高性能磁性材料在汽車中的應(yīng)用

//WWWcVp.m 1995軍第3-4期 總第73期汽車是現(xiàn)代社會(huì)的一種重要交通工具在電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，隨營(yíng)人們時(shí)汽車的安全性、舒適性、節(jié)能與環(huán)保的要求日益增強(qiáng)，汽車電子化便成為當(dāng)今各國(guó)的一大課題c而電子產(chǎn)品性能的提高和小型化與功能材料有曹密切的關(guān)系。對(duì)于汽車部件來(lái)說(shuō)，尺寸、質(zhì)量和性能之間的協(xié)調(diào)至關(guān)重要，果用高性能的磁性材料可以滿足上述要求。1.磁性材料在現(xiàn)代汽車中有廣闊的應(yīng)用前景當(dāng)今汽車已盲40多處用到磁性材料，大多數(shù)用于電機(jī)、執(zhí)行器和傳感器c以汽車電機(jī)為例，目前每輛汽車平均使用的永磁電機(jī)就達(dá)17只(在未來(lái)10年中將增至

41只傳器方面，第二代稀土永磁材料NdeB已被廣泛應(yīng)用于曲軸位置控制器(用于電子點(diǎn)火裝置).此外還盲排氣控制傳感器、爆震傳感器、植面指示器'、節(jié);在閥位置傳感器等。汽車工業(yè)是當(dāng)今磁性材料最大和最具活力的市場(chǎng)。磁性材料用于民革開(kāi)發(fā)巳經(jīng)滲透到發(fā)動(dòng)磯、車身、底盤(pán)和信息顯示部件等各個(gè)方面。從表1j出的日本住友特賭金屬公司和美國(guó)通用汽車公司開(kāi)發(fā)的磁性汽車部件可瘟其一斑c磁性材料特別是高'性能磁性材料的確結(jié)汽車工業(yè)帶來(lái)了福音。據(jù)美國(guó)市場(chǎng)調(diào)查分析，在豪華轎車中，僅永磁電機(jī)就需59個(gè)，一般汽車中也需20-30個(gè)。90年西方世界汽車產(chǎn)量為440萬(wàn)輛，預(yù)汁到右，堆6-10層高，各堆之間留過(guò)道，以便搬運(yùn)和檢查。預(yù)貯期間，應(yīng)經(jīng)常打開(kāi)門(mén)窗通風(fēng)換氣，但要防止日曬、雨淋和露霧的侵襲。五、套技:1.套袋保鮮:套袋后，果實(shí)受外來(lái)干擾少，膜內(nèi)溫度穩(wěn)定.蛋白質(zhì)不易變異，酶的活化作用正常，能抑制果實(shí)內(nèi)劇變，可以延長(zhǎng)貯藏期;薄膜袋本身不是絕對(duì)密封，具有無(wú)敬微孔能進(jìn)行氣體交換，自動(dòng)調(diào)節(jié)氣體條件，使果實(shí)周圍二氧化碳含量上升嘈氧氣含量適當(dāng)下降，從而降低呼暖強(qiáng)度，維持鮮果較低生命活動(dòng)、減少糖和育機(jī)酸的消耗，推遲進(jìn)入衰老期』套袋可使好果與壞果隔開(kāi).病原菌互不感染.制止病害蔓延i套袋可減少水份損失，使果實(shí)新鮮飽滿。

六、管理:1.入庫(kù)堆碼:箱貯使用普通竹編果箱、 '果箱堆成"品"字形，高8-12箱，筒與商之間應(yīng)留10厘米主右的空隙，堆與堆之間臼0.6-1米的過(guò)道a堆的中層要加隔木樁.下層要用木條襯墊，離地面13-16厘米、以使空氣流通，溫度均勻。2.庫(kù)房管理:果實(shí)入庫(kù)后、要控制庫(kù)內(nèi)溫濕度上升，日夜打開(kāi)通風(fēng)商、排濕降溫.使溫度維持在85-90%左右，以促進(jìn)新向果實(shí)的愈合.采用保鮮袋貯果，一般不需翻果.在冬季氣溫低于'C的時(shí)候.應(yīng)*取防寒措施。開(kāi)春后，外界氣溫逐漸回升，且時(shí)高時(shí)低，變化大.貯藏庫(kù)管理以降溫為主、一般在夜間開(kāi)窗降溫。.23錐昔音訊畢wwwqvipmYIBINKEJI 1995NO.3-4 GEN732000年將達(dá)到5400萬(wàn)輛，增長(zhǎng)23%。每輛汽車以目前需永磁鐵氧體10kg計(jì)(國(guó)內(nèi)汽車現(xiàn)倪用1-3kg/輛).則需消耗永磁鐵氧革5萬(wàn)噸;如果應(yīng)汽車小型輕量化要求某用高性能的燒結(jié)NdFeB永磁材料，則質(zhì)量減小一半.需27萬(wàn)噸。我國(guó)汽車工業(yè)經(jīng)過(guò)近年來(lái)的技術(shù)改造.目前年產(chǎn)量已達(dá)到120萬(wàn)輛.這樣僅永表l利用磁性材料開(kāi)發(fā)的汽車部件

