Custom Powerful Motor Scooter Manufacturers

Que avanços foram feitos na tecnologia de controle de ruído e supressão de vibração de scooters elétricos com motores potentes?

1. Antecedentes técnicos: Pontos problemáticos de ruído e vibração de scooters elétricos
Sendo um importante meio de transporte para idosos e pessoas com mobilidade limitada, o conforto dos motonetas potentes afeta diretamente a experiência do usuário. Embora forneçam energia eficiente, motores potentes são frequentemente acompanhados por poluição sonora e interferência de vibração - ruído eletromagnético, ruído de fricção mecânica quando o motor está funcionando e vibração transmitida por solavancos na estrada, o que não só aumentará a fadiga do usuário, mas também pode afetar a saúde física se usado por muito tempo. Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. sempre considera "segurança, conforto e tranquilidade" como seus principais objetivos ao desenvolver scooters de mobilidade elétrica com motor potente. Suas séries de produtos, como scooters todo-o-terreno e scooters dobráveis ​​leves, alcançaram dupla supressão de ruído e vibração por meio da inovação tecnológica, criando uma experiência de viagem mais silenciosa e suave para os usuários.

2. Três grandes direções inovadoras da tecnologia de controle de ruído
(I) Inovação silenciosa no design do núcleo do motor
Motor sem escova e tecnologia de otimização de circuito magnético
Os motores escovados tradicionais são propensos a ruídos de alta frequência devido ao atrito das escovas, enquanto os motores sem escovas de alto desempenho eliminam o ruído de contato das escovas através do design preciso do circuito magnético de ímãs permanentes e enrolamentos do estator. Especificamente, o estator do motor adota um processo de laminação de chapa de aço silício de alta densidade, combinado com um algoritmo de acionamento de onda senoidal, para reduzir o ruído harmônico eletromagnético em mais de 40%. Por exemplo, no motor equipado com uma potente scooter todo-o-terreno, ao otimizar o ângulo de arranjo do ímã permanente (do arranjo paralelo tradicional para uma estrutura de pólo enviesado de 15°), a pulsação de torque da ranhura do dente é efetivamente enfraquecida e o ruído eletromagnético é reduzido de 65dB para menos de 58dB (ambiente de teste: condução em velocidade uniforme de 20km/h).
Equilíbrio dinâmico do rotor e correspondência precisa de rolamentos
O desequilíbrio dinâmico do rotor do motor durante a rotação em alta velocidade é a principal fonte de ruído mecânico. Uma máquina de balanceamento dinâmico CNC de cinco eixos é usada para ajustar com precisão o rotor, e o desequilíbrio residual é controlado dentro de 0,5g・mm/kg. Em combinação com rolamentos rígidos de esferas de alta precisão (grau de tolerância P5), o design do revestimento de amortecimento do assento do rolamento (material de amortecimento de borracha butílica é adicionado) absorve ainda mais o ruído de vibração de alta frequência durante a operação do rolamento. Os dados medidos mostram que esta tecnologia reduz o ruído mecânico do motor em cerca de 12dB, o que equivale a reduzir a intensidade do ruído em 60%.
(II) Integração de sistemas de materiais e estruturas de isolamento acústico
Barreira de isolamento acústico composta multicamadas
Uma estrutura de isolamento acústico de três camadas é projetada entre o compartimento do motor e a cabine: a camada interna é uma placa de amortecimento de borracha butílica com 3 mm de espessura, que absorve a energia da vibração através de materiais viscoelásticos; a camada intermediária é um algodão absorvente de som em favo de mel (diâmetro dos poros 0,5mm, densidade 30kg/m³), que utiliza cavidades de ar para atenuar ruídos de média e alta frequência; a camada externa é uma placa de isolamento acústico de liga de alumínio e a superfície é pulverizada com um revestimento de isolamento acústico de nível nano (espessura de 50μm) para refletir o ruído restante. Esta estrutura pode atenuar ruídos de 200-2000Hz em 25dB, o que equivale a estabelecer uma “barreira silenciosa” entre o motor e o usuário.
