Instalacje wtrysku podtlenku azotu

Instalacja wtrysku podtlenku azotu

Nitro, NOS, dopalacz – tak nazywać w zwyczaju mają miłośnicy wyścigów samochodowych magiczny gaz, który natychmiast dodaje silnikowi mocy. My w żadne czary nie wierzymy i dlatego postanowiliśmy wyjaśnić, czym jest podtlenek azotu i dlaczego tak dobrze spisuje się w silnikach samochodowych.

Podtlenek azotu, zwany też tlenkiem azotu (I) lub tlenkiem diazotu, jest bezbarwnym, niepalnym gazem o słabej woni i słodkawym smaku. Jak widać z wzoru sumarycznego (N2O), składa się z atomów azotu i tlenu. To właśnie dzięki jego budowie gaz ten znalazł zastosowanie w silnikach spalinowych już w czasach II wojny światowej. Wtedy to niemieckie firmy lotnicze wymyśliły wtrysk podtlenku azotu do silników samolotowych, aby zrekompensować mniejszą gęstość powietrza i niższą zawartość tlenu na dużych wysokościach.

Butle z podtlenkiem azotu

W wysokiej temperaturze, jaka panuje w cylindrze silnika, azot i tlen ulegają rozpadowi. Wtrysk podtlenku azotu dostarcza więc silnikowi niezbędny w procesie spalania tlen, który reaguje z paliwem. Idea jest zatem bardzo prosta: im więcej tlenu zostanie dostarczone do komory spalania, tym więcej paliwa może być spalone w pojedynczym cyklu. To z kolei przekłada się na wygenerowanie większej mocy.

Historia zasilania silników – od gaźników do wtrysku bezpośredniegoHistoria zasilania silników – od gaźników do wtrysku bezpośredniegoKonstruktorzy zawsze starali się optymalnie spalić mieszankę paliwa z powietrzem. Aby ten proces był wydajny, potrzebny jest odpowiedni skład mieszanki regulowany zasilaniem....

Podtlenek azotu ma jedną istotną przewagę nad powietrzem, które jest standardowym składnikiem dostarczanym w procesie spalania. Zawiera on 33% tlenu, przy czym powietrze tylko 21%. Co więcej, podtlenek azotu jest o 50% gęstszy od powietrza przy tym samym ciśnieniu. Jeden metr sześcienny N2O zawiera 2,3 razy więcej tlenu niż powietrze. Zastępując zatem powietrze podtlenkiem azotu nawet w niewielkiej mierze, silnik wygeneruje większą moc.

Jednopunktowy wtrysk N2O / fot. tuning.jcauto.pl

Jednopunktowy wtrysk N2O / fot. tuning.jcauto.pl

Należy jednak pamiętać, aby zachować odpowiedni skład mieszanki paliwowo-powietrznej. Dostarczając zatem więcej tlenu, trzeba również zadbać o wystarczającą ilość paliwa. Wraz ze wzrostem podawanej ilości gazu rośnie także ciśnienie w komorze spalania. Nie można zatem przesadzić, aby nie uszkodzić silnika. Zbyt wysokie ciśnienie może prowadzić do zniszczeń uszczelki pod głowicą, pierścieni tłokowych lub nawet samych tłoków. Podobne awarie może wywołać zbyt uboga mieszanka, czyli taka, w której będzie za dużo tlenu, a za mało paliwa. Dlatego znacznie lepszym rozwiązaniem są instalacje, które wraz z podtlenkiem azotu dostarczają również dodatkową dawkę paliwa.

Suchy system wtrysku N2O

Suchy system wtrysku N2O / fot. nxpolska.pl

Przejdźmy zatem do tego, w jaki sposób zbudowane są instalacje wtrysku podtlenku. Przede wszystkim można wyróżnić dwa główne typy systemów: suchy i mokry. Pierwszy z nich jest właściwie tym, który nie powinien być w ogóle stosowany. Zapewnia on mniejszy przyrost mocy, a przy tym znacznie bardziej naraża jednostkę napędową na uszkodzenia, ponieważ taka instalacja nie podaje do komory spalania dodatkowej dawki paliwa.

Liczba oktanowa i jej wpływ na moc silnikaLiczba oktanowa i jej wpływ na moc silnikaWyjaśniłem już, czym jest liczba oktanowa: określa ona parametr paliwa mówiący o jego odporności na spalanie stukowe. W jaki sposób liczba oktanowa wpływa na moc...

