نحوه کار نیتروژن اکسید در تقویت موتور ماشین

نيتروژن اكسيد (N_۲O) گازی بی رنگ، بی بو و غير قابل اشتعال است. N_۲O سمی نيست اما خنده آور است.  يكی از موارد كاربرد N_۲O در تقويت خودرو است. نيتروژن اكسيد يک سوخت نيست كه با سوختن آن در موتور اتومبيل بتوان انرژی توليد كرد. اين گاز وقتی وارد سيلندر می‌شود، به دليل گرمای زياد داخل محفظه به اتم اكسيژن و نيتروژن تجزيه می‌گردد. در اين تجزيه پيوند بين اتم ها شكسته می‌شود. اين عمل با گرفتن گرما از سيلندر همراه است در نتيجه دمای محفظهٔ احتراق كم می‌شود. خيلی سريع اتم های فعال اكسيژن با هم تركيب شده و مولكول O_۲ را به وجود مي آورند. حال اگر ما مقداری سوخت اضافی وارد سيلندر كنيم می‌توانيم با گاز اكسيژن حاصله، سوخت اضافی را بسوزانيم و نيروی بيش تری توليد كنيم. توجه داشته باشيد كه سوزاندن سوخت اضافی زمانی ممكن می‌شود كه دمای سيلندر پايين باشد و تجزيهٔ نيتروژن اكسيد اين حالت را فراهم می‌آورد. در اين فرآيند گاز نيتروژن هيچ نقشی در انفجار نخواهد داشت!

 

N_۲O در محفظه‌های تحت فشاری به نام Bottle Heaters يا Bottle Warmers در خودرو نگهداری می‌شود.

فشار داخل اين محفظه بايد بين ۸۵۰ تا ۱۱۰۰ psi باشد تا بتواند گاز را در حالت مايع نگاه دارد. گاز از طريق شلنگ تحت فشار به مجرای تفس موتور (و يا خود سيلندر) تزريق می‌شود. به هنگام تزريق نيتروژن اكسيد، اين گاز از حالت مايع به گاز می‌رود چون نقطهٔ جوش آن در حدود منفی ۸۴ درجهٔ سانتی گراد است. در اين تغيير فاز, دمای مخلوط هوا كاهش می يابد و درنتيجه فرآيند انفجار بهتر صورت می گيرد.

 

نيتروژن اكسيد به سه صورت به موتور تزريق می‌شود:

 

۱-تزريق خشك: در اين حالت، گاز N_۲O به تنهايی وارد مجرای تنفس می‌شود و سيستم سوخت رسانی به گونه‌ای تنظيم می‌گردد كه سوخت اضافی را وارد موتور كند.

 

۲-تزريق خيس: در اين تزريق، گاز N_۲O و سوخت اضافی ابتدا با هم مخلوط می‌شوند و از راه نازل وارد مجرای تنفس مي گردند.

۳-تزريق مستقيم: در اين حالت برای هر سيلندر يك تزريق كننده وجود دارد به طوری كه از هر يك از اين نازل ها، گاز N_۲O به علاوهٔ سوخت اضافی وارد محفظهٔ احتراق می‌شود. اين حالت بيش تر در خودرو های مخصوص مسابقه كاربرد دارد.

عمل تزريق با سوئيچ هاي كنترلی داخل خودرو انجام می‌شود كه وصل شدن سوئيچ موجب فعال شدن سيم پيچ (سولنوئيد) های مربوط به نيتروژن می‌گردد. يك كنترلر قابل برنامه ريزی نيز حجم افزودن گاز نيتروژن اكسيد را تعيين می كند. اين كنترل كننده می‌تواند از نوع پيش رونده (Progressive) باشد كه به طور تصاعدی حجم گاز را افزايش می‌دهد و يا از نوع دو مرحله ای باشد كه طی دو مرحله حجم گاز را به حداكثر می رساند.

سيستم نيتروژن اكسيد در تقويت خودرو اگر به درستی به كار گرفته شود، مشكلی براي موتور ايجاد نمی كند. اين امر زمانی ممكن است كه سيستم را با ساختار موتور هماهنگ كنيد و از يك پک N_۲O مناسب با تجهيزات حفاظتی استفاده نماييد.

