Закись Азота. Ознакомление.

День добрый. В добавок ко вчерашнему посту решил описать еще один способ увеличения мощности вашего авто, правда временного увеличения мощности.

Возможно не все знали, НО Оксид азота (закись азота) используется в качестве ингаляционного наркоза начиная с середины 19века. Вдыхание смеси этого бесцветного со слабым приятным запахом газа с воздухом вызывает кратковременное состояние схожее с опьянением (Назван веселящим газом английским химиком Х. Дэви, который, изучая на себе действие Закиси азота (1799), обнаружил в начальной фазе возбуждение, сопровождающееся смехом и беспорядочными телодвижениями, в последующем — потерю сознания.).

Но речь пойдет не об этом.

Использование закиси азота (N2O) как средства для улучшения технических характеристик, было отмечено ещё во Второй мировой войне, где оно использовалось, для того, чтобы дать авиации союзников возможность улучшения ситуации при "критическом положении" самолета, как в скорости полёта, так и в высотных показателях. Однако, с появлением реактивного двигателя в конце Второй Мировой Войны, интерес правительств к поршневым самолетам уменьшился, и по большому счёту, исследования возможностей закиси азота были отложены.

Предпринимались попытки использования закиси азота в гоночных автомобилях в течение нескольких следующих десятилетий, но, поскольку это была закрытая отрасль исследований, не слишком много людей знало о ее существовании.

Наконец, в 1970-ых, исследования возможностей закиси азота "достали с полок". Это была горячая тема для разговоров. Особенно, поскольку многие предприниматели представили на рынок системы, которые в лучшем случае были крайне нестабильны. Это как раз было то время, когда несколько успешных автомобильных техников и гонщиков, таких как Mike Thermos и Dale Vaznaian заметили, что исследования закиси азота имеют право на существование.

В 1978 Mike и Dale зарегистрировали "Nitrous Oxide Systems(NOS), Inc", и тем самым остались в истории. Они не изобретали закись азота - они просто усовершенствовали ее использование и подняли его до доминирующих позиций в отрасли автомобильных технологий.



Важный вопрос с которым следует изначально разобраться это - Зачем устанавливать N2O?

Вы купили машину, которая, как вы думаете, принадлежит к разряду быстрых. И внезапно замечаете, что есть машинки немного более резвые, чем ваша.
Что делать? Продать старую и купить новую? Это решение для некоторых.
Сделать тюнинг двигателя и ходовой? Это решение для других.
Любой тюнинг - это соответствующее капиталовложение. Вы же потратили практически все деньги на покупку, регистрацию и прочую лабуду. И остались сзади.
Что делать? Решение есть - поставить небольшую систему впрыска закиси азота. На обычную машину со стандартным компьютером. На автоматной HONDA RAFAGA с комплектом от ZEX на медицинском баллоне прибавка составила 1.7 сек на 400 метров.
Соблюдая некоторые правила (включать не более 15 сек и затем охлаждать мотор), вы спокойно будете иметь запас по мощности 55-125 лошадиных сил. И в нужное время его применять.
Если соберетесь продавать машину - проблем нет, система без следа демонтируется и легко ставится на другую.

Пошли дальше.

Принцип действия системы:
1. N2O подаётся в цилиндр, уже перемешанная с топливовоздушной смесью. При сжатии и воспламенении топливовоздушной
смеси закись азота разлагается на азот и кислород (2N2O-2N2+2O) под воздействием температуры (~350C). В результате высвобождается атомарный кислород, который позволяет окислить (сжечь) дополнительное количество топлива. Кислорода, содержащегося в N2O, в 1.6 раза больше, чем в воздухе (по массе).
2. Кроме того, азот, который так же высвобождается, работает как антидетонатор, не давая процессу горения идти лавинообразно.
3. Закись хранится в баллоне в сжиженом состоянии. Высвобождаясь при расжирении, начинает кипеть, резко охлаждаясь. А поскольку Тпл и Ткип рядышком, то, едва вскипев, замерзает и переходит в твердое состояние и летит дальше в виде кристаллов (снега). Стремительно отбирая тепло у окружающей среды, система работает как интеркулер на наддувных двигателях (резкое понижение температуры смеси в коллекторе даёт увеличения потока топливовоздушной смеси и, собственно, плотности заряда).

Важно:
Топливновоздушная смесь сгорает максимально эффективно при определенном соотношении топлива и окислителя (стехиометрическое отношение – такое соотношение топлива и окислителя, при котором данная смесь сгорает полностью и без остатка) требуемого для данного типа топлива. Если мы добавляем больше окислителя, то необходимо пропорционально подавать больше топлива, иначе смесь неизбежно обеднится, будет перегрев двигателя, детонация, которая, к слову, в случае с закисью очень опасна: пара “хороших стуков” и к примеру поршень вполне может лишиться колец с перегородками или мы увидим «руку дружбы» в виде сломанного шатуна в дыре блока цилиндров. В то же время, подача закиси без доптоплива вообще даст легкую прибавку, возможно даже без детонации, а при увеличении дозы оной и при появлении детонации мотор начнет “тупить” и глохнуть.