W suchych systemach wtrysku podtlenku azotu gaz wprowadzany jest przed kolektorem dolotowym wprost do powietrza dolotowego. Jednak nawet najlepsze kolektory dolotowe nie są w stanie idealnie rozprowadzić powietrza i dlatego dodatkowo wtryskiwany gaz, poddany turbulencjom może trafiać do poszczególnych cylindrów silnika w różnych ilościach. Do każdego z nich podawana jest jednak taka sama ilość paliwa i dlatego w wyniku różnej ilości tlenu w każdym cylindrze mieszanka w jednym może być za bogata, a z kolei w innym za uboga. To oczywiście wpływa niekorzystnie na pracę silnika.

Jednopunktowy mokry system wtrysku N2O

Jednopunktowy mokry system wtrysku N2O / fot. nxpolska.pl

Instalacje mokre są bezpieczniejsze, ponieważ wraz z podtlenkiem azotu dostarczają również dodatkowe paliwo. Wtryskiwacz także znajduje się przed kolektorem dolotowym, ale do kolektora trafia już mieszanka gazu i rozdrobnionego paliwa. Dzięki dokładnemu i kompletnemu zatomizowaniu paliwa we wtryskiwaczach nie jest możliwe skroplenie się go na ściankach kolektora.

Jeszcze lepszym rozwiązaniem jest wielopunktowy system mokry, zwany też direct port. Wówczas dodatkowe paliwo wraz z podtlenkiem azotu podawane jest oddzielnie na każdy cylinder. Taka instalacja kosztuje niestety znacznie więcej, ale jest najbardziej wydajna i zapewnia największe bezpieczeństwo silnika.

Wielopunktowy system mokry - schemat

 

Typowy zestaw systemu mokrego składa się w uproszczeniu z butli z gazem, przewodów gazowych i paliwowych, solenoidów, wtryskiwaczy ze specjalnymi dyszami, włącznika instalacji oraz czujnika położenia przepustnicy. Ten ostatni element jest niezwykle istotny, ponieważ do wtrysku podtlenku azotu nie powinno dochodzić na niskich obrotach silnika lub gdy przepustnica nie jest do końca otwarta.

Wielopunktowy mokry system wtrysku N2O

Całość działa bardzo prosto. Podtlenek azotu przechowywany jest w ciekłej postaci w butli pod dużym ciśnieniem. Po uruchomieniu głównego włącznika przepływa do solenoidów. W momencie maksymalnego położenia przepustnicy system wysyła sygnał do solenoidów, które uwalniają podtlenek azotu. Ten trafia do wtryskiwaczy, w których następuje zmieszanie gazu z paliwem i następnie wtryśnięcie mieszanki do kolektora dolotowego.

Najlepsze auta z Szybkich i wściekłychNajlepsze auta z Szybkich i wściekłychOd czasu premiery pierwszej części cyklu filmów pod tytułem Fast and Furious minęło już 10 lat. To właśnie te filmy stały się motorem napędowym tuningu, który...

Dobrej jakości instalacje wtrysku podtlenku azotu mogą chwilowo podnieść moc silnika o 25-35%. W czym należy szukać wspomnianej jakości? W konstrukcji takich chociażby elementów jak zawory w butli czy solenoidy. Posłużę się przykładem firmy Nitrous Express. Zanim podtlenek azotu w postaci ciekłej dotrze do spryskiwaczy, musi pokonać drogę przez kilka zaworów. Im bardziej skomplikowana ta droga będzie, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia turbulencji i zaburzeń przepływu.

Porównanie zaworów w butlach N2O

Porównanie zaworów w butlach N2O / fot. nxpolska.pl

Dlatego też w butlach firmy NX wypływ gazu następuje przez zawory usytuowane pod kątem 45 stopni. W innych przypadkach, pomimo tego, że zawory wyglądają podobnie, podtlenek azotu napotyka bardzo ostre załamanie, co dobrze widać na zamieszczonym zdjęciu. To samo tyczy się konstrukcji solenoidów. W standardowych konstrukcjach N2O musi pokonać drogę, w której występują aż cztery 90-stopniowe załamania. W dobrze skonstruowanym solenoidzie gaz pokonuje tylko jedno tego typu załamanie.

