zooeh.ruЗакись азота в России
Вся правда об закиси азота в России
За те несколько лет, что ходят разговоры об закиси азота и её пользе для ускорения автомобиля, остались вопросы, на которые нет ответа в интернете. Масса информации, переведённой с других языков, но малопонятной простому русскому гонщику. Хотелось бы поделиться своим многолетним опытом на эту тему.
Производители закиси азота.
Итак: в России закись производится на территории завода "Череповецкий азот", в Украине заводами "Техногаз" и "Стиролбиофарм". Вся закись медицинская, технической у нас нет, её производят в Америке, и к перевозке обычными самолётами она запрещена.
"А не повредит ли медицинская закись азота вместо технической мой мотор?"- спросит начинающий гонщик. А побробуйте с другом выпить по стакану спирта: один стакан медицинского, а второй технического.
Какой выберете вы?
Правильно, техническая закись азота тоже содержит добавки, что бы вместо мотора её не применяли орально, для взбадривания своего организма (наверное в Америке многие пытались это сделать). Медицинская закись азота никаких добавок не содержит, но нас интересует её применение исключительно в двигателе.
Оправдана ли установка системы закиси азота на гоночный автомобиль, насколько она эффективна на 402 метра? Как вы думаете 50, 100, 200 лошадиных сил добавят вам преимущество в заезде?
"Да ладно, какие сотни лошадиных сил, подумаешь какие то 36% кислорода. Стоял у меня этот серый баллон с редуктором и резиновым шлангом, эффекта почти никакого, только понты одни, лучше распредвал побольше поставить. "
Правильно. Просто поставить серый баллон на автомобиль, и вывести клапан подачи газа на тумблер в салон мало. Вас не прижмёт к спинке сиденья как в фильме "Форсаж" запуск такой системы.
"Так что же это всё обман, и закись азота это миф?"- спросит начинающий гонщик.
Закись азота это не миф, и драгрейсинг без неё не был бы полноценным. Особенно если автомобиль без турбонаддува, можно существенно увеличить его ускорение с помощью закиси азота. Просто система должна быть правильной.
Какие же системы правильные, а какие нет? Попробуем разобраться.
Баллоны.
Сравним для начала американские баллоны родоначальников применения нитроса в гонках (nitrous oxide - закись азота по английски) и баллоны отечественного производства.
Да уж, визуальные отличия налицо. Американские конечно красивее и легче (из алюмминия), но дорогие. Наши некрасивые ( красить нельзя, не поменяют), но на драге главное результат, а не внешность.
Но самое главное отличие, что в американском баллоне есть трубка, от дна баллона до крана.
Правильно! Она нужна для того, что бы подавать сжиженную закись азота в систему. В нашем баллоне такой нет, потому что в медицинских целях нужна газообразная, но нужный эффект можно достичь перевернув баллон краном вниз.
Жидкая закись.
Так почему же американцы используют жидкую закись азота для автомобилей, а газооббразную для наркоза человека. Потому, что еcли человека усыплять сжиженной, он скорее всего уже не проснётся.
А если в автомобиль подавать газообразную, эффект несомненно будет, так как содержание кислорода подаваемого в двигатель увеличится, но двигатель на высоких оборотах потребляет столько много воздуха из атмосферы, что эта прибавка станет для него незаметна.
Установка отечественного баллона краном вверх с редуктором подходит только в медицинских целях. На автомобиле такая прибавка даёт небольшой эффект на низких оборотах, а на высоких практически сходит к нулю. В драгрейсинге используються моторы с высокими оборотами, и прибавка крутящего момента на низких оборотах неэффективна.
Так почему же нам так важна жидкая закись азота для ускорения двигателя?
Обычная физика: сравните- сколько молекул в газообразном веществе, и в этом же веществе жидком. Ну например вода в виде пара- сколько нужно пара, что бы получился киллограмм?
Попробуйте наполнить литровую банку килограммом пара. Наверное потребуется много усилий? А если наполнить литровую банку килограммом воды? Легко.
Тоже самое можно сказать о двигателе и закиси азота. Нет смысла сначала испарять вещество, а потом пытаться с трудом запихнуть его побольше. Считается что если в воздухе 21% кислорода, а в закиси азота 36% - соответственно мощность мотора может увеличиться в 1,7 раза. Да, это при условии что в мотор перекроется подача атмосферного воздуха, и будет поступать газообразная закись азота в чистом виде. Представляете сколько атмосферного воздуха потребляет драговый мотор, на оборотах двигателя 10000? Допустим средний спортивный мотор за один 13 секундный заезд на драге "съедает" почти 2 кг воздуха, или 1500 литров. Соответственно что бы атмосферный воздух вытеснить из коллектора, нужно задувать в коллектор двигателя столько же газа через редуктор из баллона. Редуктор такое количество газа пропустит минуты за две.