Системы:
И раз мы затронули дополнительное топливо, то неплохо разобраться с типами систем.
Основное подразделение идёт на системы подачи N2O в цилиндры в газообразном или жидком виде. Первые системы более просты и маломощны(до 50сил в зависимости от объёма двигателя), их как раз и выпускают многие фирмы. Не понимаю только за что они берут такие деньги за баллон, пару метров шланга и проводов с кнопкой, но это дело престижа и бренда. Вторые же серьёзны, предназначены они для повышения мощности в разы, стоят значительно дешевле, проще в реализации и схемотехнике и надежны.
В основе своей разговор пойдёт о втором типе систем как наиболее приемлемом для русского сердца: раз играть, то по полной, нам же не нужны полумеры. Хотя при правильной постройке и настройке, а мы будем говорить о собственноручном изготовлении, мотор проживёт достаточно долго.
Далее системы делятся на “сухие” и “мокрые” вне зависимости от агрегатного состояния закиси азота подаваемой в коллектор.
“Сухая” система является самой дешёвой и простой, закись подаётся одной форсункой в коллектор, качество смеси регулируется возможностями карбюратора или штатных мозгов и форсунок и говорить о доптопливе в виде спиртов или газов нет возможности (разумеется, если только они не являются основным топливом). Система неуправляема, её можно только включить и выключить. Есть шанс выйти за пределы штатных возможностей топливоподачи и обеднить смесь, что не есть хорошо для мотора.


“Мокрая” система, в которой закись подаётся также как в «сухой», но дополнительно происходит подача топлива с помощью отдельной форсунки, что позволяет избегать появления детонации и достичь максимальных показателей для этого типа впрыска. Подача может осуществляться из дополнительного бака механически. Есть возможность использовать в качестве доптоплива бензины, спирты и даже газы с более высоким октановым числом.


Отдельная песня это многоточечный впрыск или direct port. Закись впрыскивается в каждый цилиндр в непосредственной близости от впускного клапана. Более точная и правильная система.

Как и договорились, подачу закиси газом далее вообще рассматривать не будем. Хотя нет, обосновать все-таки это нужно. Газ сам по себе занимает объем, лишнее пространство в цилиндре. Есть разница, пропихнуть 1см3 жидкости или 1см3 газа? А сколько в итоге газа окажется в цилиндре? В случае с жидкостью – больше. Это раз. Во-вторых, жидкость при нагревании начинает кипеть, отбирая тепло у деталей КС, поршней, цилиндров. Химия... Надеюсь, теперь меньше будут упираться рогом, доказывая, что газовая подача закиси это суперправильно, а “жидкость убивает мотор”.

Так как в обычной одноуровневой системе в единицу времени поступает одно и то же количество газа, то и прирост мощности всегда будет одинаковым при одном и том же кол-ве газа, поступающего в коллектор. НО.

Пусть за 1с в коллектор поступает 14гр закиси (жиклер 0.7мм). при этом обороты двигателя равны 6000об/мин. Тогда количество тактов всасывания равно Tвсас = 200 тактов всасывания в секунду, тогда в каждый цилиндр попадает 14гр/200=0,07гр за один такт. При этом прибавка крутящего момента будет, к примеру, Х. Ежели обороты будут, к примеру, 600об/мин (холостой ход), то за один такт всасывания в цилиндр будет всасываться 14гр/20=0,7гр. И прибавка момента будет уже не Х, а 10Х!!!!!!! Таким образом, прибавка мощности будет одинаковой, а вот прибавка крутящего момента обратно пропорциональна оборотам двигателя. Именно поэтому необходимо включать закись только после определенных оборотов, иначе это может привести к поломке поршней, шатунов или коленвала. Второй миф – о взрывающихся двигателях. Как известно, без ума можно и...что-то сломать. Ведь можно подать в двигатель 20гр/сек, а можно 120гр/сек. При этом мотор не успеет развить даже критического для него крутящего момента – его убьет детонация. Поэтому необходимо расчитать необходимый поток закиси. Для этого используется тарированый жиклер, установленный после (фактически сразу на нем) электромагнитного клапана. В зависимости от диаметра жиклера изменяется количество закиси, проходящей в единицу времени через магистраль. Жиклер должен быть тщательно подобран и, в зависимости от его диаметра, должно быть подобрано количество доптоплива, поступающего в двигатель, в частности, для “сухой” системы. Опытным путем установлено, что вывереный, пролитый жиклер 0.7мм дал расход закиси 14гр/сек при давлении 52атм.


Спасибо. Надеюсь кому то это было полезно.

главный источник инфы, так же было многое добавлено от себя и по чуть чуть с различных сайтов