların uygulanmasıyla artırılır.

Solenoid ve Aktüatörlerde:

Aktüatörler ve solenoidler araçların parçalarıdır ve manyetik alan yardımıyla çalışırlar. Elektrik enerjisi manyetik alan yardımıyla solenoidde mekanik harekete dönüştürülür. Isıtma, havalandırma ve klima sistemi (HVAC), şanzıman sistemleri ve motor fonksiyonlarının yönetimi solenoid ve aktüatörler tarafından kontrol edilir. Solenoidlerin ve aktüatörlerin çalışması manyetik alana dayanır. Aracın fonksiyonları aktüatörler ve solenoidler tarafından hassas bir şekilde kontrol edilir.

Elektromanyetik uyumluluk:

Son teknoloji araçlara çeşitli elektronik sistemler takılmıştır ve bazen elektromanyetik girişim elektronik sistemlerin işlevlerini bozar. Elektromanyetik girişim filtreleri ve kalkanlama maddeleri elektronik sistemleri dış etkenlerden korumak için kullanılır. Navigasyon, eğlence, motor yönetimi ve güvenlik elektromanyetik girişimin engellenmesiyle etkili bir şekilde yapılır.

Manyetik pompa:

Pompalar yakıtın tanktan motora iletilmesinde kullanılır. Araçlarda kullanılan pompaların verimi pompada manyetik kaplin kullanılarak artırılır.

Debriyajlar:

Manyetik kavramalar araçlarda araçların hareketini ve çalışmasını kontrol etmek için kullanılır. Bu tip kavramalarda plakalar arasında fiziksel temas yoktur ve tork manyetik alanla aktarılır. Bu nedenle daha az aşınma ve yıpranma olur ve daha az bakım gerekir. Kavramaların gücü aktarma verimliliği de artar.

Araç sensör sistemleri için:

Araç fonksiyonlarının izlenmesi ve kontrolü manyetik sensörlerle yapılır. Manyetik sensörlerin otomobildeki uygulamaları aşağıdaki şekilde açıklanmıştır:

Pozisyon sensörleri:

Araçlarda kullanılan pozisyon sensörleri mıknatısların ürettiği manyetik alanla çalışır. Pedal sensörleri, vites pozisyon sensörleri ve gaz kelebeği pozisyon sensörleri gibi farklı pozisyon sensörleri vardır. Bu sensörler pozisyonu tespit etmek için kullanılır. Gerçek zamanlı bilgiler bu sensörler aracılığıyla kontrol sistemine gönderilir ve bu da aracın performansını daha da kontrol eder.

Hızı ölçen sensörler:

Aracın her tekerleğinin hızı hız sensörü tarafından algılanır. Bu hız sensörleri, tekerleğin hızındaki değişimi algılamak için mıknatıslara sahiptir. Sensörler tarafından hızdaki değişim verileri, aracın hızlanması ve frenlemesi sırasında kaymayı ve tekerlek kilitlenmesini engellemek için ABS'ye (Anti-Fren Sistemi) iletilir.

Sensörler (Hall etkisi):

 Araçlardaki sıvı seviyesi, pedal pozisyonu ve kapıların pozisyonu hall-effect sensörleri tarafından algılanır. Bu sensörlerde mıknatıslar araçtaki parametre değişimlerinin algılanması için kullanılır. Hall-effect sensörlerinin kullanımıyla aracın güvenli ve verimli çalışması sağlanır.

MRC (Manyetik Sürüş Kontrolü):

Manyetik Sürüş Kontrol Sistemleri, engebeli veya aşınmış yollarda amortisörün sertliğini değiştiren manyetorheolojik sıvı süspansiyon sistemi aracılığıyla yolcuya konforlu bir sürüş sağlamak için araçlarda kullanılır. Manyetorheolojik sıvının viskozitesi, manyetik alan çizgileriyle etkileşime girdiğinde değişir. Sensörler tekerlek hızındaki değişimi algılar ve verileri kontrol sistemiyle paylaşır ve kontrol sistemi, yolcuların kötü durumdaki yollarda sürüş sırasında kendilerini rahat hissetmeleri için amortisörün sertliğini kontrol etmek üzere süspansiyon sistemini daha fazla eylem için etkinleştirir.

