高性能磁性材料在汽车中的应用

//WWWcVp.m 1995军第3-4期 总第73期汽车是现代社会的一种重要交通工具在电子技术和计算机技术迅猛发展的今天，随营人们时汽车的安全性、舒适性、节能与环保的要求日益增强，汽车电子化便成为当今各国的一大课题c而电子产品性能的提高和小型化与功能材料有曹密切的关系。对于汽车部件来说，尺寸、质量和性能之间的协调至关重要，果用高性能的磁性材料可以满足上述要求。1.磁性材料在现代汽车中有广阔的应用前景当今汽车已盲40多处用到磁性材料，大多数用于电机、执行器和传感器c以汽车电机为例，目前每辆汽车平均使用的永磁电机就达17只(在未来10年中将增至

41只传器方面，第二代稀土永磁材料NdeB已被广泛应用于曲轴位置控制器(用于电子点火装置).此外还盲排气控制传感器、爆震传感器、植面指示器'、节;在阀位置传感器等。汽车工业是当今磁性材料最大和最具活力的市场。磁性材料用于民革开发巳经渗透到发动矶、车身、底盘和信息显示部件等各个方面。从表1j出的日本住友特赌金属公司和美国通用汽车公司开发的磁性汽车部件可瘟其一斑c磁性材料特别是高'性能磁性材料的确结汽车工业带来了福音。据美国市场调查分析，在豪华轿车中，仅永磁电机就需59个，一般汽车中也需20-30个。90年西方世界汽车产量为440万辆，预汁到右，堆6-10层高，各堆之间留过道，以便搬运和检查。预贮期间，应经常打开门窗通风换气，但要防止日晒、雨淋和露雾的侵袭。五、套技:1.套袋保鲜:套袋后，果实受外来干扰少，膜内温度稳定.蛋白质不易变异，酶的活化作用正常，能抑制果实内剧变，可以延长贮藏期;薄膜袋本身不是绝对密封，具有无敬微孔能进行气体交换，自动调节气体条件，使果实周围二氧化碳含量上升嘈氧气含量适当下降，从而降低呼暖强度，维持鲜果较低生命活动、减少糖和育机酸的消耗，推迟进入衰老期』套袋可使好果与坏果隔开.病原菌互不感染.制止病害蔓延i套袋可减少水份损失，使果实新鲜饱满。

六、管理:1.入库堆码:箱贮使用普通竹编果箱、 '果箱堆成"品"字形，高8-12箱，筒与商之间应留10厘米主右的空隙，堆与堆之间臼0.6-1米的过道a堆的中层要加隔木桩.下层要用木条衬垫，离地面13-16厘米、以使空气流通，温度均匀。2.库房管理:果实入库后、要控制库内温湿度上升，日夜打开通风商、排湿降温.使温度维持在85-90%左右，以促进新向果实的愈合.采用保鲜袋贮果，一般不需翻果.在冬季气温低于'C的时候.应*取防寒措施。开春后，外界气温逐渐回升，且时高时低，变化大.贮藏库管理以降温为主、一般在夜间开窗降温。.23锥昔音讯毕wwwqvipmYIBINKEJI 1995NO.3-4 GEN732000年将达到5400万辆，增长23%。每辆汽车以目前需永磁铁氧体10kg计(国内汽车现倪用1-3kg/辆).则需消耗永磁铁氧革5万吨;如果应汽车小型轻量化要求某用高性能的烧结NdFeB永磁材料，则质量减小一半.需27万吨。我国汽车工业经过近年来的技术改造.目前年产量已达到120万辆.这样仅永表l利用磁性材料开发的汽车部件