Представьте, что в жидкой закиси азота молекул кислорода в 400 раз больше, чем в газообразной, или в 600 раз больше, чем в окружающем воздухе! Остальное - азот, который помогает бороться с детонацией. Закись идеальное вещество для повышения мощности двигателя.
Ещё хочется немного сказать о чистом кислороде из баллонов - он взрывоопасен при смешивании с маслом, и ещё температура горения бензина с кислородом расплавит мотор, так что он никак не может быть применён в машине, разве что в ракете. Для сравнения: в чистом кислороде содержится молекул в 5 раз больше, чем в воздухе, а в жидкой закиси в 600 раз!
Компоненты.
Ну вот, с баллонами разобрались, что же дальше?
Закись азота поступает в спортивный двигатель в жидком виде, содержит столько молекул кислорода, что можно кратковременно прибавить мощность двигателя на 1000 Л/С и более, конечно если конструкция двигателя позволяет.
Закись азота выходит из баллона,направляется по специальному шлангу, готовясь произвести нечто, но упирается. . . в электрический клапан (соленоид) который управляется тумблером из салона. Шланг лучше использовать диаметром 4-5мм, что бы закись быстро дошла до форсунок, он выполнен из специального материала расчитанного на высокое давление и низкую температуру, обычно это нейлон или специальная армированная резина. Можно использовать металлическую трубку соответствующего диаметра.
Далее по системе трубки должны быть тоньше шланга, чтобы исключить расширение и газификацию. Вообще вся система должна быть без полостей и расширений, что бы закись раньше времени не превратилась в газ, в жидком виде она должна дойти до распылителя.
Электроклапан (соленоид) должен быть большой мощности, что бы перекрывать закись азота под высоким давлением, не иметь прокладок, которые не выдерживают низких температур (ведь при расширении вещество создаёт минусовую температуру).
Тумблером открываем клапан, закись азота через жиклёры поступает в двигатель. . . и бабах! Резкое обеднение рабочей смеси, детонация и поршни вываливаются в поддон. Что бы система закиси азота подействовала на мощность мотора, нужна строго пропорциональная прибавка топлива. Как это достигается?
Импортные системы имеют определение как "сухие" и "мокрые". Обе состоят из баллона, который подаёт закись азота в жидком виде на электроклапан, и далее через жиклёр в двигатель. В подаче закиси азота в мотор разницы нет. Различие заключается только в подаче дополнительного топлива.
Мокрая система.
В "мокрой" системе дополнительное топливо снимается с топливной рейки инжекторов. Оно там всегда стабильно (регулируется клапаном давления топлива), и через подобранные жиклёры поступает во впускной коллектор двигателя, вместе с закисью азота. Электроклапаны подачи закиси азота и дополнительного топлива включаются одновременно. Электроклапан перекрывающий дополнительное топливо может быть обычным, с бензостойкими прокладками. Мокрая система закиси азота независима от подачи воздуха и топлива в двигатель, и прибавляет определённое количество лошадиных сил, исходя из подбора жиклёров для этой системы. При увеличении мощности двигателя обязательна замена топливного насоса на более производительный, во избежании обеднения рабочей смеси.
Сухая система.
"Сухая" система подаёт жидкую закись азота через подобранные жиклёры. Дополнительное топливо подаётся разными способами: на инжекторных двигателях использовались такие методы, как увеличение давления топлива в топливной рейке при активизации системы( с помощью регулятора давления топлива), обман ЭБУ двигателя с помощью резистора, создающего иммитацию мороза на улице, тем самым увеличивая подачу топлива через форсунки. Все эти системы применяют полумеры для подачи дополнительного топлива, и являются неэффективными.
Наиболее эффективная "сухая" система подачи закиси азота состоит из подачи жидкой закиси азота и двухпрограмной прошивки ЭБУ, ECU (электронный блок управлением работы двигателя). То есть двигатель в обычном режиме едет на прорамме расчитанной для атмосферного воздуха, а при включении тумблера закиси азота, меняет программу в ЭБУ, и топливо в двигатель подаётся в увеличенном объёме через топливные инжекторы в соответствии с расчётами на объём подаваемой закиси азота. Топливные инжекторы в этом случае должны быть обязательно увеличены в сумме на 500 мл/мин на весь двигатель на каждые 100 Л/С планируемой прибавки мощности. Ну например если на автомобиле ВАЗ 2112 стоят форсунки производительностью 132мл/мин то при установке такой "сухой" системы с прибавкой 100 Л/С должны быть установлены форсунки производительностью 250мл/мин + топливный насос повышенной производительности + двухпрограмная пошивка управляющая дополнительной подачей топлива.
