Что такое закись озота

Закись азота
Эта статья не инструкция к действию, автор нарочно не приводит никаких практических выкладок. Это просто теория, все ваши действия лишь ваше решение. Автор не несет никакой ответственности за результаты ваших опытов. Хотя, верно собранная система вреда двигателю не принесет.

Молва людская:

Наверняка I-е, что приходит в голову человеку при фразе форсирование мотора, это турбина и, естественно, закись или как порой её называют нитрос. Данный вид форсирования окутан стереотипами, предрассудками; даже те, кто устанавливал её себе, не во всех случаях отдают себе отчет в том, что же они делают и как оно работает; а уж те, кто поглядел трешевые фильмы, вроде The Fast and the Furious 1/2/3, тем паче уверен, что закись взрывается (При том, что она не горит). Хотя чаще всего даже 1 вид баллона в багажнике приводит некоторых личностей в суеверный трепет. При этом 99 процентов уверены, что от этого двигатель с высокой скоростью выйдет из строя, взорвется, растеряет клапана и т.д. на ваш выбор. Однако на вопрос отчего же?, как правило не могут дать сколь нибудь вразумительного ответа. А без ума, как видно, возможно и кхмстолб погнуть.

Неоспоримая истина:

Закись азота наиболее дешевый, эффективный и быстрый метод увеличить термическое КПД и мощь мотора, правда кратковременно.

История:

Оксид азота (закись азота) в качестве ингаляционного наркоза используется и по сегодняшний день начиная с середины 19века. Вдыхание смеси этого бесцветного со слабым приятным запахом газа с воздухом вызывает кратковременное состояние схожее с опьянением (Назван веселящим газом британским химиком Х. Дэви, который, изучая на себе воздействие Закиси азота (1799), обнаружил в начальной фазе возбуждение, сопровождающееся смехом и беспорядочными телодвижениями, в последующем потерю сознания.). Как метод увеличения мощности использование закиси ведет историю ещё с 1912 г., когда на авиасоревнованиях Кубок Шнайдера кое-какие пилоты устанавливали на своих этажерках криогенные баллоны с оксидом азота вот вам и тюнинг. Боевое крещение системы подачи закиси прошли в ходе II-й мировой, когда немецкие конструкторы I-ми на некоторых модификациях FW-190 штатно использовали данное соединение, позволявшее кратковременно поднимать мощь авиационных моторов в 1,5-дважды и давать преимущество в воздушном бою. Хотя в авиации в скором времени воцарилась эпоха реактивных двигателей и про закись позабыли. А вспомнили о ней как раз тюнеры авто в 70е годы. Новая эра началась с кустарных и не надёжных систем впрыска закиси, откуда и пошли сплетни о взрывоопасности. И тут уже в 1978 г. американская компания Nitrous Oxide systems в первый раз предложила всем автолюбителям универсальную систему подачи N20. Позже были ZEX, Edelbrock и прочие компании, однако смысл был именно в промышленном масштабе и востребованности данной продукции. Теперь нонсенсом считается американский дрегстер на коем не установлено системы как минимум на 50 сил.

Химия:

Закись азота N2O бесцветный газ со слабым приятным запахом и сладковатым вкусом.

Плотность при 0°С и 101 325 н/м2(760 миллиметра рт. ст.) 1,9804 килограмма/м3, tкип 89,5°С, tпл 102,4°С.

Химически N2O с водой, растворами кислот и щелочей не реагирует, кислородом не окисляется.

Выше 500°C разлагается: 2N2O = 2n2 + 2o; потому при повышенных температурах действует как сильный окислитель и поддерживает горение. (обратим на это внимание)

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 итоге освобождается атомарный кислород, который позволяет окислить (сжечь) дополнительное число топлива. Кислорода, содержащегося в N2O, в 1.6 раза более, чем в воздухе (по массе).

2. Помимо того, азот, который так же освобождается, 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 т.к. Тпл и Ткип рядышком, то, едва вскипев, замерзает и переходит в твердое состояние и летит далее в виде кристаллов (снега). Быстро 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 в максимальной степени эффективно при определенном соотношении топлива и окислителя (стехиометрическое отношение такое соотношение топлива и окислителя, при коем эта смесь сгорает целиком и без остатка) требуемого для данного типа топлива. Если мы добавляем более окислителя, то требуется пропорционально подавать более топлива, иначе смесь неминуемо обеднится, будет перегревание мотора, которая, детонация, к слову, в случае с закисью весьма опасна: парочка неплохих стуков и например поршень весьма 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, вероятно даже без детонации, а при увеличении дозы оной и при появлении детонации двигатель начнет тупить и глохнуть.

