Custom Powerful Motor Scooter Manufacturers

Quali progressi sono stati fatti nella tecnologia di controllo del rumore e di soppressione delle vibrazioni degli scooter elettrici con motori potenti?

1. Background tecnico: punti critici legati al rumore e alle vibrazioni degli scooter elettrici
Come importante mezzo di trasporto per anziani e persone con mobilità ridotta, il comfort di potenti scooter a motore influisce direttamente sull'esperienza dell'utente. Pur fornendo energia efficiente, i motori potenti sono spesso accompagnati da inquinamento acustico e interferenze vibrazionali: rumore elettromagnetico, rumore di attrito meccanico quando il motore è in funzione e vibrazioni trasmesse da dossi sulla strada, che non solo aumentano l'affaticamento dell'utente, ma possono anche influire sulla salute fisica se utilizzati per un lungo periodo. Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. considera sempre "sicurezza, comfort e silenziosità" come obiettivi principali quando sviluppa scooter elettrici per la mobilità a motore potente. Le sue serie di prodotti, come gli scooter fuoristrada e gli scooter pieghevoli leggeri, hanno ottenuto una doppia soppressione del rumore e delle vibrazioni attraverso l'innovazione tecnologica, creando un'esperienza di viaggio più silenziosa e fluida per gli utenti.

2. Tre principali direzioni rivoluzionarie della tecnologia di controllo del rumore
(I) Innovazione silenziosa del design del nucleo del motore
Tecnologia di ottimizzazione del motore brushless e del circuito magnetico
I tradizionali motori con spazzole sono soggetti a rumore ad alta frequenza dovuto all'attrito delle spazzole, mentre i motori brushless ad alte prestazioni eliminano il rumore di contatto delle spazzole grazie al preciso design del circuito magnetico dei magneti permanenti e degli avvolgimenti dello statore. Nello specifico, lo statore del motore adotta un processo di laminazione di fogli di acciaio al silicio ad alta densità, combinato con un algoritmo di azionamento dell'onda sinusoidale, per ridurre il rumore armonico elettromagnetico di oltre il 40%. Ad esempio, nel motore equipaggiato con un potente scooter fuoristrada, ottimizzando l'angolo di disposizione del magnete permanente (dalla tradizionale disposizione parallela a una struttura polare inclinata di 15°), la pulsazione della coppia della fessura del dente viene efficacemente indebolita e il rumore elettromagnetico viene ridotto da 65 dB a meno di 58 dB (ambiente di test: guida a velocità uniforme di 20 km/h).
Equilibrio dinamico del rotore e abbinamento preciso dei cuscinetti
Lo squilibrio dinamico del rotore del motore durante la rotazione ad alta velocità è la principale fonte di rumore meccanico. Per regolare con precisione il rotore viene utilizzata una macchina equilibratrice dinamica CNC a cinque assi e lo squilibrio residuo è controllato entro 0,5 g・mm/kg. In combinazione con cuscinetti a sfere a gola profonda ad alta precisione (grado di tolleranza P5), il design del rivestimento smorzante della sede del cuscinetto (con l'aggiunta di materiale smorzante in gomma butilica) assorbe ulteriormente il rumore delle vibrazioni ad alta frequenza durante il funzionamento del cuscinetto. I dati misurati mostrano che questa tecnologia riduce il rumore meccanico del motore di circa 12 dB, il che equivale a ridurre l'intensità del rumore del 60%.
(II) Integrazione del sistema di materiali e strutture per l'isolamento acustico
Barriera fonoisolante composita multistrato
Tra il vano motore e l'abitacolo è progettata una struttura di isolamento acustico a tre strati: lo strato interno è una piastra smorzante in gomma butilica spessa 3 mm, che assorbe l'energia delle vibrazioni attraverso materiali viscoelastici; lo strato intermedio è un cotone fonoassorbente a nido d'ape (diametro dei pori 0,5 mm, densità 30 kg/m³), che sfrutta le cavità d'aria per attenuare i rumori a media e alta frequenza; lo strato esterno è un pannello fonoisolante in lega di alluminio e la superficie viene spruzzata con un rivestimento fonoisolante a livello nanometrico (spessore 50μm) per riflettere il rumore residuo. Questa struttura può attenuare il rumore di 200-2000 Hz di 25 dB, il che equivale a stabilire una "barriera silenziosa" tra il motore e l'utente.