磁铁氧体就需12万吨。预计到1995年将有10%的永磁铁氧体被烧结NdFeB取代，则汽车工业需永磁铁氧体约1.1万吨、烧结NdFeB永磁材料600吨。软磁铁氧体目前仅局限于很窄的范围内.但预计随着高强放电照明方式等被广泛采用.软磁材料应用亦将迅猛增快。可见磁性材料用于内车具有广阔的市场前景。发 动 机序号 部 {丰 名 称 序号 部 件 名 称1散热器风扇电机111散热器风扇电机11机油菜电机2副散热器电机12柴油机燃油电动间3辛凝器风扇电机13储油箱电机4发动机冷却电机14分电器5电子燃油喷射步进电机15曲轴位置传感器6电子喷油票电机16散热器温度传感器7起动电机17空调器8起动辅助电机18涡流控制传感器9燃油菜电机19加速压力控制电机10加速电机20发动机转速传感器车 身序号 部 件 名 称 序号 部 件 名 称.1 前雨刮电机 17 车窗电机2 雨刮间隙控制器 18 安全带电视3 前洗海电机 19 座椅调节电机4 后雨刮电饥 20 头枕位置调整电机5 后洗a几 21 座椅后倾电机6 i明雨刮电机 22 座椅扶手调整电机7 .遮阳棚电机 23 门锁调节器8 可收缩电机 24 门锁电机9 前照叮雨j器 25 车窗升降电机10 前照叮革器 26 杂物箱剧11 后视镜角度控制电凯 27 行李箱倒12 后视镜上下控制电视 28 电动天线13 压缩机电机 29 电动窗帘电机14 空调器电机 !30 窗帘直线电机15 空调器继电器 31 自动空调器传感器16 空气清油器电机.24.维普讯h毕/WWWcqVlp.om宣宾科援 1995军第3-4期 总第73序号部 件序号部 件 名 称序号部 件 名 下12345678速度表里程表步进电节L速度记录仪油压表燃油表里程显示装置车载音响激光唱机9101112对讲系镜车载电视电子钟!个人无线电通讯系琉13 车载电话14 导航器15 电子仪表板16 便携式计算机料的优越性随着汽车技术的不断发展，体积小质量轻性能优良的汽车电子产品被推到了发展的前沿。以下因素将推动永磁电机、永磁执行器相永磁传感器等部件在汽车上的应用。11系统复杂化随着高技术系统的采用，未来的民车系统将越来越复杂，例如汽车发动机控制系统、汽车制动控制系统汽车驾驶操作系统、汽车导航系统、汽车元线电通讯系统等。采用电子技术来完成上述功能将直接推动永磁电机永磁执行器和永酷传感器的应用;另一个发展趋势是用电子部件取

代现存的真空执行器。由于发动机变小的趋势在增加.真空控制功能将由于真空的实用性而变得育限未来的控制功能一般需要使用电子控制的执行器.例相近年汽车执行器在敬量主的增位已达到20%-30%.而大多数电子执行器需用磁材料c复杂的控制系统也将推动传感器需求增长，而大部分传感器均系用可变磁阻技术a.2 发动机控制系统电子他高性能永磁材料没有激磁损耗、不发热，用于制造汽车发动机系统优点很多.完全可满足未来汽车时发动机高功率与电子系统高可靠性的要求c在保证输出恃性相同的情况下，整机的本积、质量可减少30%以上，或者样体积质量的发动机电输出功率增大50%以上，且搜率高起动.25.YIBIKEJI )95O.3-4 GEN73快、电气可靠。 比原来增加16%。又如日本精工一块普1.3 部件放率提高 森公司、MG公司在制造汽车PM型步进永磁材料尤其是高性能永磁材料具有 电机时，使用烧结NdFeB永磁材料作转较高的能量密度，将其用于机电一体化的 子。电机采用两个转子.转子为薄壁环并部件中可有效提高部件的效率，在日在起动 进行多极充磁.从而使电机获得了转距高、电机、交流发电机及其他高输出电机中都 惯性小、可靠性吁、成本低的效果。军用了高能磁性材料.以确保能量增大的 值得注意的是，各种汽车电子产品的需要要求不同.对磁性材料的选择亦不尽相同。结上所述.任何一种汽车部件的性能以常用的几种永磁材料为例，铁氧体较广与其材料的性能密切相关;磁性材料是适泛地用于电枢反应小的小型电动机:AINi-应汽车发展趋势的重要的、也是必不可少臼只限于用于测量仪表;SmÜ)磁体则的功能材料，将它用于汽车部件开发具有大量用在车门棋、测量仪表领域;1983年很多优越性3如日产汽车公司开发的电动向世的NdFeB(尤其是烧结NdFeB异性磁汽车电视.由于电机转于全采用高磁能的体)因其价格低廉、磁能高、强度高、加工性NdFeß永磁材料.因而使瓦特小时效率从能好.所以在各种汽车部件中得到了广泛82%提高到90%.装有这种电机的电动汽应用表2列出了用磁性材科提高汽车部车、每充-1'X电所能行驶的距离为186k、件功能的期望程度。表2 磁性材料时提高汽车部件功能的期望程度想应呼叫高磁导率合! 硅铜片大大大小大大大大小大爆震控制器|大测量仪表爆震控制器|大测量仪表|大3 磁性材料用于汽车部件开发的实倒与市场分析'庄能卓越的磁性材料己可汽车整车及部件产生了显著的技术经济影响。在汽车部件高精度高性能、小型轻量化、长寿命等要求下，利用磁性材料开发的汽车电子产品以其可靠性好、灵敏度高、坚固耐用以及结构简单紧凄等突出特点而油具优势，26