磁鐵氧體就需12萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)到1995年將有10%的永磁鐵氧體被燒結(jié)NdFeB取代，則汽車工業(yè)需永磁鐵氧體約1.1萬(wàn)噸、燒結(jié)NdFeB永磁材料600噸。軟磁鐵氧體目前僅局限于很窄的范圍內(nèi).但預(yù)計(jì)隨著高強(qiáng)放電照明方式等被廣泛采用.軟磁材料應(yīng)用亦將迅猛增快?？梢?jiàn)磁性材料用于內(nèi)車具有廣闊的市場(chǎng)前景。發(fā) 動(dòng) 機(jī)序號(hào) 部 {豐 名 稱 序號(hào) 部 件 名 稱1散熱器風(fēng)扇電機(jī)111散熱器風(fēng)扇電機(jī)11機(jī)油菜電機(jī)2副散熱器電機(jī)12柴油機(jī)燃油電動(dòng)間3辛凝器風(fēng)扇電機(jī)13儲(chǔ)油箱電機(jī)4發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻電機(jī)14分電器5電子燃油噴射步進(jìn)電機(jī)15曲軸位置傳感器6電子噴油票電機(jī)16散熱器溫度傳感器7起動(dòng)電機(jī)17空調(diào)器8起動(dòng)輔助電機(jī)18渦流控制傳感器9燃油菜電機(jī)19加速壓力控制電機(jī)10加速電機(jī)20發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器車 身序號(hào) 部 件 名 稱 序號(hào) 部 件 名 稱.1 前雨刮電機(jī) 17 車窗電機(jī)2 雨刮間隙控制器 18 安全帶電視3 前洗海電機(jī) 19 座椅調(diào)節(jié)電機(jī)4 后雨刮電饑 20 頭枕位置調(diào)整電機(jī)5 后洗a幾 21 座椅后傾電機(jī)6 i明雨刮電機(jī) 22 座椅扶手調(diào)整電機(jī)7 .遮陽(yáng)棚電機(jī) 23 門(mén)鎖調(diào)節(jié)器8 可收縮電機(jī) 24 門(mén)鎖電機(jī)9 前照叮雨j器 25 車窗升降電機(jī)10 前照叮革器 26 雜物箱劇11 后視鏡角度控制電凱 27 行李箱倒12 后視鏡上下控制電視 28 電動(dòng)天線13 壓縮機(jī)電機(jī) 29 電動(dòng)窗簾電機(jī)14 空調(diào)器電機(jī) !30 窗簾直線電機(jī)15 空調(diào)器繼電器 31 自動(dòng)空調(diào)器傳感器16 空氣清油器電機(jī).24.維普訊h畢/WWWcqVlp.om宣賓科援 1995軍第3-4期 總第73序號(hào)部 件序號(hào)部 件 名 稱序號(hào)部 件 名 下12345678速度表里程表步進(jìn)電節(jié)L速度記錄儀油壓表燃油表里程顯示裝置車載音響激光唱機(jī)9101112對(duì)講系鏡車載電視電子鐘!個(gè)人無(wú)線電通訊系琉13 車載電話14 導(dǎo)航器15 電子儀表板16 便攜式計(jì)算機(jī)料的優(yōu)越性隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，體積小質(zhì)量輕性能優(yōu)良的汽車電子產(chǎn)品被推到了發(fā)展的前沿。以下因素將推動(dòng)永磁電機(jī)、永磁執(zhí)行器相永磁傳感器等部件在汽車上的應(yīng)用。11系統(tǒng)復(fù)雜化隨著高技術(shù)系統(tǒng)的采用，未來(lái)的民車系統(tǒng)將越來(lái)越復(fù)雜，例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、汽車制動(dòng)控制系統(tǒng)汽車駕駛操作系統(tǒng)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車元線電通訊系統(tǒng)等。采用電子技術(shù)來(lái)完成上述功能將直接推動(dòng)永磁電機(jī)永磁執(zhí)行器和永酷傳感器的應(yīng)用;另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是用電子部件取

