Закись азота – свойства и особенности установки
Закись азота является одним из дешевых и эффективных способов повышения кратковременного термического КПД двигателя автомобиля.
История
В качестве увеличения мощности мотора закись азота стала применяться еще в прошлом веке на соревнованиях по воздухоплаванию на «этажерках». Новая эра использования смеси наступила в 70-х годах 20-го века, когда компанией «Nitrous Oxide systems» была предложена вниманию автолюбителей универсальная система подачи топлива. В настоящее время примером использования N20 является американский дрегстер, система которого рассчитана на 50 л.с.
Сложно поверить, но еще во времена наших прадедушек использовалась закись азота для авто
Состав и свойства
Закись азота представляет собой химический элемент N2O газовой консистенции с приятным запахом. Он не вступает в реакцию с водой, щелочами и кислотами, не окисляется под воздействием кислорода. При t=500°С распадается на обратимые составляющие элементы 2N2 + 2O, поддерживает горение и выступает в роли сильного окислителя.
В качестве топлива закись азота смешивается с топливовоздушной смесью и подается в цилиндр. При сжатии происходит воспламенения топливовоздушной смеси, N2O разлагается на кислород и азот, высвобождая атомарный кислород, необходимый для сжигания топлива. Следует отметить, что в данном случае азот служит антидетонатором, не позволяет топливу гореть лавинообразно.
Видео о размышлениях на тему закиси азота
Как храниться
Газ хранится в сжиженном состоянии в баллонах. При нагревании газ расширяется и кипит, вырабатывая холод. При работе двигателя газ переходит в кристаллическое состояние и работает в качестве интеркулера в надувных двигателях.
Тепловоздушная смесь, которую содержит баллон закиси азота, сгорает более эффективно при оптимальном соотношении окислителя и топлива. Если в нем процент содержания окислителя выше, то происходит «обеднение» смеси, двигатель перегревается и происходит детонация. При увеличении процента закиси азота или ее использовании без дополнительного топлива возникают помехи в работе мотора, он глохнет.
Виды
Независимо от агрегатного состояния смеси топливная установка закиси азота может быть «сухой» или «мокрой». «Сухая» система стоит дешевле, она проста в эксплуатации. При ее использовании N2O подается через форсунку в коллектор. В качестве дополнительного топлива могут быть использован спирт или другие горючие газы. Система реагирует только на включение и выключение, что является отрицательным моментом, так как зачастую возникают сбои в процессе непрерывной подачи смеси.
Готовая к монтажу система закиси азота
«Мокрая» система закиси азота требует наличия отдельной форсунки, предупреждающей возникновение детонации и позволяющей увеличить показатели впрыска смеси. В качестве дополнительного топлива могут быть использованы спирты, бензин или горючие газы с высоким октановым числом. Для стабильной работы двигателя количество дополнительного топлива должно соответствовать соотношениям:
- если доптопливом является бензин — 8.5:1;
- если доптопливом является спирт – 6:1.
Следует отметить, что отечественный баллон закиси азота содержит только чистую, «медицинскую» смесь. На территории России она производится на предприятиях «Череповецкий азот», в Украине смесь поставляется заводами «Стиролбиофарм» и «Техногаз». Медицинская закись азота предназначена для наркоза при хирургических операциях. Техническая смесь N2O производится только в Америке.
Характеристики
Эффективная работа газовой смеси от «правильной» системы турбонаддува. Чтобы понять суть сказанного, можно рассмотреть несколько вариантов систем. Основное внимание необходимо уделить конструкции баллона для закиси азота. Емкости американского производства выполнены из алюминия, они красивее и легче, но их стоимость достаточно высока за счет наличия в баллоне специальной трубки, достающей до дна емкости.
Отечественный баллон закиси азота имеет короткую трубку, так как для медицинских целей требуется смесь в газообразном состоянии. При использовании закиси азота в автомобиле, баллон следует устанавливать в перевернутом положении, краном вниз. Специальная наклейка, прикрепленная на баллоне, должна находиться вверху.
Закись азота является идеальным веществом, которое не только увеличивает мощность двигателя, но и помогает бороться с детонацией.
