Custom Powerful Motor Scooter Manufacturers

Какие прорывы были достигнуты в технологии контроля шума и подавления вибрации электросамокатов с мощными двигателями?

1. Техническая информация: Болевые точки электрических скутеров, связанные с шумом и вибрацией.
В качестве важного средства передвижения для пожилых людей и людей с ограниченной подвижностью комфорт мощные мотороллеры напрямую влияет на пользовательский опыт. Обеспечивая эффективную мощность, мощные двигатели часто сопровождаются шумовым загрязнением и вибрационными помехами - электромагнитным шумом, шумом механического трения при работе двигателя и вибрацией, передаваемой неровностями дороги, что не только увеличивает утомляемость пользователя, но и может повлиять на физическое здоровье при длительной эксплуатации. Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. всегда ставит «безопасность, комфорт и бесшумность» в качестве своих основных целей при разработке мощных электромоторных самокатов. В таких сериях продуктов, как вездеходные самокаты и легкие складные самокаты, благодаря технологическим инновациям достигнуто двойное подавление шума и вибрации, что обеспечивает пользователям более тихое и плавное путешествие.

2. Три основных прорывных направления в области технологий контроля шума
(I) Бесшумная инновация в конструкции сердечника двигателя
Технология оптимизации бесщеточного двигателя и магнитной цепи
Традиционные коллекторные двигатели склонны к высокочастотному шуму из-за трения щеток, тогда как высокопроизводительные бесщеточные двигатели устраняют контактный шум щеток благодаря точной конструкции магнитной цепи постоянных магнитов и обмоток статора. В частности, в статоре двигателя используется процесс ламинирования листов из кремниевой стали высокой плотности в сочетании с алгоритмом синусоидального привода, что позволяет снизить электромагнитный гармонический шум более чем на 40%. Например, в двигателе, оснащенном мощным вездеходным мотороллером, за счет оптимизации угла расположения постоянных магнитов (от традиционного параллельного расположения до структуры со скошенным полюсом на 15°) пульсация крутящего момента в пазах зубьев эффективно ослабляется, а электромагнитный шум снижается с 65 дБ до уровня ниже 58 дБ (испытательная среда: движение с равномерной скоростью 20 км/ч).
Динамическая балансировка ротора и точная согласованность подшипников.
Динамический дисбаланс ротора двигателя при высокоскоростном вращении является основным источником механического шума. Пятиосный станок динамической балансировки с ЧПУ используется для точной регулировки ротора, а остаточный дисбаланс контролируется в пределах 0,5 г・мм/кг. В сочетании с высокоточными радиальными шарикоподшипниками (класс допуска P5) конструкция демпфирующего покрытия посадочного места подшипника (добавляется демпфирующий материал из бутилкаучука) дополнительно поглощает высокочастотный вибрационный шум во время работы подшипника. Данные измерений показывают, что эта технология снижает механический шум двигателя примерно на 12 дБ, что эквивалентно снижению интенсивности шума на 60%.
(II) Системная интеграция звукоизоляционных материалов и конструкций
Многослойный композитный звукоизоляционный барьер
Между моторным отсеком и кабиной предусмотрена трехслойная звукоизоляционная конструкция: внутренний слой представляет собой демпфирующую пластину из бутилкаучука толщиной 3 мм, поглощающую энергию вибрации за счет вязкоупругих материалов; средний слой – сотовый звукопоглощающий хлопок (диаметр пор 0,5 мм, плотность 30 кг/м³), в котором используются воздушные полости для ослабления средне- и высокочастотного шума; внешний слой представляет собой звукоизоляционную плиту из алюминиевого сплава, а на поверхность нанесено звукоизоляционное покрытие наноуровня (толщина 50 мкм) для отражения остаточного шума. Эта конструкция может ослаблять шум частотой 200–2000 Гц на 25 дБ, что эквивалентно созданию «тихого барьера» между двигателем и пользователем.