代現(xiàn)存的真空?qǐng)?zhí)行器。由于發(fā)動(dòng)機(jī)變小的趨勢(shì)在增加.真空控制功能將由于真空的實(shí)用性而變得育限未來(lái)的控制功能一般需要使用電子控制的執(zhí)行器.例相近年汽車執(zhí)行器在敬量主的增位已達(dá)到20%-30%.而大多數(shù)電子執(zhí)行器需用磁材料c復(fù)雜的控制系統(tǒng)也將推動(dòng)傳感器需求增長(zhǎng)，而大部分傳感器均系用可變磁阻技術(shù)a.2 發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)電子他高性能永磁材料沒(méi)有激磁損耗、不發(fā)熱，用于制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)很多.完全可滿足未來(lái)汽車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)高功率與電子系統(tǒng)高可靠性的要求c在保證輸出恃性相同的情況下，整機(jī)的本積、質(zhì)量可減少30%以上，或者樣體積質(zhì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)電輸出功率增大50%以上，且搜率高起動(dòng).25.YIBIKEJI )95O.3-4 GEN73快、電氣可靠。 比原來(lái)增加16%。又如日本精工一塊普1.3 部件放率提高 森公司、MG公司在制造汽車PM型步進(jìn)永磁材料尤其是高性能永磁材料具有 電機(jī)時(shí)，使用燒結(jié)NdFeB永磁材料作轉(zhuǎn)較高的能量密度，將其用于機(jī)電一體化的 子。電機(jī)采用兩個(gè)轉(zhuǎn)子.轉(zhuǎn)子為薄壁環(huán)并部件中可有效提高部件的效率，在日在起動(dòng) 進(jìn)行多極充磁.從而使電機(jī)獲得了轉(zhuǎn)距高、電機(jī)、交流發(fā)電機(jī)及其他高輸出電機(jī)中都 慣性小、可靠性吁、成本低的效果。軍用了高能磁性材料.以確保能量增大的 值得注意的是，各種汽車電子產(chǎn)品的需要要求不同.對(duì)磁性材料的選擇亦不盡相同。結(jié)上所述.任何一種汽車部件的性能以常用的幾種永磁材料為例，鐵氧體較廣與其材料的性能密切相關(guān);磁性材料是適泛地用于電樞反應(yīng)小的小型電動(dòng)機(jī):AINi-應(yīng)汽車發(fā)展趨勢(shì)的重要的、也是必不可少臼只限于用于測(cè)量?jī)x表;Smü)磁體則的功能材料，將它用于汽車部件開(kāi)發(fā)具有大量用在車門(mén)棋、測(cè)量?jī)x表領(lǐng)域;1983年很多優(yōu)越性3如日產(chǎn)汽車公司開(kāi)發(fā)的電動(dòng)向世的NdFeB(尤其是燒結(jié)NdFeB異性磁汽車電視.由于電機(jī)轉(zhuǎn)于全采用高磁能的體)因其價(jià)格低廉、磁能高、強(qiáng)度高、加工性NdFe?永磁材料.因而使瓦特小時(shí)效率從能好.所以在各種汽車部件中得到了廣泛82%提高到90%.裝有這種電機(jī)的電動(dòng)汽應(yīng)用表2列出了用磁性材科提高汽車部車、每充-1'X電所能行駛的距離為186k、件功能的期望程度。表2 磁性材料時(shí)提高汽車部件功能的期望程度想應(yīng)呼叫高磁導(dǎo)率合! 硅銅片大大大小大大大大小大爆震控制器|大測(cè)量?jī)x表爆震控制器|大測(cè)量?jī)x表|大3 磁性材料用于汽車部件開(kāi)發(fā)的實(shí)倒與市場(chǎng)分析'莊能卓越的磁性材料己可汽車整車及部件產(chǎn)生了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)影響。在汽車部件高精度高性能、小型輕量化、長(zhǎng)壽命等要求下，利用磁性材料開(kāi)發(fā)的汽車電子產(chǎn)品以其可靠性好、靈敏度高、堅(jiān)固耐用以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊凄等突出特點(diǎn)而油具優(yōu)勢(shì)，26