Cabine totalmente selada e otimização do fluxo de ar
Tendo em vista o ruído aerodinâmico (como o ruído do ventilador de resfriamento do motor), a cabine do motor é projetada como uma estrutura totalmente vedada, com um ventilador centrífugo silencioso embutido (as pás adotam um design biônico de borda serrilhada) e com a ranhura guia do duto de ar, a velocidade do fluxo de ar é uniformizada e o ruído de redemoinho é reduzido. Ao mesmo tempo, a carroceria adota um design simplificado para reduzir o ruído do vento durante a condução. A uma velocidade de 30km/h, o ruído do vento é de apenas 52dB, 8dB inferior ao dos modelos tradicionais.
(III) Atualização de baixo ruído do sistema de transmissão
Combinação de engrenagens de alta precisão e acionamentos por correia
A transmissão de engrenagem tradicional é propensa a ruídos devido ao impacto na folga dos dentes. Em alguns modelos (como scooters dobráveis ​​leves), uma solução de transmissão composta de "correias síncronas de engrenagens helicoidais" é adotada: as engrenagens helicoidais adotam um processo de retificação (nível de precisão de até 6), o erro de malha é inferior a 0,02 mm e a correia síncrona de poliuretano (a superfície do dente é coberta com uma camada de borracha resistente ao desgaste) elimina o ruído da lacuna de transmissão. Medições reais mostram que esta solução reduz o ruído do sistema de transmissão de 58dB para 50dB, o que está próximo do padrão silencioso do ambiente de biblioteca.
Projeto de isolamento de vibração do sistema de suspensão do motor
O motor é fixado à carcaça através de uma suspensão elástica (feita de borracha natural e metal vulcanizado). O coeficiente de rigidez da suspensão é ajustado dinamicamente de acordo com a velocidade do motor (2.000-4.000 rpm). A eficiência do isolamento de vibração no ponto de frequência ressonante (cerca de 80 Hz) é superior a 90%, o que evita a transmissão da vibração do motor ao corpo e reduz a radiação sonora da fonte.
3. Quatro caminhos inovadores de tecnologia de supressão de vibração
(I) Projeto colaborativo de sistema de absorção de choque de vários estágios
Absorção de choque do garfo dianteiro composto de mola hidráulica
A scooter de mobilidade elétrica com motor potente todo-o-terreno usa um garfo dianteiro hidráulico de tubo duplo com válvula de amortecimento de compressão de baixa velocidade integrada e válvula de amortecimento de recuperação de alta velocidade, que pode ajustar automaticamente a força de amortecimento de acordo com o grau de solavancos na estrada. Por exemplo, ao encontrar um obstáculo de 5 cm de altura, o garfo dianteiro pode reduzir o pico de impacto de 300N para 120N em 0,1 segundos e cooperar com a mola progressiva da suspensão traseira (o coeficiente de rigidez aumenta linearmente de 20N/mm para 40N/mm com compressão), formando um sistema de absorção de choque de vários estágios de "absorção de choque da mola traseira do amortecedor hidráulico dianteiro", que reduz a aceleração da vibração vertical em mais de 70% (condições de teste: 10km/h passando por estrada de cascalho).
Tecnologia inteligente de absorção de choque adaptativa
Alguns modelos topo de linha são equipados com sensores e sistemas de absorção de choque controlados eletronicamente: o sensor de aceleração de 6 eixos na parte inferior da carroceria do carro monitora a frequência de colisão na estrada (1-20 Hz) em tempo real, e a ECU ajusta dinamicamente o amortecimento do amortecedor de acordo com os dados (faixa de ajuste 0,5-2N・s/mm). Por exemplo, ao dirigir em estradas rurais de terra, o sistema aumentará automaticamente o amortecimento para reduzir a inclinação da carroceria do carro; em estradas planas, reduzirá o amortecimento para melhorar a flexibilidade de condução. Esta tecnologia mantém o desvio padrão de vibração sob diferentes condições de estrada dentro de 0,3 m/s², o que é muito inferior aos 1,2 m/s² da tradicional absorção de choque com amortecimento fixo.
