Custom Powerful Motor Scooter Manufacturers

Jakie przełomy dokonano w technologii kontroli hałasu i tłumienia wibracji hulajnog elektrycznych z mocnymi silnikami?

1. Informacje techniczne: Problemy związane z hałasem i wibracjami hulajnog elektrycznych
Jako ważny środek transportu dla osób starszych i osób o ograniczonej sprawności ruchowej, komfort potężne skutery bezpośrednio wpływa na doświadczenie użytkownika. Zapewniając wydajną moc, mocnym silnikom często towarzyszą hałas i zakłócenia wibracyjne - hałas elektromagnetyczny, hałas tarcia mechanicznego podczas pracy silnika i wibracje przenoszone przez nierówności na drodze, które nie tylko zwiększają zmęczenie użytkownika, ale także mogą mieć wpływ na zdrowie fizyczne, jeśli są używane przez długi czas. Firma Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. przy opracowywaniu skuterów elektrycznych o dużej mocy zawsze stawia sobie za główne cele „bezpieczeństwo, komfort i ciszę”. Seria produktów tej marki, takich jak hulajnogi terenowe i lekkie hulajnogi składane, osiągnęła podwójne tłumienie hałasu i wibracji dzięki innowacjom technologicznym, zapewniając użytkownikom cichszą i płynniejszą podróż.

2. Trzy główne przełomowe kierunki technologii kontroli hałasu
(I) Cicha innowacja w konstrukcji rdzenia silnika
Technologia optymalizacji silnika bezszczotkowego i obwodu magnetycznego
Tradycyjne silniki szczotkowe są podatne na hałas o wysokiej częstotliwości wynikający z tarcia szczotek, podczas gdy wysokowydajne silniki bezszczotkowe eliminują hałas styków szczotek dzięki precyzyjnej konstrukcji obwodu magnetycznego magnesów trwałych i uzwojeń stojana. W szczególności w stojanie silnika zastosowano proces laminowania blachy ze stali krzemowej o dużej gęstości w połączeniu z algorytmem napędu falą sinusoidalną, aby zmniejszyć szum harmonicznych elektromagnetycznych o ponad 40%. Na przykład w silniku wyposażonym w skuter o dużej mocy do jazdy terenowej, poprzez optymalizację kąta rozmieszczenia magnesów trwałych (od tradycyjnego układu równoległego do konstrukcji o biegunach skośnych o 15°), pulsacja momentu obrotowego w szczelinie zęba jest skutecznie osłabiona, a szum elektromagnetyczny zostaje zmniejszony z 65 dB do poniżej 58 dB (środowisko testowe: jazda ze stałą prędkością 20 km/h).
Dynamiczne wyważenie wirnika i precyzyjne dopasowanie łożysk
Głównym źródłem hałasu mechanicznego jest dynamiczna niewyważenie wirnika silnika podczas dużych prędkości obrotowych. Do precyzyjnej regulacji wirnika wykorzystywana jest pięcioosiowa wyważarka dynamiczna CNC, a brak równowagi resztkowej jest kontrolowany w zakresie 0,5 g·mm/kg. W połączeniu z precyzyjnymi łożyskami kulkowymi zwykłymi (klasa tolerancji P5) powłoka tłumiąca gniazda łożyska (z dodatkiem kauczuku butylowego) dodatkowo pochłania hałas wibracyjny o wysokiej częstotliwości podczas pracy łożyska. Zmierzone dane pokazują, że technologia ta zmniejsza hałas mechaniczny silnika o około 12 dB, co odpowiada zmniejszeniu natężenia hałasu o 60%.
(II) Integracja systemowa materiałów i konstrukcji dźwiękochłonnych
Wielowarstwowa kompozytowa bariera dźwiękochłonna
Pomiędzy komorą silnika a kokpitem zaprojektowano trójwarstwową konstrukcję izolacji akustycznej: warstwę wewnętrzną stanowi płyta tłumiąca z kauczuku butylowego o grubości 3 mm, która pochłania energię drgań poprzez materiały lepkosprężyste; warstwa środkowa to dźwiękochłonna bawełna o strukturze plastra miodu (średnica porów 0,5mm, gęstość 30kg/m3), która wykorzystuje puste przestrzenie powietrzne do tłumienia hałasu o średniej i wysokiej częstotliwości; zewnętrzną warstwę stanowi płyta dźwiękochłonna ze stopu aluminium, a powierzchnia jest natryskiwana nanopowłoką dźwiękochłonną (o grubości 50 μm), aby odzwierciedlić pozostały hałas. Konstrukcja ta może tłumić hałas o częstotliwości 200-2000 Hz o 25 dB, co jest równoznaczne z utworzeniem „cichej bariery” pomiędzy silnikiem a użytkownikiem.
