پایگاه خبری اسب بخار
مرجع تخصصی اخبار و ویدیو خودرو

تأثیر استفاده از NOS بر عملکرد موتور

اصلی ترین گزینه برای افزایش قدرت موتور، میزان سوخت تزریق شده برای احتراق است. هرچه سوخت تزریق شده بیش تر باشد انرژی بیش تری آزاد می شود.

در موتورهای انژکتوری تعدادی از سنسورها مشخص می کنند که چه میزان سوخت به هر سیلندر تزریق شود. ECU با دریافت داده های این سنسورها میزان هوای واردشده به موتور (یا اکسیژن درون سیلندر) را تشخیص می دهد و سوخت را متناسب با آن تزریق می کند. برای افزایش اکسیژن واردشده به سیلندر می توانیم از پرخورانی و تزریق مستقیم اکسیژن استفاده کنیم. به کار بردن پرخوران کننده ها بسیار متداول است، اما تزریق مستقیم اکسیژن بسیار پرهزینه است و به همین علت از این روش استفاده نمی شود.

روش دیگر برای افزایش ناگهانی اکسیژن درون سیلندر استفاده از N₂O است. گاز N₂O در دمای بالای ۳۰۰ درجه سلسیوس به اکسیژن (O₂) و نیتروژن (N₂) تجزیه می شود و باعث می شود سوخت بیش تری برای احتراق تزریق شود. از تجزیه هر یک مول N₂O، نیم مول O₂ و یک مول N₂ حاصل می شود، یعنی حدود ۳۳ درصد از محصولات تجزیه را اکسیژن تشکیل می دهد، این مقدار ۱۲ درصد از میزان اکسیژن هر مول هوا، که حدود ۲۱ درصد اکسیژن دارد، بیش تر است. در نتیجه اگر به جای هوا از N₂O استفاده کنیم قدرت بیش تری از موتور دریافت می کنیم. اما حمل مقدار زیادی از گاز N₂O ممکن نیست، زیرا حجم بسیاری را اشغال می کند، به همین علت از N₂O مایع برای ذخیره سازی در خودرو استفاده می شود و البته از آن فقط در شرایط خاص استفاده می شود. N₂O مایع حجم بسیار کم تری را اشغال می کند و در یک کپسول ذخیره می شود.

هنگامی که N₂O مایع به منیفولد هوا وارد می شود، تبخیر و انبساط آن نیز شروع می شود. این تغییر حالت گرماگیر است و همین موجب می شود دمای منیفولد هوا کاهش یابد. کاهش دمای منیفولد هوا باعث می شود چگالی هوای ورودی زیاد شود، در نتیجه علاوه بر گاز N₂O هوای بیش تری نیز وارد سیلندرها می شود و بازده حجمی سیلندر، که با معکوس ریشه دوم دمای هوا (۱/) متناسب است، با کاهش دمای هوای ورودی افزایش می یابد. از سویی، می دانیم که گاز N₂O در دمای بالای ۳۰۰ درجه سلسیوس به اکسیژن (O₂) و نیتروژن (N₂) تجزیه می شود. تجزیه گاز N₂O گرمازاست و گرمای تولیدشده حاصل از آن باعث می شود دمای مخلوط سوخت و هوای نسوخته درون سیلندر به دمای گازهای حاصل از احتراق، که تقریباً با دمای جداره سیلندر برابر است، نزدیک شود. کاهش اختلاف دمایی بین واکنش دهنده ها و محصولات احتراق باعث می شود بازده موتور، که متناسب با ریشه دوم دمای هواست ()، زیاد شود. به این ترتیب با استفاده از N₂O می توانیم هم بازده حجمی سیلندر را، که به دمای کم احتیاج دارد، و هم بازده موتور را، که به دمای بالا احتیاج دارد، بالا ببریم.

NOS مخخف Nitrous Oxide System است که به این سیستم نسبت داده می شود. دو نوع از این سیستم وجود دارد: سیستم خشک (Dry System) و سیستم تَر (Wet System). برای انتقال N₂O از مخزن آن به موتور، چهار روشِ Single Nozzle، Direct Port، Plate و Bar وجود دارد. برای کنترل میزان پاشش نیز از شیربرقی هایی استفاده می شود که میزان پاشش را کنترل می کند، البته این عمل به صورت دستی نیز در گذشته صورت می گرفت.