Porównanie solenoidów

Porównanie solenoidów / fot. nxpolska.pl

Wtrysk podtlenku azotu sam w sobie nie jest szkodliwy dla silnika. Jednostkę napędową może za to zniszczyć źle zamontowana instalacja lub nieumiejętne używanie wtrysku podtlenku azotu. Należy więc pamiętać, że w niektórych przypadkach powinno się np. opóźnić zapłon o kilka stopni, wymienić świecie zapłonowe lub zakupić przewody zapłonowe lepszej jakości. Czasem trzeba zamontować wydajniejszą pompę paliwa. Dobrze jest także sprawdzić ogólny stan silnika, który podczas używania podtlenku azotu będzie bardziej wysilony.

W przypadku instalacji wtrysku podtlenku azotu warto wydać więcej pieniędzy na sprawdzone systemy renomowanych firm, a modyfikacje powierzyć doświadczonym w tej dziedzinie fachowcom.

Regulamin komentowania

  • antysuv

    a ja całe życie myślałem, że jak użyje “nitro” to przyspiesze od 80 do 300 w 0,5 sekundy i że jak wykończę zapas podtlenku w butli to robiąc drifty będzie mi się odnawiał :( moje dzieciństwo właśnie legło w gruzach

    • jan

      to nie nfs

  • bzzz

    instalacja dla pasjonatów chwilowego wzrostu mocy. Czy nie lepiej zmodyfikować silnik i jego osprzęt tak, by zawsze miał większą moc w porównaniu z silnikiem bazowym. Dla mnie taka modyfikacja nie ma większego sensu i nie ekscytuje mnie

    • Bojar1980

        najlepiej jest zrobić i jedno i drugie  :)

    • RR

      Nie jestem ekspertem ale coś kiedyś o tym czytałem u jednego z tunerów na “reklamówce”. :)
      Zależy do czego Ci potrzeba tej mocy. Podtlenek, wydaje się dobry do słabych samochodów niższej klasy, które mają zbyt słabe silniki do wyprzedzania w trasie wlekących się TIRów itp.
      Chwilowy zastrzyk mocy, który tylko jeśli tylko kierowca jest rozsądny i nie daje nitro w silnik co chwilę (inna sprawa że wtedy by zbankrutował i nie miało by to sensu) nie nadwyręża silnika, nie ingeruje mocno w sam silnik i nie powoduje jego większego zużycia.
      A do jazdy na co dzień, pozostaje mały, słaby i oszczędny silniczek. 
      Mały, słaby silnik nie opróżnia butli w kilka sekund, więc też wystarczy jedno ładowanie na dłuższy czas.
      Kiedyś słyszałem, że zakładali instalacje podtlenku do 60 konnego Punto II, tak aby w trasie podczas wyprzedzania podnieść moc do 90-100 koni, dzięki czemu z kilkoma pasażerami na pokładzie dało się nim wyprzedzać szybciej jadące TIRy. Sama butla z podtlenkiem była niewielka (nie powiem dokładnie ile L pojemności, żeby w błąd nie wprowadzać ale sporo mniejsza od tych ze zdjęcia) i wg tunera wystarczała na ok 60 dynamicznych manewrów wyprzedzania. A przecież nie zawsze przy wyprzedzaniu musisz używac podtlenku.
      A jak ktoś potrzebuje mocy do startu spod świateł, to lepiej kupic mocny samochód.

      PS, może ktoś na forum potwierdzi lub zaprzeczy, czy to rozwiązanie zdaje egazmin w słabszych furkach.

  • Gość

    Dobra, jeżeli chodzi tylko i wyłącznie o tlen, to dlaczego nie można zamiast N2O zastosować czystego tlenu?

    • Madwaczek

      czysty tlen to raczej mieszanka wybuchowa … no chyba że chcesz polecieć na księżyc np. :P 

    • Sub

      Z tlenem mógłby silnik pójść z dymem, niezbyt to stabilne, byłby skok temperatury.  Oczywiście w najlepszym przypadku i chyba na zimnym silniku, bo jakby się czysty tlen spotkał z umiarkowanym jak na silnik ciepłem to po prostu nastąpiłby wybuch, nawet przed spalaniem w komorze (iskrą). Tak mi się wydaje. Zamiast takich cudów lepiej iść w obniżanie temperatury gazów dolotowych, większa gęstość to większa moc, pozatym co Ci po takim czystym tlenie, jak nie podasz dość paliwa który się z nim spali w odpowiednich proporcjach, wzrost mocy wcale nie musi być taki cudowny.