(II) Equilíbrio de rigidez e elasticidade da estrutura corporal
Chassi fundido integrado
A estrutura do chassi é otimizada por meio de simulação CAE, e o processo de fundição sob pressão integrado da liga de alumínio 6061-T6 é usado para fazer com que a frequência modal do chassi evite a área de ressonância do motor (200-300Hz). Ao mesmo tempo, são adicionadas nervuras de reforço às peças principais (como suportes de bateria e suportes de motor), e a rigidez geral da carroceria do carro é aumentada em 40%, reduzindo a ressonância estrutural causada pela vibração. A medição real mostra que a amplitude de vibração do chassi foi reduzida de 0,8 mm para 0,3 mm, o que equivale a reduzir a intensidade da vibração em 62,5%.
Layout preciso de pontos de conexão elástica
Oito pontos de conexão elástica são colocados entre a carroceria e o chassi (usando buchas de silicone com dureza de 40 Shore A). A posição e a rigidez dos pontos de conexão são determinadas pela otimização topológica, que pode isolar efetivamente a vibração de alta frequência (>100 Hz) transmitida pela superfície da estrada. Por exemplo, o ponto de conexão entre o suporte do assento e o chassi adota um design assimétrico com baixa rigidez lateral e alta rigidez longitudinal. Ao filtrar os solavancos laterais, garante a estabilidade do suporte longitudinal e reduz a aceleração da vibração no assento para menos de 0,5m/s².
(III) Aplicação de propriedades mecânicas de novos materiais
Atenuação de vibração de materiais compósitos de fibra de carbono
Na estrutura da carroceria dos modelos de última geração, são introduzidos materiais de polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP). Seu módulo específico (230GPa/1,8g/cm³) é 3 vezes maior que o da liga de alumínio, o que pode melhorar significativamente o amortecimento estrutural, mantendo ao mesmo tempo a leveza. Por exemplo, a taxa de amortecimento do braço oscilante traseiro de fibra de carbono (0,025) é duas vezes maior que a do braço oscilante de liga de alumínio (0,012). Ao passar por lombadas, o tempo de atenuação da vibração da suspensão traseira é reduzido de 1,2 segundos para 0,6 segundos, evitando excesso de resíduos de vibração.
Otimização ergonômica de espuma viscoelástica e silicone
O assento adota uma estrutura composta de espuma viscoelástica de alta densidade (densidade 80kg / m³) e almofada de silicone: a espuma viscoelástica é moldada de acordo com a distribuição de pressão do corpo humano (a espessura da área de concentração de pressão no osso isquiático é aumentada em 20%), e a almofada de silicone (espessura 15mm, dureza Shore 25A) absorve a vibração vertical através da deformação elástica. Testes de usuários mostram que após 1 hora sentado, a intensidade de percepção de vibração das nádegas é reduzida em 55%, aliviando efetivamente a fadiga.
(IV) Tecnologia de controle suave de saída de energia
Algoritmo de controle vetorial e filtragem de torque
O controlador de motor da Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. adota a tecnologia FOC (controle orientado a campo), combinada com um algoritmo de filtragem de torque passa-baixa de segunda ordem, para controlar a flutuação do torque de saída do motor dentro de 5% (o algoritmo de controle tradicional flutua até 15%). Por exemplo, na fase de arranque, o sistema aumentará suavemente o binário numa inclinação de 0,5 N·m/s para evitar o movimento do corpo causado pela mutação do binário e reduzirá a aceleração da vibração longitudinal de 1,5 m/s² para 0,6 m/s².
Previsão das condições da estrada e adaptação de energia
Alguns modelos são equipados com câmeras voltadas para o futuro e radares de ondas milimétricas, que podem identificar buracos na estrada com 0,5 segundos de antecedência (distância de detecção de 5 metros), e a ECU pré-ajusta a potência de saída do motor e o amortecimento do amortecedor de acordo. Por exemplo, quando um solavanco é detectado na frente, o sistema reduzirá o torque do motor em 10% antecipadamente e aumentará o amortecimento do amortecedor em 20%, reduzindo a vibração do impacto ao passar em 30% e realizando o controle ativo de "desaceleração antes de bater".