Для чего нужна закись азота

You are using an outdated browser. Please upgrade your browser or activate Google Chrome Frame to improve your experience.

Как работает закись азота

«Форсаж» познакомил большую часть населения с закисью азота. Как же она работает?

«Форсаж» – это один из самых дурацких автомобильных фильмов. За его сюжетом настолько легко следить, что даже не обязательно при этом знать английский язык. Но именно «Форсаж» познакомил большую часть населения с закисью азота. Возникает логичный вопрос: как же она работает?

Рецепт для любой реакции горения включает в себя топливо и кислород (его ваш двигатель получает из воздуха). Однако в воздухе кислорода не так и много (78% – это азот), то есть приличная часть всасываемой смеси теряется впустую. И вот тут на помощь приходит нитро!

В ДВС комбинация топлива и воздуха поджигается либо с помощью искры (в бензиновых моторах), либо с помощью сжатия (в дизельных моторах). Расширяющийся газ толкает поршень вниз (рабочий ход), передавая движение на коленвал, который в свою очередь через целый набор муфт, шестеренок, ремней и других валов направляет энергию на колеса.

Закись азота или N2O состоит из двух атомов азота и одного атома кислорода. При температуре около 300 градусов Цельсия химическая связь в молекуле разрушается, и кислород высвобождается. Таким образом в камере сгорания кислорода становится больше, что позволяет впрыскивать больше топлива, чтобы сохранить соотношение воздух/топливо оптимальным. Все это конвертируется в увеличенный крутящий момент и более быстрое ускорение.

В какой-то степени система во многом похожа на турбину, то есть ее задача загнать как можно больше кислорода в цилиндр. Только в отличие от турбины система закиси азота изменяет химический состав смеси.

Но если для сгорания необходим именно кислород, то зачем применять какой-то другой газ? Ну, закись азота предпочтительнее обычного сжатого кислорода, потому что она хорошо «упаковывается». Закись может быть легко сжижена, если находится под давлением, в то время как сжижение кислорода требует его замораживания до каких-то невероятных температур. N2O в плотном жидком состоянии занимает меньше места и содержит больше кислорода на единицу объема, чем сжатый газообразный O2. Плюс ко всему он безопаснее.

Автомобильная закись содержится в баллоне под давлением. Когда она подается в мотор, она представляет собой очень холодный газ, который охлаждает систему впуска, увеличивает плотность и дает еще больше кислорода. Количество этого газа контролируется жиклерами. От них зависит и уровень дополнительной мощности.

Система закиси азота полагается на существующий воздушный поток в двигатель. Поэтому нужно быть на полном газу, чтобы ее использовать. Если у вас механика, не вздумайте активировать нитро, когда убираете ногу с педали газа, чтобы переключить передачу, иначе может произойти обратный удар.

Система закиси азота – относительно недорогой способ быстрого добавления мощности. Комплект можно приобрести дешевле 1000 долларов. Наибольший смысл закись азота имеет, если вы участвуете в дрэг-рэйсинге.

Сам комплект имеет много составляющих и не работает по принципу «подключил и поехал». Он состоит из баллона, магистралей, соленоидов, жиклеров и проводки. Баллон обычно располагается в багажнике, а магистрали из нержавейки вплетаются в моторный отсек. Они соединены с соленоидами, которые функционируют как электрические клапаны, запуская или прерывая поток. Соленоиды спарены с жиклерами на впускном коллекторе, которые непосредственно впрыскивают закись азота в мотор.

Не думайте, что после монтажа системы все будет работать безупречно. Для начала нужно внести изменения в фазы зажигания. К счастью, некоторые комплекты поставляются с программным обеспечением, которое может это все отрегулировать.

Каждый мотор реагирует на дополнительную мощность по-разному. Прежде чем устанавливать систему закиси азота, нужно убедиться, что «железо» (двигатель, трансмиссия и система охлаждения) способно ее переварить.

