In onze geïndustrialiseerde wereld spelen verbrandingsmotoren en fossiele brandstof nog steeds een enorme rol. Het steeds meer toenemende bewustzijn van de gevaren hiervan met betrekking met het milieu en de eindigheid van de voorraden fossiele brandstoffen leiden wel tot talloze innovaties op het gebied van alternatieven, maar de transitie naar deze alternatieven zal nog vele jaren in beslag nemen. Eén van de meest effectieve manieren om motoren efficiënter te maken ligt in het verbeteren van de verbranding in de cilinders. Core¦Vision, ArenaRed en Dolderman zijn de mening toegedaan hier een nieuwe stap in te kunnen zetten met behulp van een nieuw te ontwikkelen Combustion Pressure Sensor (CPS), welke verschillende nieuwe technologieën combineert om tot betere resultaten te komen. Een haalbaarheidsonderzoek is eerder dit jaar uitgevoerd en een ‘proof of principle’ is aangetoond.
De doelstelling van het project is om een werkzame Combustion Pressure Sensor te ontwikkelen, welke gebruikt kan worden voor het verkrijgen van cruciale data uit het hart van de in werking zijnde motor, namelijk de cilinderkamers. Voorwaarden daarbij zijn dat a. het systeem voordeel biedt door minder brandstofgebruik bij gelijkblijvend geleverd vermogen; b. het voordeel moet leveren met betrekking tot de totale milieubelasting, dus minder uitstoot van CO2, NOx, fijnstof PPM en CH4; c. het gemakkelijk toepasbaar moet zijn, zowel in bestaande (retrofit) als in nieuwe motoren, d. het geschikt moet zijn voor meerdere toepassingsgebieden en sectoren, zoals generatoren en motoren in de scheepvaart, de automotive en de railsectoren en e. het niet kapot mag gaan, betrouwbaar en duurzaam moet zijn.
De drie partners in het project hebben elkaar gevonden vanuit het gemeenschappelijke belang om de CPS te ontwikkelen en vervolgens te vermarkten. Core¦Vision heeft een enorme kennis op het gebied van elektronica- en (embedded) systems-ontwikkeling, meer specifiek van sensortechnologie en micro-elektronica, welke voor de ontwikkeling van de CPS van cruciaal belang is. ArenaRed is al jaren bezig met motormanagement van grote motoren en heeft zeer specialistische kennis over het in detail functioneren van motoren en verbrandingsdruksensoren. Dolderman is specialist op het gebied van scheepsmotoren, zowel inbouw in nieuwe schepen, maar meer nog met renovatie en retrofit projecten. Het bedrijf loopt daarbij voorop waar het gaat om Dual-Fuel systemen.
De te ontwikkelen Combustion Pressure Sensor bevat verschillende octrooieerbare innovatieve componenten. Deze zijn innovatief omdat zij òf een nieuwe combinatie van bestaande technologieën bevatten òf als geheel nieuw zijn te noemen.
1. De technologie om de druk in de verbrandingskamer te meten met behulp van een membraan en lichtintensiteit is op zich niet nieuw, maar wel in combinatie met twee meetpunten zodat de thermoshock eruit gehaald kan worden. Dit concept is door ArenaRed geoctrooieerd. Er is veel interesse vanuit de markt waarvan er oa. met Mercedes AMG een NDA is ondertekend omdat ze geïnteresseerd zijn als de ontwikkeling succesvol zal zijn. De NDA is bijgesloten in de aanvraag en moet dan ook vertrouwelijk behandeld worden.
2. De geheel nieuwe opstelling die voortkomt uit het toepassen van deze technologieën en materialen vergt ook een innovatieve benadering en eigen algoritmes voor het vertalen van gegevens naar bruikbare informatie, waarmee het motormanagementsysteem gevoed kan worden, om de gewenste resultaten te behalen.
In eerste instantie richt het consortium zich op de retrofit van Caterpillar 3500 motoren. Daarvan staan er circa 400.000 wereldwijd te draaien. De focus ligt op de sector binnenscheepvaart in de Europese Unie. Een gemiddeld binnenvaartschip heeft 2 x 8 cilinders en daarmee behoefte aan 16 druksensoren. Door het grote netwerk van de partners in deze sector is de geprognotiseerde omzet haalbaar. Een interessante markt voor een later moment is de retrofit van dieselgeneratoren. Er zijn bedrijven die ruim dan 2.000 generatoren operationeel hebben, een markt met grote potentie.
Het hier beschreven project sluit aan bij de topsector HTSM. In de topsector Hightech Systemen en Materialen (HTSM) is sprake van zeventien verschillende aandachtsgebieden, waarvoor roadmaps zijn ontwikkeld. In twee daarvan, Roadmap Embedded Systems en Roadmap Automotive zien we voldoende aandachtspunten, waar dit project op aansluit. De in de roadmaps genoemde thema’s corresponderen met de te ontwikkelen hard- en software combinatie, de CPS.