[silnik benzyna] Podtlenek azotu w aucie

[holcu]

Pierwsze wykorzystanie w maszynach silnikowych podtlenku azotu miało miejsce, jak pewnie większość się domyśla, podczas II Wojny Światowej. To właśnie wtedy zauważono niesamowite właściwości tej substancji przy zwiększaniu mocy wojskowych samolotów lotniczych Messerschmitt BF 109. Szczególne warunki pracy tych maszyn, zmusiły inżynierów do wymyślenia czegoś, co pomogłoby pracować samolotom w niesprzyjających dla nich warunkach, tj. w bardzo rozrzedzonym powietrzu. Brak tlenu oraz chęć podniesienia osiągów samolotów przyczyniły się do wykorzystania tego gazu. Po wojnie w Stanach Zjednoczonych wykorzystywano go do zwiększenia mocy aut podczas wyścigów samochodowych, jednak proceder ten został zakazany przez amerykańska organizację wyścigów samochodowych NASCAR. Obecnie podtlenek azotu jest popularną formą tuningu samochodu, pozwala na chwilowe zwiększenie mocy silnika samochodu. Jednak przy nieodpowiednim montażu i używaniu może doprowadzić do trwałych i nieodwracalnych uszkodzeń w silniku.

 

Gaz rozweselający

 

Podtlenek azotu to N2O, czyli w jednej cząsteczce tego gazu występują dwa atomy azotu i jeden atom tlenu. Gaz ten jest niepalny, posiada słabą woń i delikatnie słodkawy smak. Pod koniec XVIII wieku odkryto jego działanie na organizm człowieka, w małych dawkach wprawia on w euforię oraz uśmierza ból. Ze względu na swe właściwości nazywany jest gazem rozweselającym i jest wykorzystywany w anestezjologii, jako składnik znieczulenia ogólnego. Dodatkowo możemy odnaleźć go w bitej śmietanie w spreju. Widać, że gaz ten ma szerokie zastosowanie, jednak nas interesują jego właściwości oddziaływania na moc silnika.

 

N2O daje kopa

 

W związku ze swoimi właściwościami chemicznymi, zawiera on więcej tlenu niż powietrze atmosferyczne. W podtlenku azotu znajduje się aż 36 procent tlenu, o kilkanaście więcej niż w powietrzu. Dodatkowo podtlenek azotu jest gazem silnie skondensowanym, stąd wynika dodatkowa cenna cecha tego gazu, ma większą zawartość przy mniejszej objętości, stąd przy tej samej objętości tlenu jest w nim o 2,3 razy więcej niż w powietrzu. W temperaturze pokojowej jest gazem obojętnym, jednak w momencie podgrzania go do ok. 200 stopni Celsjusza, następuje rozdzielenie zawartego w nim tlenu i azotu oraz uwolnienie dużej dawki energii. I te cechy nadtlenku azotu zostały wykorzystane w konstrukcji układu, którego celem jest zwiększenie mocy samochodu. Wykorzystano właściwości gazu rozweselającego jako chemicznej turbosprężarki. Nadtlenek azotu trafia do cylindrów i tam, w wysokiej temperaturze, dochodzi do jego rozpadu na tlen i azot. Podnosi ciśnienie oraz zapewnia większą zawartość tlenu w mieszance dostarczanej do cylindrów silnika

. A czym więcej tlenu, tym więcej spalonego paliwa i wytworzonej energii. Moc silnika, jak powszechnie wiadomo, zależy bowiem od ilości spalonego paliwa w jednostce czasu. Dodatkowo nadtlenek azotu dostarczany jest do silnika w stanie ciekłym i powoduje on ochłodzenie wprowadzanej mieszanki. A czym niższa temperatura tym więcej mieszanki może wejść do cylindrów. Wszelkie metody zwiększenia mocy silnia opierają się na dostarczeniu do silnika samochodu większej ilości tlenu. Działanie turbosprężarki czy kompresora właśnie na tym się opiera, podobnie działa też podtlenek azotu. Istniej kilka możliwości dostarczenia gazu do cylindrów. Jeden z nich to tzw. mokry wtrysk podtlenku polega na wymieszaniu gazu z benzyną bezpośrednio przed jego wejściem do cylindra. Drugi to tzw. suchy wtrysk podtlenku to dostarczenie go wraz z powietrzem dolotowym. Najlepszym rozwiązaniem jest jednak dostarczanie go bezpośrednio do cylindra. Podkreślić należy fakt, że aby cały system dobrze pracował, to prócz zwiększonej dawki tlenu, należy dostarczyć proporcjonalnie więcej paliwa. I tu możliwości jest kilka: poprzez wydłużenie czasu otwarcia wtryskiwaczy, montaż dodatkowego wtryskiwacza paliwa etc.

 

Wady układu wtrysku tlenku azotu

 

Brak wystarczającej ilości dostarczanego paliwa, spowoduje bardzo szybki

wzrost temperatury w silniku. Co doprowadzić może do nieodwracalnych uszkodzeń silnika. Dlatego tak ważne jest przy montażu instalacji wtrysku nadtlenku azotu jest odpowiednie i prawidłowe jego wyregulowanie.

 

Dodatkowo jest to przeróbka bardzo kosztowna w utrzymaniu. W związku z tym, że przy zwiększaniu mocy auta, potrzebne są duże ilości tego gazu, wykorzystuje się układ tylko raz na jakiś czas. Pięciokilowa butla gazu wystarczy na maksymalnie kilkadziesiąt sekund „polepszonej” jazdy. Cena kilograma gazu wynosi ok. 55 zł. Łatwo obliczyć, że kilkadziesiąt sekund świetnych osiągów kosztować będzie ponad 270 zł.