Закис азоту.

Дана стаття не є інструкцією до дії, автор навмисне не приводить жодних практичних викладень. Це просто теорія, всі ваші дії - це тільки ваше рішення. Автор не несе ніякої відповідальності за результати ваших експериментів. Однак, правильно зібрана система ніякої шкоди двигуну не принесе.

Закис азоту


Дана стаття не є інструкцією до дії, автор навмисне не приводить жодних практичних викладень. Це просто теорія, всі ваші дії - це тільки ваше рішення. Автор не несе ніякої відповідальності за результати ваших експериментів. Однак, правильно зібрана система ніякої шкоди двигуну не принесе.


Поголос людська:


Напевно перше, що приходить в голову людині при фразі "форсування двигуна & rdquo ;, це турбіна і, звичайно ж, "закис" або як іноді її називають - «нитрос». Даний вид форсування оповитий стереотипами, забобонами; навіть ті, хто встановлював її собі, не завжди віддають собі звіт у тому, що ж вони роблять і як воно працює, а вже ті, хто подивився трешевий фільм, на кшталт "The Fast and the Furious 1/2/3 ", тим більше впевнений, що закис вибухає (При тому, що вона не горить). Однак найчастіше навіть один вид балона в багажнику приводить деяких особистостей у забобонний трепет. При цьому 99% упевнені, що від цього мотор швидко вийде з ладу, вибухне, "розгубить клапана" і т.д. на ваш вибір. Але на питання "чому ж?", Звичайно не можуть дати скільки небудь зрозумілої відповіді. А без розуму, як відомо, можна і ... кхм ... стовп погнути.


Аксіома:


Закис азоту - найдешевший, швидкий і ефективний спосіб підвищити термічне ККД і потужність двигуна, правда короткочасно.


Історія:


Оксид азоту (закис азоту) як інгаляційного наркозу використовується і до цього дня починаючи з середини 19века. Вдихання суміші цього безбарвного із слабким приємним запахом газу з повітрям викликає короткочасний стан схоже з сп'янінням (Названий звеселяючим газом англійським хіміком Х. Деві, який, вивчаючи на собі дію закису азоту (1799), виявив в початковій фазі збудження, що супроводжується сміхом і безладними рухами тіла , в подальшому - втрату свідомості.). Як спосіб збільшення потужності застосування закису веде історію ще з 1912 року, коли на авіасоревнованіях «Кубок Шнайдера» деякі пілоти встановлювали на своїх етажерках криогенні балони з оксидом азоту - ось вам і тюнінг. Бойове хрещення системи подачі закису пройшли під час Другої світової, коли німецькі конструктори першими на деяких модифікаціях FW-190 штатно використовували дане з'єднання, що дозволяло короткочасно піднімати потужність авіаційних моторів в півтора-два рази і давати перевагу в повітряному бою. Проте в авіації незабаром запанувала епоха реактивних двигунів і про закис забули. А згадали про неї якраз тюнери автомобілів в 70-і роки. Нова ера почалася з кустарних і не надійних систем уприскування закису, звідки і пішли чутки про вибухонебезпечності. І ось вже в 1978 році американська компанія «Nitrous Oxide systems» вперше запропонувала всім автолюбителям універсальну систему подачі N20. Потім були ZEX, Edelbrock і інші фірми, але сенс був саме в промисловому масштабі і затребуваності даної продукції. Зараз нонсенсом вважається американський дрегстер на якому не встановлено системи хоча б на 50 сил.


Хімія:


Закис азоту N2O - безбарвний газ із слабким приємним запахом і солодкуватим смаком.


Щільність при 0 ° С і 101 325 н/м2 (760 мм рт. ст.) 1,9804 кг/м3, tкип - 89,5 ° С , tпл - 102,4 ° С.


Хімічно N2O з водою, розчинами кислот і лугів не реагує, киснем не окислюється.


Вище 500 ° ; C розкладається: 2N2O = 2N2 + 2O; тому при підвищених температурах діє як сильний окислювач і підтримує горіння. (Звернемо на це увагу)


Принцип дії системи:


1. N2O подається в циліндр, вже перемішана з паливоповітряної сумішшю. При стисканні і займання паливоповітряної суміші закис азоту розкладається на азот і кисень (2N2O-> 2N2 +2 O) під впливом температури (~ 350C). У результаті вивільняється атомарний кисень, який дозволяє окислити (спалити) додаткову кількість палива. Кисню, що міститься в N2O, в 1.6 рази більше, ніж у повітрі (за масою).