      • Marek162425

        w czystym tlenie pali się każdy materiał, wrzuć kawałek aluminium z kolektora dolotowego do bańki wypełnionej tlenem to się spali bez czynnika zapalającego

    • Bojar1980

       najlepiej jest zrobić i jedno i drugie  :)

  • Gość

    Ten solenoid a nie ta solenoida

    • Szymon Witkowski

      Zgadza się, mój błąd. Poprawione. Dziękuję za czujność :)

  • Kasia14

    Jakie są ceny kompletnej instalacji wraz z montażem? 

  • Przemysław Wesołowski

    Solenoid jest angielskim określeniem zaworu elektromagnetycznego (elektrozaworu).
    Po polsku należy pisać “elektrozawór” – tak jest elegancko i profesjonalnie. “Solenoid” brzmi pretensjonalnie…

    • Szymon Witkowski

      Dokładnie to “solenoid valve”. I zgadza się, słowo to pochodzi z języka angielskiego ale jest używane w języku polskim zarówno w technice jak i biologii, znajdziemy je również w słowniku języka polskiego.
      W przypadku tego tematu termin “solenoid” jest powszechnie stosowany i dlatego aby uniknąć nieporozumień, postanowiłem pozostać właśnie przy takiej terminologii.
      Dziękuję jednak za zwrócenie uwagi.

    • bengal

      Zanim zabierze się za poprawianie innych, warto sprawdzić fakty. “Solenoid” zarówno w polskim jak i angielskim języku oznacza po prostu cewkę, a nie “zawór elektromagnetyczny”.

  • hayabusa

    nitro to świetna sprawa, szkoda tylko że na krótką mete.. kilka sekund i to wszystko, a po kilku takich “szaleństwach” butla pusta, = koszty napelnienia, itd, i tak wkólko.

    Wg mnie dużo lepszym “motywem” jest zmieniona elektronika w aucie, dwie mapy  które można przełączać w czasie rzeczywistym podczas jazdy np przyciskiem przy kierownicy :) motyw bardzo prosty, bardzo skuteczny – mamy jedną mape do jazdy na codzień, w ruchu miejskim, po bułki itp i to jest np 0.6 bara ciśnienie doładowania.. a po wciśnięciu przycisku załącza się mapa  z doładowaniem np 1.2 bara, i mamy wtedy full mocy więcej, na jakieś zabawy w street-racing. dzięki takiemu rozwiązaniu odpada problem z wyczerpywaniem się butli, z ciąglymi kosztami itd itd..zwykły przycisk zmieniający mape silnika i ciśnienie doładowania. to rozwiązanie już dawno jest stosowane, nawet w Polskich firmach tuningowych.

    • asd

      A co jeśli masz silnik N/A? Nitro do M3 albo S2000 fajna sprawa.

      • Szymon Witkowski

        Przewaga podtlenku azotu nad wieloma innymi modyfikacjami silnika jest taka, że zyskujemy spory przyrost mocy za stosunkowo niewielką cenę. W dodatku bez ingerencji w silnik i zasadniczo bezpieczną drogą.
        Jakakolwiek instalacja zestawu turbo/kompresor będzie kosztować nas krocie tego, co wydamy na podtlenek. Inne, mniejszego kalibru modyfikacje nie przyniosą takich przyrostów mocy. Dlatego też instalacja wtrysku podtlenku azotu jest dobrą alternatywą dla tych, którzy chcieliby aby ich samochód był mocniejszy od święta za niewielką cenę ;)

        Poza tym można przecież iść też i w drugą stronę i dzięki N2O wykrzesać jeszcze kolejne konie z mocno zmodyfikowanej już jednostki napędowej. Ale to temat na inną okazję, przy piwie może ;)

  • Alma

    Co drugi samochód w Polsce ma podtlenek Azotu, zwany potocznie LPG :) Więc u nas to żadna nowość na rynku akcesoriów tuningowych.

  • Ebby

    Czy w dieslu tez to dziala?:)

  • Azor

    Taki chwilowy przyrost mocy przydałby mi się w rowerze bo do spożywczego mam pod  górkę. Ciekawe czy gdybym się tym sztachnął to spalę gumę w drodze po bułki? ;)

    • Jensen

       gumy nie spalisz, ale się trochę uśmiejesz, bo podtlenek azotu stosowany jest także jako gaz rozweselający