Cabina completamente sigillata e ottimizzazione del flusso d'aria
In considerazione del rumore aerodinamico (come il rumore della ventola di raffreddamento del motore), la cabina del motore è progettata come una struttura completamente sigillata, con una ventola centrifuga silenziosa incorporata (le pale adottano un design bionico con bordo seghettato) e con la scanalatura di guida del condotto dell'aria, la velocità del flusso d'aria è uniforme e il rumore vorticoso è ridotto. Allo stesso tempo, la scocca adotta un design aerodinamico per ridurre il rumore del vento durante la guida. Ad una velocità di 30 km/h, il rumore del vento è di soli 52 dB, ovvero 8 dB in meno rispetto ai modelli tradizionali.
(III) Adeguamento a bassa rumorosità del sistema di trasmissione
Combinazione di ingranaggi ad alta precisione e trasmissioni a cinghia
La trasmissione ad ingranaggi tradizionale è soggetta a rumore a causa dell'impatto dello spazio tra i denti. In alcuni modelli (come gli scooter pieghevoli leggeri), viene adottata una soluzione di trasmissione composita di "cinghie sincrone a ingranaggi elicoidali": gli ingranaggi elicoidali adottano un processo di rettifica (livello di precisione fino a 6), l'errore di ingranamento è inferiore a 0,02 mm e la cinghia sincrona in poliuretano (la superficie del dente è ricoperta da uno strato di gomma resistente all'usura) elimina il rumore dello spazio di trasmissione. Le misurazioni effettive mostrano che questa soluzione riduce il rumore del sistema di trasmissione da 58 dB a 50 dB, un valore vicino allo standard di silenzio dell'ambiente della biblioteca.
Progettazione dell'isolamento dalle vibrazioni del sistema di sospensione del motore
Il motore è fissato al telaio tramite una sospensione elastica (in gomma naturale e vulcanizzazione metallica). Il coefficiente di rigidità della sospensione è adattato dinamicamente in base alla velocità del motore (2000-4000 giri/min). L'efficienza di isolamento delle vibrazioni nel punto di frequenza di risonanza (circa 80 Hz) è superiore al 90%, il che evita la trasmissione delle vibrazioni del motore al corpo e riduce la radiazione acustica dalla sorgente.
3. Quattro percorsi innovativi nella tecnologia di soppressione delle vibrazioni
(I) Progettazione collaborativa del sistema di assorbimento degli urti multistadio
Assorbimento degli urti della forcella anteriore composita con molla idraulica
Il potente scooter elettrico per mobilità fuoristrada utilizza una forcella anteriore idraulica a doppio tubo con valvola di smorzamento della compressione a bassa velocità incorporata e valvola di smorzamento dell'estensione ad alta velocità, che può regolare automaticamente la forza di smorzamento in base al grado di dossi stradali. Ad esempio, quando si incontra un ostacolo alto 5 cm, la forcella anteriore può ridurre il picco di impatto da 300 N a 120 N in 0,1 secondi e cooperare con la molla progressiva della sospensione posteriore (il coefficiente di rigidità aumenta linearmente da 20 N/mm a 40 N/mm con la compressione), formando un sistema di assorbimento degli urti multistadio di "ammortizzatore idraulico anteriore ammortizzatore molla posteriore", che riduce l'accelerazione della vibrazione verticale di oltre il 70% (condizioni di test: 10 km/h attraversando una strada sterrata).
Tecnologia intelligente di assorbimento degli urti adattiva
Alcuni modelli di fascia alta sono dotati di sensori di sistema di assorbimento degli urti controllati elettronicamente: il sensore di accelerazione a 6 assi nella parte inferiore della carrozzeria dell'auto monitora la frequenza degli urti stradali (1-20Hz) in tempo reale e l'ECU regola dinamicamente lo smorzamento dell'ammortizzatore in base ai dati (intervallo di regolazione 0,5-2N・s/mm). Ad esempio, durante la guida su strade sterrate rurali, il sistema aumenterà automaticamente lo smorzamento per ridurre il beccheggio della carrozzeria; su strade pianeggianti ridurrà lo smorzamento per migliorare la flessibilità di guida. Questa tecnologia mantiene la deviazione standard delle vibrazioni in diverse condizioni stradali entro 0,3 m/s², che è molto inferiore agli 1,2 m/s² del tradizionale assorbimento degli urti con smorzamento fisso.