 

 

 

مطالب ارائه شده در اين مقاله بيشتر براي افزايش سرعت و توان خودرو از راه تيونينگ مي باشد و برخي از مطالب زير ممكن است باعث اسيب زدن به موتور شود اما كساني كه به فكر افزايش ناگهاني سرعت مي باشند اسيب زدن به موتور براي انها مهم نيست لذا مطالب زير بيشتر براي ماشين هاي مسابقه اي استفاده مي شود  و استفاده ان توصيه نمي شود

افزايش توان در موتور توسط سيستم هاي ذيل امكان پذير است

1- جرقه زني msd

2-تزريق نيترواكسيد

3- نصب هدرز

4- تزريق اب

 

مقدمه

کلاس بندی توان موتور

•         در کشورهای سازنده موتور توان موتور به سه روش می باشد

1- DIN استاندارد اروپایی (المانی) (موتور بر روی خودرو سوار شده باشد و با تمام وسایل جانبی موتور )

2- CUNA استاندارد ایتالیایی (موتور بدون فیلتر هوا و لوله اگزوز و بدون سوار کردن بر روی خودرو اندازه گیری

می شود )

3- SAE استاندارد امریکایی (موتور بدون فیلتر هوا و لوله اگزوز و دینام و پمپ اب و فلایویل و دیسک و صفحه )

برای مثال توان موتورامریکایی بزرگ اگر 100 اسب بخار در سیستم SAE باشد در سیستم استاندارد DIN حدودا

برابر 80 تا 90 اسب بخار می باشد

 

 

افزايش توان و گشتاور موتور كار دو گروه است

1- موتورسازان بزرگ دنيا

2- شركتها و كارگاههاي تخصصي به اصطلاح تيونينگ موتور

 1- در حالت اول که کار موتورسازان بزرگ دنیا می باشد قبل از تولید موتور پارامترها بررسی نموده  و موتور را طراحی  می نمایند  مثلا  افزایش قطر سیلندر و افزایش کورس پیستون وطراحی نوع سوپاپ و اتاق های احتراق مختلف و هزاران عواملی که در بهبود توان موتور تاثیر می گذارد این عوامل را بررسی نموده و موتوررا طراحی میکنند 

  2- حالت دوم پس از تولید موتور با ایجاد تغییراتی موجب افزایش توان موتور می شود برخی از این تغییرات برای موتور مفید می باشد و برخی از تغییرات مضر اما برای رسیدن به توان و سرعت بیشتر دست به این کار حتی اگر از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نباشد میزنند

افزایش توان با سیستم MSD

    هرچه جرقه با کیفیت و قدرت بیشتری صورت گیرید احتراق بهتری در موتور ایجاد می گردد.
شرکت autotronic control اقدام به تولید سیستم های msd که برگرفته از کلمات multiple spark discharge نمود

     در یک سیستم جرقه زنی استاندارد در هر احتراق 1 جرقه زده می شود. اما سیستم های msd در هر احتراق تا چند جرقه در یک شمع ایجاد می کنند

فرق اين سيستم با سيستم استاندارد در اين است كه برق به وجود امده در كويل بعد از نصب Igenation Control قويتر و منظم تر از سيستم استاندارد ميباشد،به اين صورت كه در سيستم استاندارد در rpm هاي پايين برق به صورت منظم وارد كويل ميشود و كويل استاندارد تا رنجهاي پايين تر از 3000 خوب جواب مي دهد ولي وقتي دور موتور بالا رفت حالت كويل از بين ميرود و نامنظم مي شود و قدرت اصلي خودش رو از دست مي دهد

Igenation Control تصوير  

 

تفاوت سيستم msd با جرقه زني عادي در نمودارهاي ذيل امده است

 

مقایسه جرقه زنی عادی با msd(ولتاژثانویه کویل)

 

تخليه جرقه

تخليه جرقه بر حسب دور

 

 

افزایش توان با Nos يا nitrous oxide

•         استفاده از گاز نيترواكسيد N20 معروف به نیتروس

•         نيترو اكسيد N20گازي بي رنگ، بي بو و غير قابل اشتعال است. اين گاز سمي نيست اما خنده آور است.