Каждый, кто хоть раз смотрел известный во всем мире «Форсаж», наверняка заметил, что парни-гонщики и их красавицы-спутницы ездят на далеко не серийных автомобилях. Немудрено, что после выхода картины многие любители скорости и острых ощущений начали задумываться и от тюнинге своего авто. Для кото-то все закончилось наклейкой ярких стикеров, кто-то пошел чуть дальше и преобразил салон автомобиля, а самые отчаянные решили не ограничиваться полумерами и замахнулись на установку закиси азота. Еще бы… Ведь забыть, как «выстреливает» автомобиль после одного лишь нажатия кнопки, решительно невозможно. Но это в фильме. Будет ли такой сногсшибательный эффект в реальной жизни – вопрос пока открытый. Так что перед установкой закиси азота в любом случае не помешает разобраться с тем, что это такое и как оно работает.

Что такое закись азота для автомобиля?

Сперва давайте обратимся к школьному курсу химии и вспомним, что из себя представляет закись азота.

1. Химическая формула – N2O.
2. Основные свойства – негорючесть.
3. Отсутствие цвета, слабый приятный запах и сладковатый вкус.

Главное применение оксида азота – в медицине, где он известен как «веселящий газ», который вызывает у человека опьянение. Казалось бы, ничего особенного. И уж точно двигаться автомобиль быстрее N2О заставить не сможет. Но если капнуть глубже, то окажется, что при высоких температурах (порядка 300-500 градусов) закись азота разлагается на азот и кислород. А последний, как мы знаем, является окислителем и способен поддерживать горение. И именно это свойство закиси азота делает автомобили быстрее.

Видео: Закись азота | NOS

На деле принцип работы «NITRO» (Nitrous Oxide System) не так уж сложен. Упакованная в специальные баллоны и находящаяся под высоким давлением закись азота до поры до времени просто не дает о себе знать. Но в нужный момент водитель автомобиля нажимает специальную кнопку и порция газа вместе с топливной смесью поступает в камеру сгорания. Вместе с топливом свеча поджигает и закись азота, которая под воздействием высокой температуры распадается на две составляющие – азот и кислород. Поскольку содержание кислорода в N2O примерно в 1,5-2 раза выше, чем в воздухе, то образовавшийся горючий состав сжигается быстрее и лучше, что увеличивает мощность двигателя.

Главное – помнить, что закись азота дает лишь кратковременный эффект. Нескольких баллонов, которые займут практически все место в багажнике вашего автомобиля, хватит всего лишь на пару минут непрерывного использования. После того как весь дополнительно выделившийся кислород будет израсходован, КПД силового агрегата вернется на прежний уровень.

Свою немаловажную роль играет и азот. Он положительным образом влияет на детонационные свойства. Другими словами – именно благодаря азоту процесс горения не развивается мгновенно, то есть внутри камеры сгорания не происходит неконтролируемый взрыв. И это крайне важно, поскольку в противном случае каждое использование закиси азота заканчивалось бы ремонтом двигателя. Вторая важная задача азота заключается в снижении температуры поступающего в цилиндры воздуха. Плотность охлажденного воздуха выше, что делает процесс его сгорания более эффективным.

Однако при всей кажущейся простоте распада N2O на кислород и азот осуществить этот процесс не так-то просто. Закись азота станет катализатором горения только в том случае, если настройки системы подобраны правильно. В противном случае двигатель будет получать обедненную смесь, что в скором времени приведет к его перегреву. Отсюда следует логичный вывод – систему закиси азота следует подбирать тщательно, ориентируясь в первую очередь на хорошо зарекомендовавшие себя тюнинговые ателье.

Типы систем закиси азота

Что касается типов систем, то их всего три:

• сухой тип;
• мокрый тип;
• система прямого впрыска.