(II) Equilibrio di rigidità ed elasticità della struttura corporea
Telaio pressofuso integrato
La struttura del telaio è ottimizzata attraverso la simulazione CAE e il processo di pressofusione integrato in lega di alluminio 6061-T6 viene utilizzato per fare in modo che la frequenza modale del telaio eviti l'area di risonanza del motore (200-300 Hz). Allo stesso tempo, vengono aggiunte nervature di rinforzo alle parti chiave (come staffe della batteria e supporti del motore) e la rigidità complessiva della carrozzeria dell’auto aumenta del 40%, riducendo la risonanza strutturale causata dalle vibrazioni. La misurazione effettiva mostra che l'ampiezza delle vibrazioni del telaio è ridotta da 0,8 mm a 0,3 mm, il che equivale a ridurre l'intensità delle vibrazioni del 62,5%.
Disposizione precisa dei punti di connessione elastici
Tra la scocca e il telaio sono predisposti otto punti di collegamento elastico (utilizzando boccole in silicone con durezza 40 Shore A). La posizione e la rigidità dei punti di connessione sono determinate dall'ottimizzazione topologica, che può isolare efficacemente le vibrazioni ad alta frequenza (>100Hz) trasmesse dal manto stradale. Ad esempio, il punto di connessione tra la staffa del sedile e il telaio adotta un design asimmetrico con bassa rigidità laterale ed elevata rigidità longitudinale. Filtrando gli urti laterali, garantisce la stabilità del supporto longitudinale e riduce l'accelerazione delle vibrazioni sul sedile al di sotto di 0,5 m/s².
(III) Applicazione delle proprietà meccaniche di nuovi materiali
Attenuazione delle vibrazioni dei materiali compositi in fibra di carbonio
Nel telaio della carrozzeria dei modelli di fascia alta vengono introdotti materiali polimerici rinforzati con fibra di carbonio (CFRP). Il suo modulo specifico (230GPa/1,8g/cm³) è 3 volte quello della lega di alluminio, che può migliorare significativamente lo smorzamento strutturale pur mantenendo la leggerezza. Ad esempio, il rapporto di smorzamento del forcellone posteriore in fibra di carbonio (0,025) è doppio rispetto a quello del forcellone in lega di alluminio (0,012). Quando si attraversano i dossi, il tempo di attenuazione delle vibrazioni della sospensione posteriore viene ridotto da 1,2 secondi a 0,6 secondi, evitando residui di vibrazione in eccesso.
Ottimizzazione ergonomica del memory foam e del silicone
Il sedile adotta una struttura composita di memory foam ad alta densità (densità 80kg/m³) e cuscino in silicone: il memory foam è modellato in base alla distribuzione della pressione del corpo umano (lo spessore dell'area di concentrazione della pressione in corrispondenza dell'osso ischiatico è aumentato del 20%) e il cuscino in silicone (spessore 15 mm, durezza Shore 25A) assorbe le vibrazioni verticali mediante deformazione elastica. I test sugli utenti dimostrano che dopo essere stati seduti per 1 ora, l'intensità della percezione delle vibrazioni dei glutei si riduce del 55%, alleviando efficacemente l'affaticamento.
(IV) Tecnologia di controllo regolare della potenza erogata
Algoritmo di controllo vettoriale e filtraggio della coppia
Il controller motore di Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. adotta la tecnologia FOC (controllo orientato al campo), combinata con un algoritmo di filtraggio della coppia passa-basso di secondo ordine, per controllare la fluttuazione della coppia di uscita del motore entro il 5% (l'algoritmo di controllo tradizionale fluttua fino al 15%). Ad esempio, nella fase di avvio, il sistema aumenterà gradualmente la coppia con una pendenza di 0,5 N・m/s per evitare il movimento del corpo causato dalla mutazione della coppia e ridurrà l'accelerazione della vibrazione longitudinale da 1,5 m/s² a 0,6 m/s².
Previsione delle condizioni stradali e adattamento della potenza
Alcuni modelli sono dotati di telecamere lungimiranti e radar a onde millimetriche, in grado di identificare le buche sulla strada con 0,5 secondi di anticipo (distanza di rilevamento 5 metri), e l'ECU preregola di conseguenza la potenza di uscita del motore e lo smorzamento dell'ammortizzatore. Ad esempio, quando viene rilevato un urto davanti, il sistema ridurrà in anticipo la coppia del motore del 10% e aumenterà lo smorzamento dell'ammortizzatore del 20%, riducendo le vibrazioni dell'impatto durante il passaggio del 30% e realizzando il controllo attivo del "rallentamento prima dell'urto".