 

در سال 1970 تكنولوژي ساخت گاز نيتروژن اكسيد شده همگاني شد  و اين موضوع يكي از موارد مهم در مسابقات اتومبيل راني شد

    اين سيستم معمولا با دخالت راننده و اغلب فقط موقع شتاب گيري به صورت بسيار محدود مورد استفاده قرار مي گيرد. با استفاده از اين  سيستم راننده در مواقع نياز با تزريق نيترو اكسيد به درون مانيفولد ورودي، ميزان اكسيژن مخلوط  را  بالا مي برد و موجب ايجاد احتراق قوي تري در اتاقك  احتراق مي شود كه نتيجه مستقيم  آن، افزايش چشمگير اما محدود  و مقطعي  توان توليدي موتور است

    اين گاز وقتي وارد سيلندر مي شود، به دليل گرماي زياد داخل محفظه به اتم اكسيژن و نيتروژن تجزيه مي گردد. در اين تجزيه پيوند بين اتم ها شكسته مي شود. اين عمل با گرفتن گرما از سيلندرهمراه است در نتيجه دماي محفظه ي احتراق كم مي شود. خيلي سريع اتم هاي فعال اكسيژن با هم تركيب شده و مولكول 2O را به وجود مي آورند. حال اگر ما مقداري سوخت اضافي وارد سيلندر كنيم مي توانيم با گاز اكسيژن حاصله، سوخت اضافي را بسوزانيم و نيروي بيش تري توليد كنيم

 

•         فشار داخل مخزن بايد بين ۸۵۰ تا ۱۱۰۰ psi  باشد تا بتواند گاز را در حالت مايع نگاه دارد. گاز از طريق شلنگ تحت فشار به مجراي تفس موتور تزريق ميشود. به هنگام تزريق نيترو اكسيد، اين گاز از حالت مايع به گاز مي رود

 

افزایش توان با استفاده از هدرز

•         تخليه آسانتر گازهاي خروجي:
عامل كليدي در افزايش راندمان موتور بهبود تخليه گازهاي خروجي ازموتور است.هدرزسبب كاهش ميزان افت راندماني ميشود كه توسط مانيفولد دود رخ ميدهد. به عبارتي هدرز به خروج راحت تر گازهاي خروجي از اگزوز كمك ميكند. هدرز براي هر سيلندر يك لوله كوچك تخليه گاز فراهم مي آورد. اين لوله هاي كوچك باعث ميشوند گاز خروجي از سيلندرها هنگام خروج به عقب پس نزند. هنگامي كه ديگر لازم نباشد سيلندرها براي تخليه گاز خود از يكديگر نيرو بگيرند، اين نيرو صرف افزايش راندمان موتور خودرو ميشود.

 

•         این قطعه یا در واقع لوله با بزرگتر بودن نسبت به لوله ی فابریک و کم کردن پیچ و خمها در لوله باعث راحتتر خارج شدن دود از سیلندرها میشه که همین امر باعث میشود تا نیروی کمتری تلف شود

•         هدرز ها نسبت به شکل، طراحی، و جنسهاي انها باعث افزایش قدرت از ۵٪ الی ۱۵٪ در موتور می شود

 

 

  

 

نمودارتفاوت بين هدرز كوچك و بزرگ (از لحاظ طول هدرز)

 

 

تزریق اب در منیفولد ورودی

•         استفاده از سيستم  پاشش اب در مانيفولد ورودي:

  در بسياري از موتورهاي  با نسبت تراكم بالا در حالت تمام بار موتور”WOP” ) دريچه گاز كاملا باز(  سيستم آبپاش وارد مدار ميشود و با تزريق مقاديری آب به صورت اسپری شده در داخل مانيفولد ورودي موتور مخلوط سوخت وهوا را خنكتر مي كند و در نتيجه  چگالي مخلوط بالا مي رود و راندمان حجمي موتور بهبود مي يابد و نسبت تراكم بالاتري در موتور ايجاد خواهد شد.

کار برد تزريق آب در موتور هايست که در آنها از سيستم پر خوران استفاده شده است
 تزریق آب به طور غیر مستقیم هم چگالی هوا را بالا برده و هم قدرت موتور را افزایش میدهد

 

 

تزريق اب در موتور باعث افزايش راندمان حجمي  و ورود مقدار بيشتري هوا به داخل موتور مي شود اما اين كار هم باعث مقدار كمي الودگي و هم اسيب به موتور مي شود اما اين كار براي كساني كه دوست داران سرعت و شتاب هستند كاربرد دارد

نظرات شما عزیزان:

برچسب‌ها: