Вся правда о закиси азота в России
За те несколько лет, что ходят разговора о закиси азота и ее польза для ускорения автомобиля, остались вопросы, на которые нет ответа в интернете. Масса информации, переведенной с других языков, но малопонятной простому российскому гонщику. Хотелось бы поделиться своим многолетним опытом на эту тему.
Производители закиси азота.
Следовательно: в России закись проводится на территории завода Череповецкий азот, в Украине заводами Техногаз и Стиролбиофарм. Вся закись медицинская, технической у нас не является, ее проводят в Америке, и к перевозке обычными самолетами она запрещена.
А не повредит ли медицинскую 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 ее не применял оральный, для подбадривания своего организма (наверно в Америке многие пытались это сделать). Медицинская закись азота никакие добавки не содержит, но нас интересует ее приложение исключительно в двигателе.
или Оправдана установка системы закиси азота на гоночный автомобиль, насколько она эффективна на 402 метра? Как вы думаете 50, 100, 200 конских сил прибавят вам преимущество в заезде? Ладно, какие сотни конских сил, подумаешь которые то 36% кислороду. Стоял у меня этот серый баллон с редуктором и резиновым шлангом, эффекту почти никакого, только понты одни, лучше распредвал больше поставить. Правильно. Просто поставить серый баллон на автомобиль, и вывести клапан подачи газа на тумблер в салон мало. Вас не прижмет к спинке сидение как в фильме Форсаж запуск такой системы. Так что же это все обман, и закис азоту это миф?- спросит начинающий гонщик. Закис азоту это не миф, и драгрейсинг без нее 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 правильны, а которые нет? Попробуем разобраться.
Баллоны.
Сравнимый сначала американские баллоны родоначальников применения нитроса в гонках (nitrous oxide - закис азоту по английски) и баллоны отечественного производства. Но уже, визуальные отличия в наличии. Американские обычно красивее и легче (из алюмминия), но дорогие. Наши непривлекательные ( 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 к крану. Правильно! Она нужна для того, что бы подавать ожиженную 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 если человека усыплять ожиженной, он скорее всего уже не проснется. А если в автомобиль подавать газообразную, эффект несомненно будет, поскольку содержание кислорода что подается в двигатель увеличится, но двигатель на высоких оборотах потребляет столько много воздух из атмосферы, что эта надбавка станет для него незаметная.
Установка отечественного баллона краном вверх с редуктором подходит только в медицинских целях. На автомобиле такая надбавка дает небольшой эффект на низких оборотах, а на высоких практически всходит к нулю. В драгрейсинге используються моторы с высокими оборотами, и надбавка момента, который крутит, на низких оборотах неэффективная.
Так почему же нам такая важная жидкая закись азота для ускорения двигателя? Обычная физика: сравните- сколько молекул в газообразном веществе, и в этом же веществе жидкой. Ну например вода в виде пара- сколько нужно пара, что бы вышел киллограмм? Попробуйте наполнить литровую банку килограммом пары. Наверно будут нужно много усилий? А если наполнить литровую банку килограммом воды? Легко. Тоже именно можно сказать о двигателе и закис азоту. Нет смысла сначала испарять вещество, а затем пытаться с трудом запихнуть его больше. Считается что если в воздухе 21% кислороду, а в закиси азота 36% - соответственно мощность мотора может увеличиться у 1,7 раза. Да, это за условия что в мотор перекроется подача атмосферного воздуха, и будет поступать газообразная закись азота в чистом виде. Представляете сколько атмосферного воздуха потребляет драговий мотор, на оборотах двигателя 10000? Допустимый 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 газов 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! Последнее - азот, который помогает бороться с детонацией. Закис идеальное вещество для повышения мощности двигателя.
Еще хочется немного сказать о чистом кислороде из баллонов - он взрывоопасен при смешивании с маслом, и еще температура горения бензина с кислородом расплавит мотор, так что он никак не может быть применен 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? Закис азоту поступает в спортивный двигатель в жидком виде, содержит столько молекул кислорода, что можно кратковременно прибавить мощность двигателя на 1000 Л/с и более, обычно если конструкция двигателя позволяет.
Закис азоту выходит из баллона, следует по специальному шлангу, готовясь провести что-то, но упирается. В электрический клапан (соленоид) который управляется тумблером из салона. Шланг лучше использовать диаметром 4-5мм, что бы закис быстро дошел 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 закис заблаговременно не превратился в газ, в жидком виде она должна дойти до распылителя.
