Brauch Leistungsstarker Motorroller Hersteller

Welche Durchbrüche wurden bei der Lärmschutz- und Vibrationsunterdrückungstechnologie von Elektrorollern mit leistungsstarken Motoren erzielt?

1. Technischer Hintergrund: Lärm- und Vibrationsprobleme bei Elektrorollern
Als wichtiges Fortbewegungsmittel für ältere Menschen und Menschen mit eingeschränkter Mobilität ist der Komfort von leistungsstarke Motorroller wirkt sich direkt auf die Benutzererfahrung aus. Obwohl leistungsstarke Motoren effiziente Leistung liefern, gehen sie oft mit Lärmbelästigung und Vibrationsstörungen einher – elektromagnetische Geräusche, mechanische Reibungsgeräusche bei laufendem Motor und durch Unebenheiten auf der Straße übertragene Vibrationen, die nicht nur die Ermüdung des Benutzers erhöhen, sondern bei längerem Gebrauch auch die körperliche Gesundheit beeinträchtigen können. Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. hat bei der Entwicklung leistungsstarker elektrischer Mobilitätsroller stets „Sicherheit, Komfort und Laufruhe“ als Hauptziele im Auge. Seine Produktserien, wie etwa Geländeroller und leichte Faltroller, haben durch technologische Innovation eine doppelte Unterdrückung von Geräuschen und Vibrationen erreicht und so ein leiseres und reibungsloseres Reiseerlebnis für die Benutzer geschaffen.

2. Drei wichtige bahnbrechende Richtungen der Lärmschutztechnologie
(I) Stille Innovation des Motorkerndesigns
Technologie zur Optimierung von bürstenlosem Motor und Magnetkreis
Herkömmliche Bürstenmotoren sind aufgrund der Bürstenreibung anfällig für hochfrequente Geräusche, während bürstenlose Hochleistungsmotoren durch das präzise Magnetkreisdesign von Permanentmagneten und Statorwicklungen Bürstenkontaktgeräusche eliminieren. Insbesondere verwendet der Motorstator einen hochdichten Laminierungsprozess aus Siliziumstahlblech in Kombination mit einem Sinuswellen-Antriebsalgorithmus, um elektromagnetische harmonische Störungen um mehr als 40 % zu reduzieren. Beispielsweise wird bei einem Motor, der mit einem geländegängigen leistungsstarken Motorroller ausgestattet ist, durch die Optimierung des Permanentmagnet-Anordnungswinkels (von der herkömmlichen parallelen Anordnung zu einer 15°-schrägen Polstruktur) die Pulsation des Zahnschlitzdrehmoments effektiv abgeschwächt und das elektromagnetische Rauschen von 65 dB auf unter 58 dB reduziert (Testumgebung: Fahren mit 20 km/h bei gleichmäßiger Geschwindigkeit).
Dynamisches Gleichgewicht des Rotors und präzise Abstimmung der Lager
Die dynamische Unwucht des Motorrotors während der Hochgeschwindigkeitsdrehung ist die Hauptquelle für mechanische Geräusche. Zur präzisen Einstellung des Rotors wird eine fünfachsige CNC-dynamische Auswuchtmaschine verwendet, und die Restunwucht wird auf 0,5 g・mm/kg kontrolliert. In Kombination mit hochpräzisen Rillenkugellagern (Toleranzklasse P5) werden durch das dämpfende Beschichtungsdesign des Lagersitzes (mit Zugabe von Butylkautschuk-Dämpfungsmaterial) die hochfrequenten Vibrationsgeräusche beim Betrieb des Lagers zusätzlich absorbiert. Messdaten zeigen, dass diese Technologie das mechanische Geräusch des Motors um etwa 12 dB reduziert, was einer Reduzierung der Geräuschintensität um 60 % entspricht.
(II) Systemintegration von Schallschutzmaterialien und -konstruktionen
Mehrschichtige Schallschutzwand aus Verbundwerkstoff
Zwischen Motorraum und Cockpit ist eine dreischichtige Schalldämmstruktur vorgesehen: Die innere Schicht ist eine 3 mm dicke Dämpfungsplatte aus Butylkautschuk, die Vibrationsenergie durch viskoelastische Materialien absorbiert; die mittlere Schicht ist eine wabenförmige schallabsorbierende Baumwolle (Porendurchmesser 0,5 mm, Dichte 30 kg/m³), die Lufthohlräume nutzt, um mittel- und hochfrequente Geräusche zu dämpfen; Die äußere Schicht besteht aus einer Schalldämmplatte aus Aluminiumlegierung, und die Oberfläche ist mit einer Schalldämmschicht auf Nanoebene (Dicke 50 μm) besprüht, um den verbleibenden Lärm zu reflektieren. Diese Struktur kann Geräusche von 200–2000 Hz um 25 dB dämpfen, was dem Aufbau einer „stillen Barriere“ zwischen dem Motor und dem Benutzer entspricht.