2. Крім того, азот, який так само вивільняється, працює як антидетонатор, не даючи процесу горіння йти лавиноподібно.


3. Закис зберігається в балоні в зрідженому стані. Вивільняючись при расжіреніі, починає кипіти, різко охолоджуючись. А оскільки Тпл і Т кип поряд, то, ледве скипівши, замерзає і переходить в твердий стан і летить далі у вигляді кристалів (снігу). Стрімко відбираючи тепло у навколишнього середовища, система працює як інтеркулер на наддувних двигунах (різке зниження температури суміші в колекторі дає збільшення потоку паливоповітряної суміші і, власне, щільності заряду).


Важливо:


Топлівновоздушная суміш згоряє максимально ефективно при певному співвідношенні палива і окислювача (стехиометрическое ставлення - таке співвідношення палива й окислювача, при якому дана суміш згоряє повністю і без залишку) необхідного для даного типу палива. Якщо ми додаємо більше окислювача, то необхідно пропорційно подавати більше палива, інакше суміш неминуче обеднятся, буде перегрів двигуна, детонація, яка, до слова, у випадку з закисом дуже небезпечна: пара "хороших стукотів" і наприклад поршень цілком може втратитися кілець з перегородками або ми побачимо «руку дружби» у вигляді зламаного шатуна в дірі блоку циліндрів. У той же час, подача закису без доптопліва взагалі дасть легку надбавку, можливо навіть без детонації, а при збільшенні дози оной і при появі детонації мотор почне "тупити" і глухнути.


Системи:


І раз ми зачепили додаткове паливо, то непогано розібратися з типами систем.


Основний підрозділ йде на системи подачі N2O в циліндри в газоподібному або рідкому вигляді . Перші системи більш прості і малопотужні (до 50сіл в залежності від обсягу двигуна), їх якраз і випускають багато фірм. Не розумію тільки за що вони беруть такі гроші за балон, пару метрів шланга і проводів з кнопкою, але це справа престижу і бренду.


Другі ж серйозні, призначені вони для підвищення потужності в рази, коштують значно дешевше, простіше в реалізації і схемотехніці і надійні.


В основі своїй розмова піде про другому типі систем як найбільш прийнятному для російського серця : раз грати, то по повній, нам же не потрібні напівзаходи. Хоча при правильній побудові і налаштуванні, а ми будемо говорити про власноручне виготовленні, мотор проживе достатньо довго.


Далі системи діляться на "сухі" і "мокрі" незалежно від агрегатного стану закису азоту подається в колектор.


"Суха" система є найдешевшою і простий, закис подається одною форсункою в колектор, якість суміші регулюється можливостями карбюратора або штатних мізків і форсунок і говорити про доптопліве у вигляді спиртів або газів немає можливості (зрозуміло, якщо тільки вони не є основним паливом). Система некерована, її можна тільки включити і вимкнути. Є шанс вийти за межі штатних можливостей паливоподачі та збіднити суміш, що не є добре для мотора.


"Мокра" система, в якій закис подається як і в «сухий», але додатково відбувається подача палива з допомогою окремої форсунки, що дозволяє уникати появи детонації і досягти максимальних показників для цього типу уприскування. Подача може здійснюватися з додаткового бака механічно. Є можливість використовувати в якості доптопліва бензини, спирти і навіть гази з вищим октановим числом.


Окрема пісня це багатоточковий уприскування або direct port. Закис впорскується в кожний циліндр в безпосередній близькості від впускного клапана. Більш точна і правильна система.


Як і домовилися, подачу закису газом далі взагалі розглядати не будемо. Хоча ні, обгрунтувати все-таки це потрібно. Газ сам по собі займає обсяг, зайвий простір в циліндрі. Є різниця, пропхнути 1см3 рідини або 1см3 газу? А скільки в підсумку газу опиниться в циліндрі? У випадку з рідиною - більше. Це раз. По-друге, рідина при нагріванні починає кипіти, відбираючи тепло у деталей КС, поршнів, циліндрів. Хімія ... Сподіваюся, тепер менше будуть упиратися рогом, доводячи, що газова подача закису це суперправільно, а "рідина вбиває мотор".