W pełni uszczelniona kabina i optymalizacja przepływu powietrza
Ze względu na hałas aerodynamiczny (taki jak hałas wentylatora chłodzącego silnik), kabinę silnika zaprojektowano jako w pełni uszczelnioną konstrukcję, z wbudowanym cichym wentylatorem odśrodkowym (łopatki mają bioniczną ząbkowaną konstrukcję) oraz dzięki rowkowi prowadzącemu kanał powietrzny, prędkość przepływu powietrza jest jednolita, a hałas wirowy jest zmniejszony. Jednocześnie nadwozie ma opływową konstrukcję, która zmniejsza hałas powodowany przez wiatr podczas jazdy. Przy prędkości 30 km/h szum wiatru wynosi zaledwie 52 dB, czyli o 8 dB mniej niż w tradycyjnych modelach.
(III) Niskoszumowa modernizacja systemu przesyłowego
Połączenie precyzyjnych przekładni i napędów pasowych
Tradycyjna przekładnia zębata jest podatna na hałas powodowany uderzeniami w szczelinę zębatą. W niektórych modelach (takich jak lekkie składane hulajnogi) zastosowano kompozytową przekładnię w postaci „pasów synchronicznych z przekładniami śrubowymi”: przekładnie śrubowe poddawane są procesowi szlifowania (poziom precyzji do 6), błąd zazębienia jest mniejszy niż 0,02 mm, a poliuretanowy pasek synchroniczny (powierzchnia zębów pokryta odporną na zużycie warstwą gumy) eliminuje hałas szczeliny przekładni. Rzeczywiste pomiary pokazują, że to rozwiązanie zmniejsza hałas systemu transmisyjnego z 58 dB do 50 dB, co jest zbliżone do standardu cichego środowiska bibliotecznego.
Konstrukcja izolacji drgań układu zawieszenia silnika
Silnik mocowany jest do ramy za pomocą elastycznego zawieszenia (wykonanego z naturalnej gumy i wulkanizacji metalu). Współczynnik sztywności zawieszenia dopasowuje się dynamicznie do prędkości obrotowej silnika (2000-4000 obr/min). Skuteczność izolacji drgań w punkcie częstotliwości rezonansowej (około 80 Hz) wynosi ponad 90%, co pozwala uniknąć przenoszenia wibracji silnika na ciało i zmniejsza promieniowanie hałasu ze źródła.
3. Cztery innowacyjne ścieżki technologii tłumienia drgań
(I) Wspólny projekt wielostopniowego układu amortyzacji
Amortyzacja przedniego widelca z hydrauliczną sprężyną kompozytową
Ta elektryczna hulajnoga terenowa o dużej mocy wykorzystuje dwururowy hydrauliczny przedni widelec z wbudowanym zaworem tłumienia kompresji przy niskiej prędkości i zaworem tłumienia odbicia przy dużej prędkości, który może automatycznie regulować siłę tłumienia w zależności od stopnia nierówności na drodze. Przykładowo przedni widelec po napotkaniu przeszkody o wysokości 5cm może w ciągu 0,1 sekundy zmniejszyć szczyt uderzenia z 300N do 120N oraz współpracować ze sprężyną progresywną tylnego zawieszenia (współczynnik sztywności rośnie liniowo od 20N/mm do 40N/mm przy ściskaniu), tworząc wielostopniowy system amortyzacji „przedni bufor hydrauliczny amortyzacja tylnej sprężyny”, który redukuje przyspieszenie drgań pionowych o ponad 70% (warunki testowe: 10 km/h, przejazd drogą żwirową).
Inteligentna technologia adaptacyjnej amortyzacji
Niektóre modele z wyższej półki wyposażone są w czujniki, sterowane elektronicznie systemy amortyzacji: 6-osiowy czujnik przyspieszenia umieszczony w dolnej części nadwozia monitoruje w czasie rzeczywistym częstotliwość nierówności na drodze (1-20 Hz), a ECU dynamicznie dostosowuje tłumienie amortyzatora zgodnie z danymi (zakres regulacji 0,5-2N·s/mm). Na przykład podczas jazdy po wiejskich drogach gruntowych system automatycznie zwiększy tłumienie, aby zmniejszyć nachylenie nadwozia; na płaskich drogach zmniejszy tłumienie, aby poprawić elastyczność jazdy. Technologia ta utrzymuje odchylenie standardowe drgań w różnych warunkach drogowych w granicach 0,3 m/s², czyli znacznie mniej niż 1,2 m/s² w przypadku tradycyjnej amortyzacji ze stałym tłumieniem.