Самой простой и легкой в установке считается система сухого типа. Ее особенностью является то, что закись азота и воздушно-топливная смесь поступают через впускные инжекторы, благодаря чему коллектор остается «сухим». Достигается это как увеличением давления, так и продлением включения подачи топлива через инжекторы. Последнее сделать достаточно просто – достаточно изменить прошивку в электронном блоке управления двигателем. Но минус сухого типа, пожалуй, перечеркивает все ее преимущества. Данная система либо работает, либо – нет. То есть говорить хотя бы о минимальном управлении процесса не приходится.

Видео: Как установить NOS (закись азота)

В системе мокрого типа закись азота подается таким же образом, как и в «сухой» системе, однако для подачи топлива здесь предусмотрена отдельная форсунка. Благодаря этому существенно снижается риск перегрева и детонации, а параллельно максимизируется КПД. Еще один немаловажный плюс – система мокрого типа позволяет использовать дополнительное «мокрое» топливо. Это могут быть спирт, более высокооктановый бензин или газ, находящиеся в отдельном баке.

Система прямого впрыска считается самой дорогой и сложной в установке. Но именно она может похвастаться предельной точностью и позволяет добиться от двигателя максимальной мощности. Исходя из названия типа системы, нетрудно догадаться, что в данном случае топливо поступает в цилиндры уже в готовом тщательно подобранном составе. Причем смешивание бензина и N2O происходит непосредственно перед поступлением в цилиндр.

Выходит, что при наличии финансов закись азота может стать отличной «игрушкой» для автолюбителей. Теоретически это действительно так, но на практике траты на покупке баллонов с N2O не заканчиваются. Установка системы NITRO потребует «прокачки» двигателя автомобиля. На изначально гражданских авто, силовые агрегаты которых просто не рассчитаны на более высокие нагрузки, замены может потребовать практически все – от поршней до коленчатого вала. В противном случае постоянная работа на максимальных оборотах способна в разы сократить ресурс.

Следом за двигателем придется заняться доработкой системы подачи топлива. После этого настанет время системы выхода отработавших газов. Тот же катализатор, например, наверняка придется вырезать, поскольку на автомобилях с N2O он имеет обыкновение оплавляться. Увеличившаяся мощность автомобиля негативно скажется на элементах трансмиссии. А это значит, что как минимум без установки усиленных шестерен не обойтись. Добавляем сюда прошивку ЭБУ двигателя, установку более эффективных тормозов, ревизию рулевого управления. Выходит, что установка системы закиси азота потянет за собой улучшение практически всех узлов автомобиля.

Хотя справедливости ради стоит сказать, что верно это скорее в том случае, если вы собрались гоняться и бить один рекорд за другим. Если же закись азота использовать для развлечения и ограничиться установкой самой дешевой системы сухого типа, то дополнительные лошадиные силы будут получены за вполне вменяемые деньги. Не придется разориться и в том случае, если система NITRO будет установлена на изначально «заряженный» автомобиль. Благо, что любители быстрой езды чаще всего как раз и выбирают «горячие» Honda, Mitsubishi или Subaru. Наклейки на кузов, спортивные кресла или светодиодная подсветка салона, естественно, обойдутся еще дешевле, но быстрее с ними вы не поедете точно.

Про тюнинг автомобилей известно давно и много. Его условно делят на внешний и технический, то есть преображение транспортного средства может касаться сугубо декоративных моментов, либо же происходит вмешательство в двигатель и прочие системы автомобиля. Много споров и разговоров ведётся относительно закиси азота для авто. Огромную популярность тюнинг приобрёл с выходом на большие экраны различных фильмов про уличных гонщиков, которые дорабатывают двигатели, устанавливают на машину всевозможное оборудование, делая из серийной модели настоящий гоночный болид. Причём часто в авто присутствует специальная кнопка, при нажимании на которую машина моментально ускоряется и обходит всех соперников. Именно тут речь идёт о закиси азота. Но важно понимать разницу между кино и реальной жизнью. Прежде чем покупать баллоны с газом и подключать их к своему автомобилю, внимательно изучите все нюансы такого тюнинга, его сильные и слабые стороны, а также возможность применения на обычных двигателях и серийных автомобилях.