Системы:И раз мы затронули дополнительное топливо, то хорошо разобраться с типами систем. Главное отделение идёт на системы подачи N2O в цилиндры в газообразном или жидком виде. I-е системы более просты и маломощны(до 50сил в зависимости от объёма мотора), их как раз и выпускают многие компании. Не понимаю лишь за что они берут подобные денежные средства за баллон, пару м шланга и проводов с кнопкой, однако это дело престижа и бренда. Вторые же серьёзны, предназначаются они для повышения мощности в разы, стоят серьезно дешевле, легче в реализации и схемотехнике и надежны. В основе собственной диалог пойдёт о II-м типе систем как максимально приемлемом для русского сердца: раз играть, то до отвала, нам же не нужны полумеры. Впрочем при правильной настройке и постройке, а мы будем говорить о собственноручном изготовлении, двигатель проживёт довольно долго. Дальше системы делятся на сухие и мокрые независимо от агрегатного состояния закиси азота подаваемой в коллектор. Сухая система является самой простой и дешёвой, 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 (конечно же, если лишь они не являются основным топливом). Система неуправляема, её возможно лишь включить и отключить. Есть шанс выйти за пределы штатных возможностей топливоподачи и обеднить смесь, что не есть неплохо для двигателя. Мокрая система, в которой закись подаётся тоже как в сухой, однако дополнительно случается подача топлива при помощи отдельной форсунки, что позволяет избегать возникновения детонации и достичь максимальных показателей для этого типа впрыска. Подача может осуществляться из дополнительного бака механически. Есть возможность применять в качестве доптоплива бензины, спирты и даже газы с большим по высоте октановым числом. Отдельная песня это многоточечный впрыск или direct port. Закись впрыскивается в любой цилиндр в непосредственной близости от впускного клапана. Более правильная и точная система. Как и договорились, подачу закиси газом дальше вообще рассматривать не будем. Впрочем нет, обосновать все-таки это требуется. Газ сам по себе занимает объем, лишнее пространство в цилиндре. Есть разница, пропихнуть 1см3 жидкости или 1см3 газа? А сколько в результате газа окажется в цилиндре? В случае с жидкостью более. Это раз. Во-вторых, жидкость при нагревании начинает кипеть, отбирая тепло у деталей КС, поршней, цилиндров. Химия Надеюсь, сейчас менее будут упираться рогом, доказывая, что газовая подача закиси это суперправильно, а жидкость убивает двигатель. Так как в обычной одноуровневой системе в единицу времени поступает одно и то же число газа, то и прирост мощности постоянно будет одинаковым при одном и том же кол-ве газа, поступающего в коллектор. ОДНАКО. Пускай за 1с в коллектор поступает 14гр закиси (жиклер 0.7мм). при этом обороты мотора равны 6000об/мин. Тогда число тактов всасывания равно Tвсас = 200 тактов всасывания в сек., тогда в любой цилиндр попадает 14гр/200=0,07гр за 1 такт. При этом прибавка крутящего момента будет, например, Х. Ежели обороты будут, например, 600об/мин (холостой ход), то за 1 такт всасывания в цилиндр будет всасываться 14гр/20=0,7гр. И прибавка момента будет уже не Х, а 10х!!!!!!! Т.о., прибавка мощности будет одинаковой, а вот прибавка крутящего момента обратно пропорциональна оборотам мотора. Потому требуется включать закись лишь после конкретных оборотов, иначе это может привести к поломке поршней, шатунов или коленвала. II-й миф о взрывающихся двигателях. Как видно, без ума возможно инечто сломать. Ведь возможно подать в мотор 20гр/сек, а возможно 120гр/сек. При этом двигатель не успеет развить даже критического для него крутящего момента его убьет детонация. Потому требуется расчитать нужный поток закиси. Для этого используется тарированый жиклер, установленный после (буквально тут же на нем) электромагнитного клапана. В зависимости от диаметра жиклера меняется число закиси, проходящей в единицу времени ч/з трасса. Жиклер должен быть тщательно подобран и, в зависимости от его диаметра, должно быть подобрано число доптоплива, поступающего в мотор, в т.ч., для сухой системы. Опытным путем установлено, что вывереный, пролитый жиклер 0.7мм дал расход закиси 14гр/сек при давлении 52атм. В общем случае, Добавочная мощь, при использовании закиси (в л.с.), при давлении 52атм. = D^2*const, где const = 70, а D = диаметр жиклера в действительности все весьма зависит от метода доставки закиси, её качества; от того, насколько она успела испариться, от кол-ва доптоплива, его октанового количества. Однако в среднем, при 40гр/сек прибавка получается в районе 100сил. Требуется чтоб жиклер был ВЕСЬМА тчательно подобран, пролит, а закиси обязана подаваться жидкой, газ это уже не то. Число доптоплива (бензина), которое должно поступать в мотор должно иметь соотношение 8.5:1, елси это бензин и 6:1 если спирт. Повредит ли закись мотор? Смысл в том, что требуется выбирать конкретный тип и уровень закиси под любой конкретный мотор. Стандартные детали имеют некий запас прочности, однако если его превысить, то сами понимате Для большей эффективности требуется улучшать КШМ, впуск/выпуск и т.д. Сколько добавится кобыл? Все зависит от вашего мотора, типа системы, колес, КПП и т.д. На сколко хватает баллона? Вновь, все зависит от того, как вы построили закись. Вы без труда все можете посчитать сами отталкиваясь от таблицы. Когда отлично включать? Лишь с открытым дросселем после 3000 об/мин. Будет нужно переделывать мой карбюратор/перепрошивать ЭБУ? Нет, система подачи закиси со собственной системой приготовления топливнозакисной смеси. Естественно, если у вас не сухая система. Закись горит/взрывается? Нет, закись не горит сама по себе. Хотя, кислород, содержащийся в закиси позволит сгорать большему количеству топлива. Повреждает ли закись катализатор/катколлектор? Нет, несколько возросшее содержание кислорода в выхлопе увеличит эффективность катализатора, а возросшие температуры будут лишь на протяжении 15-20сек, что не критично.