Elektrikli araçların şarj ve batarya sistemi:

Kablosuz şarj sistemleri, elektrikli ve hibrit elektrikli araçların son modellerinde kullanılmaktadır. Bu araçların kablosuz şarjı, manyetik alan indüksiyonu ile mümkündür. Elektrikli araçlarda kullanılan pillerin enerji verimliliği ve depolama kapasiteleri, pillerde mıknatıs kullanımı ile artırılmaktadır.

Araçların direksiyon ve navigasyon sistemleri:

Tekerlek konum sensörleri, tekerlek hareketinin verilerini araçların kontrol ünitesine paylaşmak için araçların direksiyon mekanizmasında kullanılır. Bu tekerlek konum sensörleri manyetik alanla çalışır. Araçların otonom sürüş sisteminin kameralarının ve LIDAR sensörünün doğru konumlandırılması ve kontrolü mıknatıslarla üretilen manyetik alanla işlevseldir. Otonom sürüş sistemi, araçların sürücüsüz olarak çalıştırıldığı sistemdir ve bu, navigasyon ve algılama mükemmelse mümkündür. Bu sistemin sensörlerinde ve kontrol ünitesinde mıknatısların kullanılması, algılama ve navigasyonu çok verimli hale getirmiştir.

Elektrikli ve Hibrit Araçların Konvertörleri ve İnvertörleri:

Dönüştürücüler ve invertörler, elektrikli ve hibrit araçlarda elektrik enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesi için kullanılır, böylece araçlar çalışabilir. Bu invertörler ve dönüştürücüler mıknatıslara sahiptir ve bunlar, aracın aküleri, motoru ve mekanik sistemi arasındaki gücün verimli bir şekilde iletilmesine yardımcı olur.

Araçların verimliliğini ve güvenliğini sağlamada mıknatısların önemi

Mıknatıslar kullanılarak araçların güvenliği ve verimliliği arttırılmıştır. Aracın verimliliğinin ve güvenliğinin iyileştirildiği farklı senaryolar vardır.

Kilitlenme önleyici fren sistemi (ABS), mıknatıslı tekerlek hız sensörlerinin tekerleklerin hızını ölçmek için kullanıldığı ve hız verilerinin harekete geçmek üzere frenleme önleyici sistemin (ABS) kontrol sistemiyle paylaşıldığı bir cihazdır. Bu şekilde aracın güvenliği sağlanır. Çekiş kontrol sistemi, araçların dengesini kontrol eden ve koruyan bir sistemdir. Tahrik edilen yük tekerleğinin çekişi, kilitlenme önleyici fren sistemi ve manyetik alana dayalı çalışma ile önlenir. Genel yol güvenliği, gelişmiş sürücü yardım sistemi (ADAS) ile artırılır, bu sistemde araç ve çevre faktörleri manyetik sensörler ile algılanır ve ölçülür. Motor için yakıt miktarının ihtiyaç ve koşullara göre izlenmesi ve kontrol edilmesiyle yakıt tüketimi azaltılır ve araçların yakıt verimliliği artırılır. Jeneratör ve sensörlerde mıknatısların kullanılmasıyla enerjinin etkili bir şekilde kullanılması ve yönetilmesi mümkündür. Manyetik alan kullanımı daha az sayıda aktarım ortamı gerektirdiğinden enerji kayıpları en aza indirilir.

Çözüm:

Mıknatıslar araçlarda çeşitli uygulamalara sahiptir, bunlar aracın temel ve en çok istenen parçaları haline gelmiştir. Aracın her bileşeni bir mıknatısa sahiptir veya manyetik alan prensibine bağlıdır. Aktüatörler/solenoid kontrolü, sensörlerin çalışması, motorların çalışması, elektrik enerjisi üretimi, fren ve debriyajların kontrolü, navigasyon ve direksiyon kontrolü ve müzik sistemleri mıknatısların yardımıyla çalışır. Bu işlemler bir araç için olmazsa olmazdır. Araçlardaki mıknatısların kullanımıyla otomobillerin performansı, verimliliği ve güvenliği artırılmıştır. Manyetik malzemelerin tasarımı ve geliştirilmesi üzerinde çalışılarak ve yenilikçi fikirler benimsenerek otomobiller daha gelişmiş ve konforlu hale getirilebilir.