Принцип работы

Шумиха вокруг применения закиси азота на машинах не утихает до сих пор. Одни уверены, что использование баллона с газом позволяет давать моментальный прирост мощности, за счёт чего машину срывает с места, и она на огромной скорости устремляется вперёд. Другие считают подобные доработки опасными для мотора, который сгорает или требует капитального ремонта уже после однократного применения. И тут важно понять, кто прав, а кто нет. Для этого нужно разобраться в самом понятии закиси азота, а также узнать, как это всё функционирует в автомобилях.

Закись азота часто называют нитро. Сразу хочется развеять мифы относительно взрывоопасности этого вещества. Тут мы имеем дело с бесцветным негорючим газом, который обладает слегка уловимым, но достаточно приятным запахом. Отличается сладковатым привкусом, хотя просто так пробовать его настоятельно не рекомендуется. Закись азота активно используется в медицине. Многие знают его как веселящий газ. Он позволяет оказывать опьяняющее воздействие, расслабляя человека перед какими-то хирургическими вмешательствами, при проведении стоматологических процедур и пр. Опасным он не является, потому и получил такое широкое распространение.

Но когда газ достигает высокой температуры порядка 500 градусов Цельсия, химический состав N2O меняется, превращая вещество в сильнейший окислитель. Именно это свойство позволяет закиси азота поддерживать горение, что является ключевым моментом в вопросе его применения на автомобилях. Тут его заправляют в специальные баллоны, а сам газ внутри них находится под давлением. Вопреки распространённому мнению, смесь не является взрывоопасной. Потому бояться, что у вас в багажнике или под сиденьем рванёт баллон, не нужно. Также газ не способен негативно воздействовать на клапаны и поршни. Многие уверяют, что закись азота прожигает эти элементы. Это утверждение не соответствует действительности.

По факту такой газ выступает в роли специального вещества, которое позволяет кратковременно серьёзно повысить коэффициент полезного действия силовой установки. А потому и наблюдается прирост мощности двигателя. Теперь детальнее о том, как работает в машине закись азота. Нельзя сказать, что работающий в тандеме с двигателем баллонный ускоритель мощности основан на каких-то сложных принципах. Газ из баллона поступает непосредственно в топливную смесь, становясь её составляющим компонентом. Вещество проникает внутрь камеры сгорания. Уже в двигателе, когда поршень находится в верхней точке и сжимает топливовоздушную смесь, происходит её воспламенение от свечи зажигания. А после этого наблюдаются следующие процессы:

1. Из-за высокого давления и воздействия повышенных температур закись азота начинает распадаться, в результате чего образуется два химических элемента. Это кислород и азот.
2. Этот процесс позволяет в камере сгорания сжигать ещё большее количество кислорода. Здесь каждый знает, что при смешивании топлива с кислородом образуется очень хорошо горючий состав.
3. Количество кислорода, образующегося из закиси азота, примерно в 1,5 – 2 раза превосходит количество кислорода, взятого двигателем из обычного воздуха. Так двигателем сжигается большее количество смеси, что и способствует росту мощности.
4. Азот также имеет большое значение. С его помощью улучшаются детонационные характеристики. Одновременно с этим азот не позволяет производить мгновенное горение. Если говорить иначе, азот предотвращает взрыв.
5. Также азот помогает за счёт снижения температуры воздуха, который поступает в цилиндры. Это создаёт более плотную структуру воздуха, что полезно с позиции эффективности сгорания смеси из топлива и кислорода.

Говоря простым языком, закись можно называть катализатором для процесса горения. За счёт вещества образуется большее количество топливовоздушной смеси, которая эффективнее сгорает в цилиндрах силовой установки, тем самым повышая мощность на некоторое время. Но тут крайне важно, чтобы работа оборудования, где задействованы баллоны с закисью азота, была тщательно и правильно настроена. Если допустить ошибку в настройках, в цилиндры начнёт поступать бедная смесь. В итоге мотор будет быстро перегреваться, что приведёт к серьёзным негативным последствиям для целостности и состояния двигателя.