Как работает
Газообразная N2O через специальный армированный, нейлоновый шланг или металлическую трубку поступает из баллона к соленоиду (электрическому клапану). Диаметр шланга рассчитывается таким образом, чтобы один его конец был уже другого, что в процессе эксплуатации предотвращает преждевременный переход жидкого вещества в газообразное состояние до момента соприкосновения с распылителем.
Соединение толстого проходного сечения трубки с отверстием вентиля на баллоне, а тонкого отверстия с соленоидом и жиклером создает непрерывный поток жидкой смеси вещества, превращающегося в газообразную фракцию. Если система закиси азота содержит расширение, то могут возникнуть очаги промерзания N2O.
В топливной системе двигателя соленоид должен иметь большую мощность, так как в его функцию входит перекрытие потока закиси азота из баллона. В электроклапане не должно быть прокладок, так как они разрушаются от низкой температуры химического вещества. Клапан открывается при помощи тумблера, расположенного не приборном щите в салоне автомобиля, закись азота попадает в двигатель через жиклеры.
Чтобы поступление вещества было равномерным, и система закиси азота увеличивала мощность мотора, необходимо подобрать оптимальный вариант подачи дополнительного вида топлива. При «мокрой» системе дополнительное топливо поступает с топливной рейки инжектора, его давление регулируется клапаном. Дополнительное топливо поступает в коллектор двигателя через жиклеры вместе с закисью азота.
Баллон с закисью азота в автомобиле
Соленоиды подачи N2O и клапаны подачи дополнительного топлива включаются в работу одновременно. В зависимости от подбора оптимального варианта исполнения жиклеров, работа системы закиси азота не нарушается от поступления атмосферного воздуха в двигатель и в значительной мере увеличивает его мощность. Для предупреждения обеднения рабочей смеси, необходимо произвести замену топливного насоса на более мощный.
Особенности
«Сухая» установка закиси азота подает газ в двигатель через жиклеры несколькими способами:
- активация системы с целью увеличения давления топливной смеси в топливной рейке;
- обман ЭБУ мотора имитацией мороза, что позволяет увеличить поступление топлива через форсунки;
Следует отметить, что отечественный баллон закиси азота содержит только чистую, «медицинскую» смесь. На территории России она производится на предприятиях «Череповецкий азот», в Украине смесь поставляется заводами «Стиролбиофарм» и «Техногаз». Медицинская закись азота предназначена для наркоза при хирургических операциях. Техническая смесь N2O производится только в Америке.
Смонтированная установка системы закиси азота
В обычном режиме мотор работает по программе, рассчитанной на атмосферный воздух, но при включении тумблера подачи закиси N2О программа ЭБУ изменяется и топливо поступает в двигатель в большем объеме. Для наглядности можно рассмотреть пример.
При установке в двигатель форсунки с пропуском 132 мл/мин. с использованием «сухой» системы подачи N2O, а также для увеличения мощности мотора на 100 л.с., потребуется замена форсунки на деталь с пропуском топлива до 250 мм/мин. Кроме этого потребуется замена насоса для топлива на устройство с повышенной производительностью, а также прошивка ДПС управления, регулирующего подачу доптоплива.
Чтобы баллон закиси азота имел постоянную температуру, необходимо применение специальной грелки. Подобрав соответствующие жиклеры, можно не переживать по поводу перепадов температуры внешней среды, так как при похолодании давление в баллоне снижается на несколько атмосфер, и мощность двигателя снижается. При высокой температуре внешнего воздуха смесь «обедняется» и может спровоцировать детонацию.
Если на такой автомобиль установить закись азота, то это будет вообще ракета
Современные установки закиси азота имеют усовершенствованную систему, показывающую стабильные параметры. С помощью дополнительного баллона с воздухом, создается постоянное давление N2O без помощи грелки и дозирующих жиклеров. Воздух из баллона проходит через редуктор и поступает в баллон закиси азота, давит на сжиженный газ, обеспечивая постоянное давление независимо от температуры окружающей среды. В более современных системах подачи закиси азота отсутствуют жиклеры, их работу выполняет ЭБУ.
Видео о соревнованиях: Nitro Altezza и Toyota Altezza. Победит ли закись азота?!
Таким образом, при грамотной установке системы закиси азота и при соблюдении всех необходимых мер безопасности, можно добиться существенного увеличения характеристик двигателя без потери качества.