Vollständig versiegelte Kabine und Optimierung des Luftstroms
Im Hinblick auf aerodynamische Geräusche (z. B. Geräusche des Motorkühlgebläses) ist die Motorkabine als vollständig abgedichtete Struktur mit einem eingebauten geräuschlosen Zentrifugalventilator (die Flügel haben ein bionisches Wellenschliff-Design) und mit der Luftkanal-Führungsnut ist die Luftströmungsgeschwindigkeit gleichmäßiger und die Wirbelgeräusche werden reduziert. Gleichzeitig ist die Karosserie stromlinienförmig gestaltet, um Windgeräusche während der Fahrt zu reduzieren. Bei einer Geschwindigkeit von 30 km/h beträgt das Windgeräusch nur 52 dB und ist damit 8 dB niedriger als bei herkömmlichen Modellen.
(III) Geräuscharme Aufrüstung des Übertragungssystems
Kombination aus hochpräzisen Zahnrädern und Riemenantrieben
Herkömmliche Zahnradgetriebe sind aufgrund der Zahnlückenwirkung anfällig für Geräusche. Bei einigen Modellen (z. B. leichten Klapprollern) wird eine zusammengesetzte Übertragungslösung aus „Schrägzahnrädern-Synchronriemen“ verwendet: Die Schrägzahnräder verwenden einen Schleifprozess (Präzisionsstufe bis zu 6), der Eingriffsfehler beträgt weniger als 0,02 mm und der Polyurethan-Synchronriemen (die Zahnoberfläche ist mit einer verschleißfesten Gummischicht bedeckt) eliminiert das Übertragungsspaltgeräusch. Tatsächliche Messungen zeigen, dass diese Lösung das Rauschen des Übertragungssystems von 58 dB auf 50 dB reduziert, was nahe am Geräuschpegel der Bibliotheksumgebung liegt.
Vibrationsisoliertes Design des Motoraufhängungssystems
Der Motor ist durch eine elastische Aufhängung (aus Naturkautschuk und Metallvulkanisation) am Rahmen befestigt. Der Steifigkeitskoeffizient der Aufhängung wird dynamisch an die Motordrehzahl (2000–4000 U/min) angepasst. Der Schwingungsisolationswirkungsgrad am Resonanzfrequenzpunkt (ca. 80 Hz) beträgt mehr als 90 %, wodurch die Übertragung von Motorvibrationen auf den Körper vermieden und die Geräuschabstrahlung von der Quelle reduziert wird.
3. Vier innovative Wege der Vibrationsunterdrückungstechnologie
(I) Gemeinsamer Entwurf eines mehrstufigen Stoßdämpfungssystems
Stoßdämpfung der Vordergabel aus hydraulischem Federverbundwerkstoff
Der geländegängige Elektroroller mit leistungsstarkem Motor verfügt über eine hydraulische Doppelrohr-Vordergabel mit integriertem Niedergeschwindigkeits-Druckstufendämpfungsventil und Hochgeschwindigkeits-Zugstufendämpfungsventil, das die Dämpfungskraft automatisch an den Grad der Straßenunebenheiten anpassen kann. Wenn beispielsweise auf ein 5 cm hohes Hindernis gestoßen wird, kann die Vordergabel die Aufprallspitze innerhalb von 0,1 Sekunden von 300 N auf 120 N reduzieren und mit der progressiven Feder der Hinterradaufhängung zusammenarbeiten (der Steifigkeitskoeffizient steigt bei Kompression linear von 20 N/mm auf 40 N/mm) und ein mehrstufiges Stoßdämpfungssystem mit „vorderem hydraulischem Puffer und hinterer Federstoßdämpfung“ bilden, das die Stoßdämpfung reduziert vertikale Vibrationsbeschleunigung um mehr als 70 % (Testbedingungen: 10 km/h durch Schotterstraße).
Intelligente adaptive Stoßdämpfungstechnologie
Einige High-End-Modelle sind mit sensorisch gesteuerten Stoßdämpfungssystemen ausgestattet: Der 6-Achsen-Beschleunigungssensor an der Unterseite der Karosserie überwacht die Fahrbahnunebenheitsfrequenz (1–20 Hz) in Echtzeit, und das Steuergerät passt die Stoßdämpferdämpfung entsprechend den Daten dynamisch an (Einstellbereich 0,5–2 N・s/mm). Beim Fahren auf unbefestigten Landstraßen erhöht das System beispielsweise automatisch die Dämpfung, um die Neigung der Karosserie zu verringern; Auf ebenen Straßen wird die Dämpfung reduziert, um die Fahrflexibilität zu verbessern. Diese Technologie hält die Vibrationsstandardabweichung unter verschiedenen Straßenbedingungen innerhalb von 0,3 m/s², was viel niedriger ist als die 1,2 m/s² der herkömmlichen Stoßdämpfung mit fester Dämpfung.