Виды систем

Прежде чем ставить систему закиси азота в машину, нужно подумать, какая именно лучше подойдёт. Если заехать в специализированное ателье, где занимаются подобными техническими доработками транспортных средств, клиенту предложат три варианта:

Сухая система является наиболее простой в плане установки и применения на автомобилях. Поступление состава осуществляется через впускной инжектор вместе со смесью топлива и воздуха. В результате получается, что сам коллектор остаётся сухим. Отсюда и такое название. Чтобы получить такой эффект, применяют 2 метода:

1. Увеличивают давление от устройств, которые отвечают за подачу закиси азота. То есть наращивают давление в баллоне. Это позволяет усилить поток смеси.
2. Продлевают время для подачи через инжектор горючего. Для этого нужно перепрограммировать электронный блок управления двигателя. Так можно увеличить объём общей смеси, которая закачивается в мотор.

При этом специалисты и сами автомобилисты отмечают, что подобные сухие системы неуправляемые. Другими словами, если её включить, она будет работать. Если выключить, то никакого эффекта ждать не приходится. Также есть вариант с использованием мокрой схемы. Система устроена примерно идентичным образом, что и сухой тип. Разница заключается в том, что подача топлива осуществляется за счёт применения дополнительного подающего элемента, то есть форсунки. За счёт такого решения практически исключается вероятность перегрева и детонации, зато возрастают показатели коэффициента полезного действия. Мокрые системы позволяют использовать дополнительные топливо, под которое монтируется отдельный бак небольшого размера. Туда автомобилист может залить спирт, бензин или газ, эти вещества отличаются более высоким показателем октанового числа.

Но наиболее эффективной и современной считается третья схема. Основана она на прямом впрыске закиси азота. Подготовленное топливо поступает внутрь цилиндров, где происходит его полное сгорание. Смешиваются компоненты топливовоздушной смеси ещё до поступления в цилиндры, что принципиально отличает систему прямого впрыска от альтернативных вариантов. Преимуществами прямого впрыска являются высокая точность, отличный КПД и способность до высших пределов поднимать мощность двигателя, насколько сам мотор это позволяет сделать. Но тут есть и обратная сторона, которая заключается в высокой стоимости, сложности монтажа и очень тонких настройках. Доверять установку такой системы закиси азота нужно только высококвалифицированным специалистам с богатым опытом, знаниями и техническими возможностями.

Применение на обычных двигателях

Активные споры ведутся относительно установки закиси азота на обычные автомобильные моторы. Речь идёт о двигателях, устанавливаемых на серийные гражданские машины средней мощности без претензий на спортивность и способность доминировать на трассах. В теории никто не запрещает поставить на такой мотор любую из систем закиси азота. Но тут важно понимать, что принцип действия оборудования направлен на прирост мощности. Это достигается путём поднятия оборотов двигателя до солидных значений. Для обычного мотора это означает лишь то, что стрелка тахометра будет постоянно находиться в красной зоне при активации закиси азота.

Важно понимать, что простые двигатели под такую нагрузку не заточены, они не предназначены для работы при подобных режимах. В результате силовой агрегат заклинит, что-то сломается, перегорит и пр. Чтобы безопасно поставить систему закиси азота, придётся существенно доработать сам двигатель. То есть его необходимо форсировать путём замены важных компонентов силовой установки. Сюда относятся поршни, свечи, коленчатый вал и многое другое. Задача заключается в том, чтобы на место этих элементов обычного мотора поставить более прочные детали, способные выдержать высокое давление, температуру и прочие нагрузки, обусловленные работой мотора на экстремальных режимах.