非晶材料 永磁材料 磁流体大大大大大大同时在节能相减巧染方面显示出很大的潜力实例飞(1)稀土永磁汽车起动电高性能稀土永磁材料NdFeB的发展，给汽车起动电机注入了无限活力。继美国通用汽车公司率先制造出NdFeB起动电视之后，日本丰田汽车公司的同类产品也已达实用阶段.国内也开发出正式产品这种电机采锥昔音讯h毕/wwwcqvipm宣寞科摸 1995军第3-4期 总第73期用无极靴瓦形磁钢激磁，省去了原励磁电机中大而笨重的励硅铁芯和绕组，大大减小了质量.提高了电气可靠性。由于磁钢磁导较大.负载时电枢反应对主极磁势的去磁不多，因而起动转短有明显提高。另外，材料无励磁损艳，起动电机的效率可提高50%以上，起动时间小于5s.电机温升较低。(2车门锁。车门锁是一种采用电磁线圈进行遥控开锁车门的装置。其中一部分使用了SmCo系稀土磁体其结构是:两个线圈相互通以方向相反的电流，永磁活动柱塞左右移动。与原不使用永磁材料的结构相比，体积和质量分别减少55%60%.因而有可能安装在狭窄的车门闯隙灶。(3)磁化节油器。应用磁场处理液体燃料.提高燃烧放率，是近年开始实用的­项新技术。节油器可装在油箱里，也可装在油路各部位，起细化油滴充分雾化、完全燃烧、减少市染租节省能源的作用如我国采用永磁材料开发的汽车节油减烟嚣，经试用表明，其节油率约为10%.喊烟率5096，目前国内已4万多套安装在车辆上，一辆车一年可节省汽车600kg以上，效益很高。由于它的体积、质量安装方便，深受用户欢迎。〈的民车发动机冷却水磁化器用于防止汽车散热器锈蚀，利用磁感应效应来改善汽车发动机玲却循环水的水质。它主要由线圈等构成。lÆ入电流后，即产生磁场，当水流通过磁化器时，水中的caMg离子会重新排列E水温升高时，将形成一种质地疏松状融化物，它不会在金属表面沉淀结垢，而随恃却水一起排出.从而保证发动机的良好散热性及正常运转，延长散热器的寿命。

(5)电磁阔。车用汽油帆控制系统使用了冷起动喷哺怠速转速控制阀、喷喷等三种电磁阅。为了提高电磁阔的性能确保小型轻量fι必须提高磁回路料(软磁材料〉的电磁特性这些恃性包括影响电抗的固有电阻值，影响驱动力的磁通密度和响应速度的磁导率等电磁恃性。(6)变磁阻式无触点分电器在分电器的铀中有一个激励轮(对6缸发动机来说是6个爪极}在转动，每当爪极与电磁线圈对齐时，磁阻最小.此时线圈输出的信号使汽车点火线画产生一次离压.从而使火花塞电极之间跳火一次。其中使用的磁体是烧结永磁材料。(7燃油泵电机3永磁变速无刷电机可以提供任意速度下所需的合适地压.同时有利于控制噪声和低电压操作c(8)防抱制动系统(ABS)电机。控制系统将大大得益于永磁直流无刷电机转子惯量的减少。(9节流控制。永磁无刷步进电机提供必要的精确位置以满足旁路空气节的·需要.未来的系统将需要更高的转哩。(0)电动转c永磁无刷电机的使用使燃油节省，响速度提尺寸减小(1)电动水泵可调速永磁无刷电机驱动水泵在行驶状态下，提供快速的热量响应并可节约燃料。(2)电动机油泵3可变速永磁无刷直流电机系统能提供必需的速度，使其在起动空载正常及高速行驶中提供适当的润滑。(3)半主动和主动悬提3永磁电机驱动泵将在各种工作条件下提供不同的驶控制。(1电子空调密封的2.5kW磁体直流电机组将被用来消除氟里昂泄27维普资讯h毕/IWWWcqVlp.omYIBINKEJI 1995NO.3:_4 GN73漏。(5)扬声器。使用高能磁体制造的扬声器可使质量明显减小，育和于安装。(16)传感器c传感器要求传原系统的中几梳动作并反馈一个电信号到系统的处理器c未来的传感器将根据设计的需要使用铁氧体、S一臼和NdFeB磁体。从市场来看，当今汽车工业正面临着彻底变革的关键时刻它的发展成为磁性材料的重要市场一一世界范围每年仅永磁材料就要消耗10-20亿美元之多一一·过去10年中汽车应用的磁性材料以每年8%-12%的速度递增;随营对各种磁性材料特性研究的深入和制造工艺的不断改进.在90年代汽车工业可望会更广泛地应用磁体设计.以减小质量改进性能并严恪满足仔染安全标准及节省燃料等要求。擂专家估计，永磁起动电视永磁电动水泵和永磁机油泵、永磁节、沈执行器及水磁后轮控制元件等都将很快引入某些高速行驶的流线型汽车中3"时髦"汽车的防撞系统、远距离遥控器和自动驾驶装置也将全部应用

永磁传感器及永磁电