Так як у звичайній однорівневої системи в одиницю часу надходить одне і те ж кількість газу, то і приріст потужності завжди буде однаковим при одному і тому ж кол-ве газу, що надходить в колектор. АЛЕ.


Нехай за 1с в колектор надходить 14гр закису (жиклер 0.7мм). при цьому обороти двигуна рівні 6000об/мін. Тоді кількість тактів всмоктування одно Tвсас = 200 тактів всмоктування в секунду, тоді в кожен циліндр потрапляє 14гр/200 = 0,07 гр за один такт. При цьому надбавка крутного моменту буде, приміром, Х. Якщо обороти будуть, приміром, 600об/мін (холостий хід), то за один такт всмоктування в циліндр буде всмоктуватися 14гр/20 = 0,7 гр. І надбавка моменту буде вже не Х, а 10Х !!!!!!! Таким чином, збільшення потужності буде однаковою, а ось надбавка крутного моменту обернено пропорційна оборотів двигуна. Саме тому необхідно включати закис тільки після певних оборотів, інакше це може призвести до поломки поршнів, шатунів або коленвала. Другий міф - про вибухають двигунах. Як відомо, без розуму можна і ... щось зламати. Адже можна подати у двигун 20гр/сек, а можна 120гр/сек. При цьому мотор не встигне розвинути навіть критичного для нього крутного моменту - його вб'є детонація. Тому необхідно розрахувати необхідний потік закису. Для цього використовується тарування жиклер, встановлений після (фактично відразу на ньому) електромагнітного клапана. У залежності від діаметра жиклера змінюється кількість закису, що проходить в одиницю часу через магістраль. Жиклер повинен бути ретельно підібраний і, в залежності від його діаметра, повинно бути підібрано кількість доптопліва, що надходить у двигун, зокрема, для "сухої" системи. Дослідним шляхом встановлено, що вивірений, пролита жиклер 0.7мм дав витрата закису 14гр/сек при тиску 52атм.


У загальному випадку, Додаткова потужність, при використанні закису (у л.с.), при тиску 52атм. = D ^ 2 * const, де const = 70, а D = діаметр жиклера


насправді все дуже сильно залежить від способу доставки закису, її якості; від того, наскільки вона встигла випаруватися , від кол-ва доптопліва, його октанового числа. Але в середньому, при 40гр/сек надбавка виходить у районі 100сіл. Потрібно щоб жиклер був ДУЖЕ тчательно підібраний, пролито, а закису повинна подаватися рідкої, газ це вже не те.


Кількість доптопліва (бензину), яке повинно поступати в двигун повинно мати співвідношення 8.5:1 , якщо протягом п'яти років це бензин і 6:1 якщо спирт.


Чи зашкодить закис двигун?


Сенс у тому, що необхідно підбирати конкретний тип і рівень закису під кожен конкретний двигун. Стандартні деталі мають деякий запас міцності, але якщо його перевищити, то самі понімате ... Для більшої ефективності потрібно покращувати КШМ, впуск/випуск і т.д.


Скільки додасться "кобил"?


Все залежить від вашого двигуна, типу системи, коліс, КПП і т.д.


на сколці вистачає балона?


Знову ж таки, все залежить від того, як ви побудували закис . Ви легко все можете порахувати самі виходячи з таблиці.


Коли найкраще включати?


Тільки з відкритим дроселем після 3000 об/хв.


Доведеться переробляти мій карбюратор/перепрошивати ЕБУ?


Ні, система подачі закису зі своєю системою приготування топлівнозакісной суміші.


Звичайно, якщо у вас не "суха" система.


Закис горить/вибухає?


Ні, закис не горить сама по собі. Однак, кисень, що міститься в закису дозволить згоряти більшій кількості палива.


Пошкоджує чи закис каталізатор/катколлектор?


Ні, кілька зросле вміст кисню у вихлопі збільшить ефективність каталізатора, а зрослі температури будуть тільки протягом 15-20сек, що не критично.


Які распредвали краще використовувати з закисного системами?


Це індивідуально.


Автори: Лаврентій "Pugnator" Іванов, Андрій "Oxygen" Кушпель, Ілля "Dr.Barlog" Батеміров

Джерело: http://www.avtoff.ru