Потому без дополнительного тюнинга никак не обойтись. Да, этот совет можно проигнорировать, вставив пару баллонов в машину и подключив подачу закиси к двигателю. Но в такой ситуации действительно несколько активаций приведёт к тому, что двигатель отправится на дорогостоящий ремонт. Торопиться прибегать к монтажу на автомобиль не стоит. Всё же установка системы закиси азота, вне зависимости от её типа, на гражданские машины сопряжена с рядом дополнительных сложностей. Нужно доработать мотор в обязательном порядке, иначе стандартные элементы такой нагрузки не выдержат долго.

Возможный вред

Сам по себе оксид азота или закись, как в основном называют этот газ, вредным и опасным не является. Не зря его активно применяют в медицине. Относительно использования в машине есть свои нюансы, о которых вы успели уже узнать. Наносит вещество вред или нет, вопрос очень спорный. Тут всё зависит от грамотности применения. Если подойти к вопросу ответственно, продумать каждый шаг, выполнить правильную установку и настройку, то водитель получит лишь заметный прирост мощности без серьёзных последствий.

Но нельзя забывать о некоторых нюансах, которые могут сопровождать того, кто решит поставить на свою машину систему закиси азота:

1. Запас прочности. Тут неподготовленные двигатели серьёзно страдают. Они конструктивно не рассчитаны под такие нагрузки. Обычные моторы не позволяют использовать закись азота и при этом эксплуатироваться в течение 600 – 800 тысяч километров. Их ресурс закончится намного раньше. Если двигатель постоянно будет работать в красной зоне, то поломку придётся ожидать в ближайшее время.
2. Кривошипно-шатунный механизм. Чтобы всё работало правильно и безопасно, его придётся поменять. Стандартные механизмы не выдерживают таких условий эксплуатации. Если не поменять, последствия от поломки будут куда серьёзнее.
3. Система подачи топлива. В неё также придётся вносить определённые изменения. Это касается и системы вывода отработанного газа. Во многих случаях в качестве жертвы выступает катализатор, от которого придётся избавляться.
4. Трансмиссия. Тут многое зависит от конкретной ситуации. На некоторых машинах приходится дорабатывать коробку передач, менять на ней шестерни и иные элементы. Иначе трансмиссия может попросту не выдержать такой мощности, либо не сможет справляться с её распределением. Это особенно касается автоматических коробок, которые не позволят полноценно использовать потенциал возросшего по мощности двигателя.
5. ЭБУ. Ещё одним моментом является необходимость влезать в электронные мозги транспортного средства. Этого требуют некоторые виды закиси азота. Потому тут понадобится хороший специалист, умеющий грамотно настраивать электронный блок управления.
6. Катализатор. Жизненно важно настроить его правильно. Если это сделать, ничего ужасного и страшного с катализатором при эксплуатации форсированного закисью азота двигателя не произойдёт. Но есть вероятность того, что катализатор оплавится. Тут уже решайте сами, как с ним лучше поступить.

Взрывоопасным этот газ точно не является, потому не стоит реагировать на заявления тех, кто утверждает обратное. Также вещество не будет негативно воздействовать на внутренние поверхности двигателя, оплавляя или разрушая его.

Но закись азота и обычные автомобильные двигатели не являются идеальным сочетанием. Целесообразность подобного тюнинга гражданской машины под большим сомнением, поскольку для правильной, долгой и безопасной работы придётся вносить серьёзные изменения в мотор, менять целый ряд компонентов. Экономически это не очень выгодно, поскольку порой дешевле просто поставить хороший мотор на автомобиль, вытащив из подкапотного пространства старый.

Если установка системы осуществляется по всем правилам и на подготовленный для такого тюнинга мотор, тогда оборудование позволит получить внушительные результаты в виде прироста мощности и коэффициента полезного действия. Причём тут уже тратить большие деньги не нужно, поскольку никаких изменений в сам адаптированный под форсирование двигатель не придётся. Система закиси азота безопасна применительно к спортивным и прокаченным моторам. А вот на обычных гражданских двигателях высока вероятность возникновения поломок спустя короткий промежуток времени.

Лучшие цены и условия на покупку новых авто

Источник: automotogid.ru