Investigation of pneumobile dynamics

Nowadays people are more and more interested in the ecological and zero-emission vehicles, which could provide true replacement to the internal combustion engine vehicles. One of the way is using the compressed air as a source of energy for the engine. Knowing this idea, in this work is performed the analysis of the literature about compressed air vehicle design. Additionally, there are observed the constructed analogies of pneumatic vehicle in EU. Evaluating this information, there had been formed a task to build the new compressed air vehicle and perform it’s optimization analysis to show the dependences of the main engine parameter (pressure, amount of air, mechanical transmission ratios and etc.) to the vehicle dynamics (maximum speed, maximum acceleration, optimal speed, amount of air used and etc.). To perform such analysis and make the conclusions, in this work is described the main engine construction (presented the kinematic and pneumatic schemes, 3D model of vehicle and engine), described list of trials to be performed (4 different types of trials), described the list of the required equipment for analysis and presented the results of the trials. Lastly, it is presented the list of recommendations of development of the topic.

В настоящие время люди все больше интересуются разработкой экологически чистых транспортных средств, с целью скорее найти альтернативу двигателям внутреннего сгорания. Один из возможных способов в данный момент это использование сжатого воздуха в качестве главного источника энергии для двигателя. В соответствии с данным концептом, в настоящей работе произведен анализ литературы на тему конструкции транспорта на сжатом воздухе. Дополнительно, произведен обзор построенных аналогов подобного транспорта на территории Евросоюза. Оценивая полученную информацию, была сформирована основная задача: построить новое транспортное средство (пневмомобиль) и выполнить анализ его возможной оптимизации, с целью показать зависимость параметров главного двигателя (давление, заполняемый объем, передаточное число и тд.) к динамике пневмомобиля (максимально достигаемая скорость, максимальное ускорение, оптимальная скорость работы, использованный объем воздуха и тд.). Для проведения данного анализа и построения выводов в данной работе описаны: конструкция главного двигателя (кинематическая и пневматическая схемы, 3Д модель объекта для экспериментов и двигателя), список экспериментов, необходимых к проведению (4 типа), необходимый список оборудования для проведения анализа и экспериментов, а также результаты самих экспериментов. В конце работы, представлены выводы по возможностям оптимизации пневмомобиля и рекомендации для дальнейшего развития.

Šiais laikais žmonės vis labiau domisi ekologiškomis ir aplinką neteršiančiomis transporto priemonėmis, kurios galėtų pakeisti taršias vidaus degimo variklius turinčias transporto priemones. Vienas iš galimų variantų - naudoti variklius varomus suslėgtu oru. Todėl šiame darbe pateikta transporto priemonių varomų suspaustu oru konstrukcijų literatūros analizė, taip pat pateikta tokio tipo transporto priemonių sukurtų Europos Sąjungoje apžvalga. Remiantis šia informacija buvo suformuluota pagrindinė užduotis - sukurti suslėgtu oru varomą transporto priemonę ir atlikti jos optimizavimo analizę, siekiant nustatyti variklio pagrindinių parametrų priklausomybes (slėgio, oro kiekio, mechaninio perdavimo koef. ir pan.) nuo transporto priemonės dinaminių parametrų (didžiausio greičio ir pagreičio, optimalaus greičio, suvartojamo oro kiekio ir kt.). Tam, kad įvykdyti šį tikslą ir pateikti išvadas, šiame darbe aprašoma pagrindinė variklio konstrukcija (pateikiamos kinematinės ir pneumatinės schemos, transporto priemonės ir variklio 3D modelis), pateiktas reikalingų atlikti eksperimentų sąrašas (4-ių skirtingų tipų eksperimentai), aprašoma tyrimui reikalinga įranga ir pateikiami eksperimentų rezultatai. Darbo pabaigoje pateikiamas temos plėtojimo rekomendacijų sąrašas.