非晶材料 永磁材料 磁流體大大大大大大同時(shí)在節(jié)能相減巧染方面顯示出很大的潛力實(shí)例飛(1)稀土永磁汽車起動(dòng)電高性能稀土永磁材料NdFeB的發(fā)展，給汽車起動(dòng)電機(jī)注入了無(wú)限活力。繼美國(guó)通用汽車公司率先制造出NdFeB起動(dòng)電視之后，日本豐田汽車公司的同類產(chǎn)品也已達(dá)實(shí)用階段.國(guó)內(nèi)也開(kāi)發(fā)出正式產(chǎn)品這種電機(jī)采錐昔音訊h畢/wwwcqvipm宣寞科摸 1995軍第3-4期 總第73期用無(wú)極靴瓦形磁鋼激磁，省去了原勵(lì)磁電機(jī)中大而笨重的勵(lì)硅鐵芯和繞組，大大減小了質(zhì)量.提高了電氣可靠性。由于磁鋼磁導(dǎo)較大.負(fù)載時(shí)電樞反應(yīng)對(duì)主極磁勢(shì)的去磁不多，因而起動(dòng)轉(zhuǎn)短有明顯提高。另外，材料無(wú)勵(lì)磁損艷，起動(dòng)電機(jī)的效率可提高50%以上，起動(dòng)時(shí)間小于5s.電機(jī)溫升較低。(2車門(mén)鎖。車門(mén)鎖是一種采用電磁線圈進(jìn)行遙控開(kāi)鎖車門(mén)的裝置。其中一部分使用了SmCo系稀土磁體其結(jié)構(gòu)是:兩個(gè)線圈相互通以方向相反的電流，永磁活動(dòng)柱塞左右移動(dòng)。與原不使用永磁材料的結(jié)構(gòu)相比，體積和質(zhì)量分別減少55%60%.因而有可能安裝在狹窄的車門(mén)闖隙灶。(3)磁化節(jié)油器。應(yīng)用磁場(chǎng)處理液體燃料.提高燃燒放率，是近年開(kāi)始實(shí)用的-項(xiàng)新技術(shù)。節(jié)油器可裝在油箱里，也可裝在油路各部位，起細(xì)化油滴充分霧化、完全燃燒、減少市染租節(jié)省能源的作用如我國(guó)采用永磁材料開(kāi)發(fā)的汽車節(jié)油減煙囂，經(jīng)試用表明，其節(jié)油率約為10%.喊煙率5096，目前國(guó)內(nèi)已4萬(wàn)多套安裝在車輛上，一輛車一年可節(jié)省汽車600kg以上，效益很高。由于它的體積、質(zhì)量安裝方便，深受用戶歡迎。〈的民車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水磁化器用于防止汽車散熱器銹蝕，利用磁感應(yīng)效應(yīng)來(lái)改善汽車發(fā)動(dòng)機(jī)玲卻循環(huán)水的水質(zhì)。它主要由線圈等構(gòu)成。l?入電流后，即產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)水流通過(guò)磁化器時(shí)，水中的caMg離子會(huì)重新排列E水溫升高時(shí)，將形成一種質(zhì)地疏松狀融化物，它不會(huì)在金屬表面沉淀結(jié)垢，而隨恃卻水一起排出.從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的良好散熱性及正常運(yùn)轉(zhuǎn)，延長(zhǎng)散熱器的壽命。