انتقال Single Nozzle

در انتقال N₂O به این روش، از یک نازل، که در خودروهای انژکتوری پس از فیلتر هوا و قبل از دریچه گاز و در خودروهای کاربراتور پس از دریچه گاز تعبیه شده است، استفاده می شود. این نازل N₂O را در منیفولد تزریق می کند و پس از آن N₂O وارد راهگاه هر سیلندر (Cylinder Runner) می شود و سپس به محفظه احتراق می رسد.

انتقال Direct Port

در این مدل به تعداد سیلندرهای موتور، نازل برای تزریق N₂O داریم. این نازل ها تقریباً مشابه نازل های روش قبلی اند، اما برخلاف روش قبلی، که از یک نازل استفاده می کرد، این روش به تعداد راهگاه های موجود، نازل نیاز دارد تا بتواند هر سیلندر را جداگانه تغذیه کند. این روش بسیار مؤثرتر از دیگر روش های تزریق است و بازده NOS با این روش بالاتر است، در خودروهای مسابقه ای نیز اغلب از این روش برای تزریق NOS استفاده می شود.

انتقال Bar

در این روش جا به جایی از یک لوله، که در سطح آن حفره هایی برای خروج N₂O ایجاد شده است، استفاده می شود. این لوله درون منیفولد هوا قرار می گیرد و اغلب در سیستم های خشک (Dry) استفاده می شود. بیش تر افرادی که می خواهند سیستم نیتروژن اکسید خودروی آن ها پنهان باشد از این روش برای انتقال و تزریق N₂O استفاده می کنند.

انتقال Plate

در این روش تزریق از یک فضاگیر (Spacer)، که بین دریچه گاز و منیفولد هوا نصب می شود، استفاده می شود. در پوسته درونی این فضاگیر حفره هایی تعبیه شده است که N₂O (در سیستم خشک) و یا مخلوط N₂O  با سوخت (در سیستم تَر) از آن ها خارج می شود. هرچه اندازه حفره ها بزرگ تر باشد، در پی آن سوخت و N₂O بیش تری برای احتراق در دسترس می شود و در نتیجه قدرت بیش تری نیز دریافت می شود.

Dry NOS

در این سیستم N₂O به تنهایی در منیفولد تزریق می شود و به همین دلیل درون منیفولد توسط سوخت تَر نمی شود و خشک باقی می ماند، بنابراین از این سیستم تنها در خودروهایی با سیستم سوخت رسانی انژکتوری استفاده می شود. پایه و اساس سیستم سوخت رسانی کاربراتور بر این است که سوخت با هوا وارد منیفولد ورودی می شود و به این ترتیب درون منیفولد همیشه توسط سوخت مرطوب می شود.

Wet NOS

در این سیستم N₂O همراه با سوخت وارد منیفولد هوا می شود و همین باعث می شود منیفولد هوا توسط سوخت تَر شود. منیفولد هوا در خودروهای با سیستم تزریق انژکتوری طوری طراحی شده اند که تنها هوا از آن عبور کند، نه این که هوا همراه با سوخت از این راهگاه ها بگذرد. حال اگر در این خودروها از سیستم تَر N₂O استفاده کنیم مشکلاتی برای موتور به وجود می آید، زیرا سوخت مایع در مقابل هوا سنگین تر است و در منیفولد مخصوص خودروهای انژکتوری، که فقط محل عبور گازهاست، به خوبی با هوا مخلوط نمی شود. از مشکلات اصلی می توان به مخلوط شدن غیر یکنواخت سوخت و هوا، بروز بک فایر به علت وجود سوخت درون منیفولد و مخلوط نشدن یکنواخت سوخت و N₂O اشاره کرد. به همین دلیل از سیستم تَر فقط برای خودروهای کاربراتوری، که راهگاه های آن ها طوری طراحی شده اند که قابلیت جا به جایی سوخت را نیز همراه با هوا دارند، استفاده می شود.

محمد جبارزاده شیاده
پایگاه خبری اسب رخا