(II) Równowaga sztywności i elastyczności struktury ciała
Zintegrowana obudowa z odlewu ciśnieniowego
Struktura podwozia jest zoptymalizowana poprzez symulację CAE, a zintegrowany proces odlewania ciśnieniowego stopu aluminium 6061-T6 służy do tego, aby częstotliwość modalna podwozia unikała obszaru rezonansu silnika (200-300 Hz). Jednocześnie do kluczowych części (takich jak wsporniki akumulatora i mocowania silnika) dodano żebra wzmacniające, a ogólna sztywność nadwozia wzrosła o 40%, zmniejszając rezonans strukturalny powodowany wibracjami. Rzeczywisty pomiar pokazuje, że amplituda drgań podwozia uległa zmniejszeniu z 0,8 mm do 0,3 mm, co odpowiada zmniejszeniu intensywności drgań o 62,5%.
Precyzyjne rozmieszczenie elastycznych punktów połączeń
Pomiędzy nadwoziem a podwoziem umieszczono osiem elastycznych punktów połączenia (za pomocą tulejek silikonowych o twardości 40 Shore A). Położenie i sztywność punktów połączeń są określane poprzez optymalizację topologiczną, która może skutecznie izolować drgania o wysokiej częstotliwości (>100 Hz) przenoszone przez nawierzchnię drogi. Na przykład punkt połączenia wspornika siedzenia z podwoziem ma asymetryczną konstrukcję o niskiej sztywności bocznej i dużej sztywności wzdłużnej. Filtrując nierówności boczne, zapewnia stabilność podparcia wzdłużnego oraz redukuje przyspieszenie drgań na siedzisku do wartości poniżej 0,5m/s².
(III) Zastosowanie właściwości mechanicznych nowych materiałów
Tłumienie drgań materiałów kompozytowych z włókna węglowego
W ramie nadwozia modeli z najwyższej półki zastosowano materiały polimerowe wzmocnione włóknem węglowym (CFRP). Jego moduł właściwy (230GPa/1,8g/cm3) jest 3 razy większy niż w przypadku stopu aluminium, co może znacznie poprawić tłumienie konstrukcji przy jednoczesnym zachowaniu lekkości. Na przykład współczynnik tłumienia tylnego wahacza z włókna węglowego (0,025) jest dwukrotnie większy niż wahacza ze stopu aluminium (0,012). Podczas pokonywania progów zwalniających czas tłumienia drgań tylnego zawieszenia ulega skróceniu z 1,2 sekundy do 0,6 sekundy, co pozwala uniknąć nadmiernych pozostałości wibracji.
Ergonomiczna optymalizacja pianki memory i silikonu
Siedzisko posiada kompozytową strukturę z pianki memory o dużej gęstości (gęstość 80kg/m3) i poduszki silikonowej: pianka z pamięcią kształtu jest formowana zgodnie z rozkładem ciśnienia w ludzkim ciele (grubość obszaru koncentracji ciśnienia w kości kulszowej zwiększa się o 20%), a poduszka silikonowa (grubość 15mm, twardość Shore'a 25A) pochłania wibracje pionowe poprzez odkształcenie sprężyste. Testy użytkowników wykazały, że po 1 godzinie siedzenia intensywność odczuwania wibracji pośladków zmniejsza się o 55%, skutecznie łagodząc zmęczenie.
(IV) Płynna technologia sterowania mocą wyjściową
Algorytm sterowania wektorowego i filtrowania momentu obrotowego
W sterowniku silnika firmy Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. zastosowano technologię FOC (sterowanie zorientowane na pole) w połączeniu z algorytmem dolnoprzepustowego filtrowania momentu obrotowego drugiego rzędu, aby kontrolować wahania wyjściowego momentu obrotowego silnika w zakresie 5% (tradycyjny algorytm sterowania waha się do 15%). Na przykład na etapie rozruchu system płynnie zwiększy moment obrotowy przy nachyleniu 0,5 N·m/s, aby uniknąć ruchu nadwozia spowodowanego mutacją momentu obrotowego i zmniejszy przyspieszenie drgań wzdłużnych z 1,5 m/s² do 0,6 m/s².
Przewidywanie stanu dróg i adaptacja mocy
Niektóre modele są wyposażone w kamery skierowane do przodu i radary działające na falach milimetrowych, które potrafią wykryć dziury w drodze z 0,5 sekundy wyprzedzeniem (odległość wykrywania 5 metrów), a ECU wstępnie dostosowuje moc wyjściową silnika i tłumienie amortyzatorów. Na przykład, gdy z przodu zostanie wykryta nierówność, system z wyprzedzeniem zmniejszy moment obrotowy silnika o 10% i zwiększy tłumienie amortyzatora o 20%, redukując wibracje uderzenia podczas wyprzedzania o 30% i realizując aktywną kontrolę „spowalniania przed uderzeniem”.