(5)電磁闊。車用汽油帆控制系統(tǒng)使用了冷起動(dòng)噴哺怠速轉(zhuǎn)速控制閥、噴噴等三種電磁閱。為了提高電磁闊的性能確保小型輕量fι必須提高磁回路料(軟磁材料〉的電磁特性這些恃性包括影響電抗的固有電阻值，影響驅(qū)動(dòng)力的磁通密度和響應(yīng)速度的磁導(dǎo)率等電磁恃性。(6)變磁阻式無(wú)觸點(diǎn)分電器在分電器的鈾中有一個(gè)激勵(lì)輪(對(duì)6缸發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)是6個(gè)爪極}在轉(zhuǎn)動(dòng)，每當(dāng)爪極與電磁線圈對(duì)齊時(shí)，磁阻最小.此時(shí)線圈輸出的信號(hào)使汽車點(diǎn)火線畫(huà)產(chǎn)生一次離壓.從而使火花塞電極之間跳火一次。其中使用的磁體是燒結(jié)永磁材料。(7燃油泵電機(jī)3永磁變速無(wú)刷電機(jī)可以提供任意速度下所需的合適地壓.同時(shí)有利于控制噪聲和低電壓操作c(8)防抱制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)電機(jī)。控制系統(tǒng)將大大得益于永磁直流無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量的減少。(9節(jié)流控制。永磁無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)提供必要的精確位置以滿足旁路空氣節(jié)的·需要.未來(lái)的系統(tǒng)將需要更高的轉(zhuǎn)哩。(0)電動(dòng)轉(zhuǎn)c永磁無(wú)刷電機(jī)的使用使燃油節(jié)省，響速度提尺寸減小(1)電動(dòng)水泵可調(diào)速永磁無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵在行駛狀態(tài)下，提供快速的熱量響應(yīng)并可節(jié)約燃料。(2)電動(dòng)機(jī)油泵3可變速永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)能提供必需的速度，使其在起動(dòng)空載正常及高速行駛中提供適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑。(3)半主動(dòng)和主動(dòng)懸提3永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)泵將在各種工作條件下提供不同的駛控制。(1電子空調(diào)密封的2.5kW磁體直流電機(jī)組將被用來(lái)消除氟里昂泄27維普資訊h畢/IWWWcqVlp.omYIBINKEJI 1995NO.3:_4 GN73漏。(5)揚(yáng)聲器。使用高能磁體制造的揚(yáng)聲器可使質(zhì)量明顯減小，育和于安裝。(16)傳感器c傳感器要求傳原系統(tǒng)的中幾梳動(dòng)作并反饋一個(gè)電信號(hào)到系統(tǒng)的處理器c未來(lái)的傳感器將根據(jù)設(shè)計(jì)的需要使用鐵氧體、S一臼和NdFeB磁體。從市場(chǎng)來(lái)看，當(dāng)今汽車工業(yè)正面臨著徹底變革的關(guān)鍵時(shí)刻它的發(fā)展成為磁性材料的重要市場(chǎng)一一世界范圍每年僅永磁材料就要消耗10-20億美元之多一一·過(guò)去10年中汽車應(yīng)用的磁性材料以每年8%-12%的速度遞增;隨營(yíng)對(duì)各種磁性材料特性研究的深入和制造工藝的不斷改進(jìn).在90年代汽車工業(yè)可望會(huì)更廣泛地應(yīng)用磁體設(shè)計(jì).以減小質(zhì)量改進(jìn)性能并嚴(yán)恪滿足仔染安全標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)省燃料等要求。擂專家估計(jì)，永磁起動(dòng)電視永磁電動(dòng)水泵和永磁機(jī)油泵、永磁節(jié)、沈執(zhí)行器及水磁后輪控制元件等都將很快引入某些高速行駛的流線型汽車中3"時(shí)髦"汽車的防撞系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離遙控器和自動(dòng)駕駛裝置也將全部應(yīng)用

永磁傳感器及永磁電