Электроклапан (соленоид) должен быть большой мощности, что бы перекрывать закис азоту под высоким давлением, не иметь прокладки, которые не выдерживают низкие температуры (ведь при расширении вещество создает минусовую температуру). Тумблером открываем клапан, закис азоту через жиклеры поступает в двигатель. И бабах! Резкое обеднение рабочей смеси, детонация и поршни, вываливаются в поддон. Что бы система закиси азота подействовала на мощность мотора, нужная строго пропорциональная надбавка топлива. Как это достигается?
Импортные системы имеют определение как сухие и мокрые. Обе состоят из баллона, который подает закись азоту в жидком виде на электроклапан, и дальше через жиклер в двигатель. В подаче закиси азота в мотор разницы нет. Отличие заключается только в подаче дополнительного топлива.
Мокрая система.
В мокрой системе дополнительное топливо снимается из топливного рельса инжекторов. Оно там всегда стабильно (регулируется клапаном давления топлива), и через подобранные жиклеры поступает в впускной коллектор двигателя, вместе с закисью азота. Электроклапаны подачи закиси азота и дополнительного топлива включаются одновременно. Электроклапан перекрывает дополнительное топливо может быть обычным, с бензостойкими прокладками. Мокрая система закиси азота независима от подачи воздуха и топлива в двигатель, и добавляет определенное количество конских сил, исходя из подбора жиклеров для этой системы. При увеличении мощности двигателя обязательная замена топливного насоса на более производительный, во избежании обеднения рабочей смеси.
Сухая система.
Сухая система подает жидкую закись азоту через подобранные жиклеры. Дополнительное топливо подается разными способами: на двигателях инжекторов использовались такие методы, как увеличение давления топлива в топливном рельсе при активизации системы( с помощью регулятора давления топлива), обман ЕБУ двигателя с помощью резистора, образовывающего иммитацию мороза на улице, тем самым увеличивая подачу топлива через форсунки. Все эти системы применяют полумеры для подачи дополнительного топлива, и является неэффективными. Наиболее эффективная сухая система подачи закиси азота состоит из подачи жидкой закиси азота и двухпрограмной прошивки ЕБУ, 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 ЕБУ, и топливо в двигатель подается в увеличенном объеме через топливные инжекторы в соответствии с расчетами на объем закиси азота, который подается. Топливные инжекторы в этом случае должны быть обязательно увеличены в сумме на 500 мл/мин на весь двигатель на каждых 100 Л/с планируемой надбавки мощности. Ну например если на автомобиле ВАЗ 2112 стоят форсунки производительностью 132мл/мин то при установке такой сухой системы с надбавкой 100 Л/с должны быть установлены форсунки производительностью 250мл/мин + топливный насос повышенной производительности + двухпрограмная пошивка что управляет дополнительной подачей топлива. В действительности правильная сухая система закиси азота не уступает по мощности мокрой, но более сложная в настройке, поскольку требует программирования ЕБУ и установки увеличенных инжекторов (форсунок).
Ну вот приблизительно разобрались с принципом работы сухих и мокрых систем. Хочется сказать, что надбавка мощности осуществляется на одинаковое количество конских сил при любых оборотах двигателя и независимо от его объема. Мощность системы закиси азота зависит только от размера подобранных жиклеров. Пари жиклеров можно ставить одну, на весь впускной коллектор двигателя, а можно на каждый цилиндр отдельно. Во втором случае растет эффективность. При установке системы свыше 100 л/с нужно установка кованых поршней, шатунов, укрепления блока двигателя. Не забывайте о топливном насосе увеличенную производительность.
Грелка для баллона.
Грелка для баллона применяется для поддержки одинаковой температуры газа, и соответственно для стабильной работы системы. При расчете жиклеров подачи закиси, мы подразумемеваем, что температура баллона 20`c, и давление, в баллоне 51 атмосфера. Подбираем жиклеры, испытываем машину - все работает нормально. Приезжаем на гонки, а с утра что-то захолодало, и температура на улице +10. Давление в баллоне уже не 51 атмосфера, а 40. Смесь закиси с топливом уже поступает обогащенная, и желаемой мощности не вышло. А еще хуже когда на улице жара, настраивали систему с расчетом на 20 градусов, а на улице +35. Тогда давление в баллоне подскочит до 72 атмосфер, и обедненная смесь может вызывать детонацию, что страшнее всего 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 полностью полезный атрибут, например установив в ней постоянную температуру, например +35 градусов, и пододбав соответствующие жиклеры, можно не беспокоиться о перепадах температуры на улице. Ваша система закиси будет работать всегда стабильно.