(II) Steifigkeits- und Elastizitätsgleichgewicht der Körperstruktur
Integriertes Druckguss-Chassis
Die Chassisstruktur wird durch CAE-Simulation optimiert, und der integrierte Druckgussprozess aus 6061-T6-Aluminiumlegierung wird verwendet, um dafür zu sorgen, dass die modale Frequenz des Chassis den Motorresonanzbereich (200–300 Hz) vermeidet. Gleichzeitig werden wichtige Teile (z. B. Batteriehalterungen und Motorhalterungen) mit Verstärkungsrippen versehen und die Gesamtsteifigkeit der Karosserie um 40 % erhöht, wodurch die durch Vibrationen verursachte Strukturresonanz verringert wird. Die tatsächliche Messung zeigt, dass die Schwingungsamplitude des Fahrgestells von 0,8 mm auf 0,3 mm reduziert wird, was einer Verringerung der Schwingungsintensität um 62,5 % entspricht.
Präzise Anordnung der elastischen Verbindungspunkte
Zwischen der Karosserie und dem Chassis werden acht elastische Verbindungspunkte gesetzt (mittels Silikonbuchsen mit einer Härte von 40 Shore A). Die Position und Steifigkeit der Verbindungspunkte werden durch topologische Optimierung bestimmt, wodurch die von der Straßenoberfläche übertragenen hochfrequenten Vibrationen (>100 Hz) effektiv isoliert werden können. Beispielsweise ist die Verbindungsstelle zwischen Sitzhalterung und Fahrgestell asymmetrisch gestaltet mit geringer Quersteifigkeit und hoher Längssteifigkeit. Es filtert seitliche Unebenheiten, gewährleistet die Stabilität des Längsträgers und reduziert die Vibrationsbeschleunigung am Sitz auf unter 0,5 m/s².
(III) Anwendung mechanischer Eigenschaften neuer Materialien
Schwingungsdämpfung von Kohlefaserverbundwerkstoffen
Im Karosserierahmen von High-End-Modellen werden kohlenstofffaserverstärkte Polymermaterialien (CFK) eingesetzt. Sein spezifischer Modul (230 GPa/1,8 g/cm³) ist dreimal so hoch wie der einer Aluminiumlegierung, was die strukturelle Dämpfung bei gleichzeitig geringem Gewicht deutlich verbessern kann. Beispielsweise ist das Dämpfungsverhältnis der Hinterradschwinge aus Kohlefaser (0,025) doppelt so hoch wie das der Schwinge aus Aluminiumlegierung (0,012). Beim Durchfahren von Bodenschwellen wird die Schwingungsdämpfungszeit der Hinterradaufhängung von 1,2 Sekunden auf 0,6 Sekunden verkürzt, wodurch übermäßige Schwingungsrückstände vermieden werden.
Ergonomische Optimierung von Memory-Schaum und Silikon
Der Sitz verfügt über eine Verbundstruktur aus hochdichtem Memory-Schaum (Dichte 80 kg/m³) und Silikonkissen: Der Memory-Schaum ist entsprechend der Druckverteilung des menschlichen Körpers geformt (die Dicke des Druckkonzentrationsbereichs am Sitzbein wird um 20 % erhöht), und das Silikonkissen (Dicke 15 mm, Shore-Härte 25 A) absorbiert vertikale Vibrationen durch elastische Verformung. Benutzertests zeigen, dass nach einer Stunde Sitzen die Vibrationswahrnehmungsintensität des Gesäßes um 55 % reduziert wird, was die Ermüdung wirksam lindert.
(IV) Reibungslose Steuerungstechnologie der Leistungsabgabe
Vektorsteuerungs- und Drehmomentfilteralgorithmus
Die Motorsteuerung von Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. verwendet die FOC-Technologie (Feldorientierte Steuerung) in Kombination mit einem Tiefpass-Drehmomentfilteralgorithmus zweiter Ordnung, um die Schwankung des Motorausgangsdrehmoments innerhalb von 5 % zu steuern (der herkömmliche Steuerungsalgorithmus schwankt bis zu 15 %). Beispielsweise erhöht das System in der Startphase das Drehmoment sanft mit einer Steigung von 0,5 Nm/s, um die durch die Drehmomentmutation verursachte Karosseriebewegung zu vermeiden, und reduziert die Vibrationsbeschleunigung in Längsrichtung von 1,5 m/s² auf 0,6 m/s².
Vorhersage des Straßenzustands und Leistungsanpassung
Einige Modelle sind mit vorausschauenden Kameras und Millimeterwellenradargeräten ausgestattet, die Schlaglöcher auf der Straße 0,5 Sekunden im Voraus erkennen können (Erkennungsentfernung 5 Meter), und das Steuergerät passt die Motorausgangsleistung und die Stoßdämpferdämpfung entsprechend vor. Wenn beispielsweise eine Bodenwelle vorn erkannt wird, reduziert das System das Motordrehmoment im Voraus um 10 % und erhöht die Stoßdämpferdämpfung um 20 %, wodurch die Aufprallvibrationen beim Überfahren um 30 % reduziert werden und eine aktive Steuerung des „Verlangsamens vor dem Stoß“ realisiert wird.