Grant: Idea to Innovation

In accordance with international climate change agreements, the long-range road transport industry must decarbonize in the coming decades. This presents the rare opportunity for re-imagining the powertrains at the heart of the trucks which play a key part in delivering goods across the globe. Currently, alternative but costly carbon-neutral fuels and hydrogen are being explored as viable fuels to replace the ubiquitous diesel. A split-cycle recuperated engine was developed at Université de Sherbrooke, with the aim of offering engine OEMs a new economical technology that offers the efficiency of fuel cells with the familiarity of piston engines.The proposed project aims at building a technology demonstrator of the key components which set apart this high-efficiency engine. This engine operates under a different, more efficient thermodynamic cycle than Diesel engines. It involves using separate compressor and expander pistons, with a heat exchanger in-line between them, which recuperates waste heat from the exhaust gases. The expander piston operates oil-free, which allows it to achieve much higher steady-state operating temperatures. A novel fuel mixer enables low-emission, efficient combustion in the expansion cylinder. This engine is well-suited for the heavy-duty road transportation industry.The engine which will be built during the next year will serve as a demonstrator of the expander piston's capability of providing clean, efficient power. The goal is to attract large engine original equipment manufacturers (OEMs) for the next development steps. Intellectual property on the key components, i.e. the expansion piston and cylinder, the crosshead compression piston and the fuel mixer, will be licenced to the OEM. Conformément aux accords sur les changements climatiques, l'industrie du transport routier doit se décarboner au cours des prochaines décennies. Ceci présente la rare occasion de repenser les groupes motopropulseurs au coeur des camions de livraison de marchandises à travers le monde. Actuellement, les carburants alternatifs carboneutres et l'hydrogène sont explorés comme carburants viables, mais coûteux, pour remplacer le diesel. Ainsi, un moteur offrant une efficacité de cycle plus élevée sera d'autant plus important pour compenser cette augmentation des coûts. Un moteur de récupération à cycle divisé a été développé à l'Université de Sherbrooke, dans le but d'offrir aux équipementiers de moteurs une nouvelle technologie économique qui offre l'efficacité des piles à combustible avec la familiarité des moteurs à pistons.Le projet proposé vise à construire un démonstrateur technologique des composants clés qui distinguent ce moteur à haut rendement. Ce moteur fonctionne selon un cycle thermodynamique différent et plus efficace que les moteurs Diesel. Il s'agit d'utiliser des pistons de compression et de détente séparés, avec un échangeur de chaleur en ligne entre eux, qui récupère la chaleur perdue des gaz d'échappement. Le piston de détente fonctionne sans huile, ce qui lui permet d'atteindre des températures de fonctionnement en régime permanent beaucoup plus élevées. Un nouveau mélangeur de carburant permet une combustion efficace à faibles émissions dans le cylindre de détente. Ce moteur est bien adapté à l'industrie du transport routier lourd.Le moteur qui sera construit au cours de l'année prochaine servira de démonstrateur de la capacité du piston de détente à fournir une puissance propre et efficace. L'objectif est d'attirer de grands fabricants d'équipement d'origine (OEM) de moteurs pour les prochaines étapes de développement. La propriété intellectuelle sur les composants clés, c'est-à-dire le piston et le cylindre de détente, le piston de compression à tête transversale et le mélangeur de carburant, sera concédée sous licence à l'OEM.