Teknik utvecklad vid University of Waterloo ökar på ett tillförlitligt och prisvärt sätt effektiviteten hos förbränningsmotorer med mer än 10 procent.

Produkten av ett decennium av forskning, detta patenterade system för att öppna och stänga ventiler kan avsevärt minska bränsleförbrukningen i allt från oceangående fartyg till kompakta bilar.

"Denna metod har potential att ta med de väletablerade fördelarna med ett helt variabelt ventilsystem ut ur labbet och in i produktionsmotorer eftersom kostnad och komplexitet inte är några problem, sa Amir Khajepour, professor i mekanik- och mekatronikteknik vid Waterloo.

Inlopps- och avgasventiler i förbränningsmotorer styrs vanligtvis av kammekanismer som inte tillåter att tidpunkten för deras öppning och stängning varieras.

Tekniken som utvecklats av Waterloo-forskare ersätter kammar med hydraulcylindrar och roterande hydraulventiler som möjliggör helt variabel tidtagning när hastigheten och vridmomentet för en motor ändras.

Denna förmåga att specifikt tajma öppning och stängning av ventiler i enlighet med motordrift är en nyckel till att öka bränsleeffektiviteten, minska både kostnader och utsläpp av växthusgaser.

"Om du tänker på en idealisk lösning, det är för att göra ventilens rörelse helt kontrollerbar, sade Khajepour, som också är Canada Research Chair och chef för Waterloo's Mechatronic Vehicle Systems Lab. "Det ger dig oändliga alternativ att arbeta med."

Även om andra system för att variera ventiltider redan finns, de är begränsade till användning i experimentella motorer i laboratorier på grund av deras höga kostnad och komplexitet.

Tekniken som utvecklats och testats på Waterloo är mycket enklare och mycket billigare, banar väg för dess användning i motorer för kraftgenerering, gruvfordon, lastbilsindustrin och en mängd andra applikationer, inklusive konsumentbilsmarknaden.

Khajepour sa en prisvärd, en pålitlig metod för att variera ventiltider i förbränningsmotorer kan avsevärt minska vårt koldioxidavtryck under övergången till renare elektriska drivlinor under de närmaste decennierna.

"Vi borde enkelt kunna förbättra effektiviteten med över 10 procent, vilket är betydelsefullt, " han sa.

Studien om optimering av det hydrauliska variabla ventilsystemet, som bygger på forskning som började 2008, dyker upp i journalen Mekatronik .