電動機車異音源之分析研究

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姓名

林士傑(S-Jie Lin ) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程研究所

論文名稱

電動機車異音源之分析研究

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摘要(中)

傳統汽油引擎機車為都市空氣污染的主要來源，此現象在台灣尤其嚴重，因此發展無直接污染性的電動機車取代傳統汽油引擎機車屬當務之急。由於電動機車是以馬達取代引擎作為動力驅動裝置，故傳統汽油引擎機車的引擎爆炸力、曲軸搖撼力、排氣管廢氣衝擊等造成車體結構振動及噪音的來源已不存在，因此在振動、噪音與環保方面較傳統機車為佳，但在主觀噪音中的傳動元件噪音、馬達電磁噪音及結構共振噪音則相對突出，此異音是相當尖銳且令人不舒服，本文之主旨即在分析上述異音之成因。
本文主要是從噪音的頻率特性來區別電動機車中所產生的異音；分析所量測之運轉噪音信號並對應轉速信號可歸納相關元件之異音頻率；以模態測試探討結構自然頻率是為解釋共振音之必要途徑；將馬達以低轉速操作且觀察其噪音與控制器輸入馬達的電壓時頻譜，並將以上噪音信號施以帶通濾波並回放(playback)可以實際感受各種異音對人體的主觀影響，最後再對傳動系統進行封包，以局部消除噪音的方式確定各個異音來源和噪音與結構之間的關聯性。研究中以兩種不同傳動型態電動機車作為探討對象，A型試驗車是以無段變速系統作為變速機構，並輔以兩組齒輪減速；B型試驗車則是以行星齒輪組作為變速機構，並輔以四組齒輪減速。由於此兩型電動車也是一般市面上常見的電動車型，故以此作為電動機車異音源分析的研究對象，以作為日後設計修改的參考。

關鍵字(中)

★ CVT系統
★ PWM變頻器
★ 時頻譜分析
★ 結構共振
★ 行星齒輪系統
★ 齒輪

關鍵字(英)

論文目次

目錄
摘要-----------------------------------------------------------I
誌謝----------------------------------------------------------II
目錄---------------------------------------------------------III
圖目錄-------------------------------------------------------- V
表目錄----------------------------------------------------- VIII
一、緒論-------------------------------------------------------1
1.1 研究動機與背景---------------------------------------------1
1.2 研究方法回顧-----------------------------------------------2
1.3 本文研究範疇-----------------------------------------------4
二、理論基礎---------------------------------------------------5
2.1 時頻譜分析原理---------------------------------------------5
2.2 轉動元件噪音-----------------------------------------------6
2.2.1 軸異音成因--------------------------------------------6
2.2.2 齒輪嚙合噪音原理--------------------------------------7
2.2.3 CVT系統異音成因---------------------------------------9
2.2.4 行星齒輪異音成因--------------------------------------9
2.3 衝擊響應頻譜分析與結構共振噪音----------------------------11
2.4 馬達電磁噪音----------------------------------------------13
三、實驗方法與程序--------------------------------------------14
3.1 試驗車相關諸元--------------------------------------------14
3.2 實驗流程--------------------------------------------------17
3.3 噪音與轉速量測實驗----------------------------------------19
3.4 衝擊鎚測試------------------------------------------------20
3.5 局部噪音消除實驗------------------------------------------22
3.6 馬達電磁噪音量測實驗--------------------------------------23
四、實驗結果分析----------------------------------------------24
4.1 電動車的振動與噪音----------------------------------------24
4.2 轉動元件轉速計算------------------------------------------29
4.2.1 軸轉速及其諧頻---------------------------------------30
4.2.2 齒輪嚙合頻率及其諧頻、側頻---------------------------33
4.2.3 CVT系統異音成因--------------------------------------37
4.2.4 行星齒輪作動區間及頻率分布---------------------------38
4.3 各結構的自然頻率------------------------------------------40
4.4 局部消除噪音後的時頻譜分析--------------------------------49
4.5 馬達電磁噪音時頻譜分析------------------------------------54
4.6 各異音分析結果歸納----------------------------------------57
五、結論與未來展望--------------------------------------------60
參考文獻------------------------------------------------------62

參考文獻

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21.陳建興, 階次分析之工程研究與應用, 碩士論文, 中央大學機械所, 2001.

指導教授

潘敏俊(Min-Chun Pan)

審核日期

2001-7-18

推文