Полностью герметичная кабина и оптимизация воздушного потока
С учетом аэродинамического шума (например, шума вентилятора охлаждения двигателя) кабина двигателя спроектирована как полностью герметичная конструкция со встроенным центробежным бесшумным вентилятором (лопасти имеют бионическую конструкцию с зубчатыми краями), а направляющая канавка воздуховода обеспечивает равномерную скорость воздушного потока и снижение вихревого шума. В то же время корпус кузова имеет обтекаемую форму, позволяющую снизить шум ветра во время вождения. На скорости 30 км/ч шум ветра составляет всего 52 дБ, что на 8 дБ ниже, чем у традиционных моделей.
(III) Малошумная модернизация системы передачи
Сочетание высокоточных зубчатых передач и ременной передачи.
Традиционная зубчатая передача склонна к шуму из-за воздействия зазора между зубьями. В некоторых моделях (например, в легких складных скутерах) используется составная трансмиссия в виде «синхронных ремней с косозубыми шестернями»: косозубые шестерни подвергаются шлифованию (уровень точности до 6), погрешность зацепления составляет менее 0,02 мм, а полиуретановый синхронный ремень (поверхность зубьев покрыта износостойким резиновым слоем) устраняет шум трансмиссионного зазора. Фактические измерения показывают, что это решение снижает шум системы передачи с 58 дБ до 50 дБ, что близко к тихому стандарту библиотечной среды.
Виброизоляционная конструкция системы подвески двигателя
Мотор крепится к раме через эластичный подвес (изготовлен из натурального каучука и вулканизированного металла). Коэффициент жесткости подвески динамически адаптируется в зависимости от скорости двигателя (2000–4000 об/мин). Эффективность виброизоляции в точке резонансной частоты (около 80Гц) составляет более 90%, что позволяет избежать передачи вибрации двигателя на корпус и снижает шумовое излучение от источника.
3. Четыре инновационных направления технологии подавления вибрации
(I) Совместная разработка многоступенчатой системы амортизации.
Композитная передняя вилка с гидравлической пружиной, амортизация
Вездеходный мощный электрический самокат оснащен двухтрубной гидравлической передней вилкой со встроенным низкоскоростным демпфирующим клапаном сжатия и высокоскоростным демпфирующим клапаном отскока, которые могут автоматически регулировать силу демпфирования в зависимости от степени неровностей дороги. Например, при столкновении с препятствием высотой 5 см передняя вилка может уменьшить пиковую нагрузку с 300 Н до 120 Н за 0,1 секунды и взаимодействовать с прогрессивной пружиной задней подвески (коэффициент жесткости увеличивается линейно от 20 Н/мм до 40 Н/мм при сжатии), образуя многоступенчатую систему амортизации «передний гидравлический буфер, задняя пружина амортизации», которая снижает ускорение вертикальной вибрации более чем на 70% (условия испытаний: 10 км/ч). проезжая по гравийной дороге).
Интеллектуальная адаптивная технология амортизации.
Некоторые модели высокого класса оснащены датчиками системы амортизации с электронным управлением: 6-осевой датчик ускорения в нижней части кузова автомобиля отслеживает частоту неровностей дороги (1-20 Гц) в режиме реального времени, а ЭБУ динамически регулирует демпфирование амортизатора в соответствии с данными (диапазон регулировки 0,5-2 Н・с/мм). Например, при движении по сельским грунтовым дорогам система автоматически увеличит демпфирование, чтобы уменьшить крен кузова автомобиля; на ровных дорогах это уменьшит демпфирование и повысит гибкость вождения. Эта технология удерживает стандартное отклонение вибрации в различных дорожных условиях в пределах 0,3 м/с², что намного ниже, чем 1,2 м/с² при традиционной амортизации с фиксированным демпфированием.
(II) Баланс жесткости и эластичности структуры тела.