На самом деле правильная "сухая" система закиси азота не уступает по мощности "мокрой", но более сложна в настройке, так как требует программирование ЭБУ и установки увеличенных инжекторов (форсунок).
Ну вот примерно разобрались с принципом работы "сухих" и "мокрых" систем. Хочется сказать, что прибавка мощности осуществляется на одинаковое количество лошадиных сил при любых оборотах двигателя и независимо от его объёма. Мощность системы закиси азота зависит только от размера подобранных жиклёров. Пару жиклёров можно ставить одну, на весь впускной коллектор двигателя, а можно на каждый цилиндр отдельно. Во втором случае возрастает эффективность.
При установке системы свыше 100 л/с требуется установка кованных поршней, шатунов, укрепление блока двигателя. Не забывайте про топливный насос увеличенной производительности.
Грелка для баллона.
Грелка для баллона применяется для поддержания одинаковой температуры газа, и соответственно для стабильной работы системы. При расчёте жиклёров подачи закиси, мы подразумемеваем, что температура баллона 20`C, и давление в баллоне 51 атмосфера. Подбираем жиклёры, испытываем машину - всё работает нормально. Приезжаем на гонки, а с утра что-то похолодало, и температура на улице +10. Давление в баллоне уже не 51 атмосфера, а 40. Смесь закиси с топливом уже поступает обогащённая, и желаемой мощности не получилось. А ещё хуже когда на улице жара, настраивали систему с расчётом на 20 градусов, а на улице +35. Тогда давление в баллоне подскочит до 72 атмосфер, и обеднённая смесь может вызвать детонацию, что самое страшное для мотора. Ниже представлена таблица зависимости давления закиси в баллоне от температуры окружающего воздуха.
Температура баллона --- Давление в баллоне
(Celsius) ---------- (атм)
-34 ---------- 11,5
-29 ---------- 14
-23 ---------- 16,5
-18 ---------- 19,5
-12 ---------- 23
- 6 ---------- 26,7
0 ---------- 31,7
4 ---------- 36
10 ---------- 40,7
15 ---------- 46,5
21 ---------- 52,4
27 ---------- 59,7
36 ---------- 73,7
Так что грелка вполне полезный атрибут, например установив в ней постоянную температуру, например +35 градусов, и пододбав соответствующие жиклёры, можно не беспокоиться о перепадах температуры на улице. Ваша система закиси будет работать всегда стабильно.
Закись азота на турбонаддувных двигателях.
Возможно ли применение "мокрых" систем на двигателях с высокой степенью наддува турбиной? Не слишком ли большая мощность будет на высоких оборотах?
На двигателях с высокой степенью турбонаддува, когда давление турбины используется на оборотах двигателя выше средних, система закиси очень полезна. Большая турбина раскручивается на высоких оборотах двигателя, а на низких оборотах не создаёт давление, и двигатель работает как атмосферный. Это называется турбопровал или турбояма. Система закиси как нельзя лучше подходит для того, что бы убрать турбояму и дать быстро раскрутиться двигателю, пока не начнётся турбоподхват.
Например ставим на турбомотор систему закиси мощностью 100 л/с. Включаем тумблер активации (система пока не работает, потому что микровыключатель на дроссельной заслонке не включен), включаем передачу, трогаемся, нажимаем газ полностью, закись пошла в двигатель, резкая прибавка мощности, двигатель набирает обороты выше средних, в дело включается турбина. . .
И в этот момент система закиси азота должна отключиться, воизбежании детонации, предоставив дальнейшую прибавку мощности турбине. Отключению системы служит специальный датчик давления, например срабатывающий при достижении 1,5 атмосферы во впускном коллекторе двигателя.
Техника безопасности.
Из техники безопасности хочется отметить следующее:
1) Если вы включили закись азота при неработающем двигателе, не заводите его после этого, будет взрыв в коллекторе. Отсоедените провода с модуля зажигания и покрутите мотор стартером что бы вышла рабочая смесь.
2) Не допускайте работу системы после "отсечки" инжекторного двигателя.
Ну вот пока и всё. Нажимаем на тумблер. . . и приятного вам ускорения.
http://www. alpsport. ru/zakis. htm