Интегрированное литое шасси
Структура шасси оптимизирована посредством моделирования CAE, а интегрированный процесс литья под давлением из алюминиевого сплава 6061-T6 используется для того, чтобы модальная частота шасси не попадала в зону резонанса двигателя (200–300 Гц). В то же время к ключевым деталям (таким как кронштейны аккумулятора и крепления двигателя) добавляются ребра жесткости, а общая жесткость кузова автомобиля увеличивается на 40%, что снижает структурный резонанс, вызванный вибрацией. Фактические измерения показывают, что амплитуда вибрации шасси снижается с 0,8 мм до 0,3 мм, что эквивалентно снижению интенсивности вибрации на 62,5%.
Точная компоновка точек эластичного соединения
Между корпусом и шасси установлены восемь упругих точек соединения (с использованием силиконовых втулок твердостью 40 по Шору А). Положение и жесткость точек соединения определяются путем топологической оптимизации, которая позволяет эффективно изолировать высокочастотную вибрацию (> 100 Гц), передаваемую дорожным покрытием. Например, точка соединения между кронштейном сиденья и шасси имеет асимметричную конструкцию с низкой поперечной жесткостью и высокой продольной жесткостью. Фильтруя боковые удары, он обеспечивает продольную устойчивость опоры и снижает виброускорение сиденья до уровня ниже 0,5 м/с².
(III) Применение механических свойств новых материалов
Ослабление вибрации композитных материалов из углеродного волокна
В каркасе кузова моделей высокого класса используются полимерные материалы, армированные углеродным волокном (CFRP). Его удельный модуль упругости (230 ГПа/1,8 г/см³) в 3 раза выше, чем у алюминиевого сплава, что позволяет значительно улучшить демпфирование конструкции при сохранении легкого веса. Например, коэффициент демпфирования заднего поворотного рычага из углеродного волокна (0,025) в два раза выше, чем у поворотного рычага из алюминиевого сплава (0,012). При проезде «лежачих полицейских» время затухания вибрации задней подвески сокращается с 1,2 секунды до 0,6 секунды, что позволяет избежать лишнего остатка вибрации.
Эргономичная оптимизация пены с эффектом памяти и силикона
Сиденье имеет композитную структуру из пены с эффектом памяти высокой плотности (плотность 80 кг/м³) и силиконовой подушки: пена с эффектом памяти формируется в соответствии с распределением давления человеческого тела (толщина зоны концентрации давления в седалищной кости увеличивается на 20%), а силиконовая подушка (толщина 15 мм, твердость по Шору 25А) поглощает вертикальную вибрацию за счет упругой деформации. Пользовательские тесты показывают, что после 1 часа сидения интенсивность восприятия вибрации ягодицами снижается на 55%, эффективно снимая усталость.
(IV) Технология плавного управления выходной мощностью
Алгоритм векторного управления и фильтрации крутящего момента
Контроллер двигателя Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. использует технологию FOC (полеориентированное управление) в сочетании с алгоритмом фильтрации крутящего момента второго порядка нижних частот для контроля колебаний выходного крутящего момента двигателя в пределах 5% (традиционный алгоритм управления колеблется до 15%). Например, на этапе запуска система будет плавно увеличивать крутящий момент при наклоне 0,5 Н·м/с, чтобы избежать движения кузова, вызванного мутацией крутящего момента, и уменьшать ускорение продольной вибрации с 1,5 м/с² до 0,6 м/с².
Прогнозирование дорожных условий и адаптация мощности
Некоторые модели оснащены камерами переднего обзора и радарами миллиметрового диапазона, которые могут распознавать выбоины на дороге за 0,5 секунды (расстояние обнаружения 5 метров), а ЭБУ предварительно регулирует выходную мощность двигателя и демпфирование амортизатора соответствующим образом. Например, при обнаружении неровности спереди система заранее снизит крутящий момент двигателя на 10 % и увеличит демпфирование амортизатора на 20 %, снизив вибрацию при ударе при проезде на 30 % и реализовав активный контроль «замедления перед ударом».