Podtlenek azotu (N2O): mokry czy suchy, butla, przepisy

Podtlenek azotu (N2O) to gaz, który wprowadzony do dolotu dostarcza silnikowi dodatkowy tlen. Ten poradnik wyjaśnia, jak działa taki układ, czym różni się układ mokry od suchego, do czego służą butla, ogrzewacz i elektrozawory, jak układ jest włączany, jakie ryzyko niesie dla silnika i co mówią przepisy. To rozwiązanie wyłącznie do sportu motorowego.

Przepisy i bezpieczeństwo. Butla zawiera ciekły gaz pod ciśnieniem, a niewłaściwy układ lub zbyt ubogą mieszankę silnik może przypłacić poważnym uszkodzeniem; nie podajemy tu instrukcji montażu ani doboru dawki, a całość układu zlecaj doświadczonemu warsztatowi. Układ podtlenku azotu jest przeznaczony do sportu motorowego. W Polsce pojazd uczestniczący w ruchu ma być „tak zbudowany, wyposażony i utrzymany, aby korzystanie z niego: 1) nie zagrażało bezpieczeństwu osób nim jadących lub innych uczestników ruchu, nie naruszało porządku ruchu na drodze i nie narażało kogokolwiek na szkodę” (Prawo o ruchu drogowym, art. 66 ust. 1 pkt 1), a dodatkowemu badaniu technicznemu podlega pojazd, „w którym dokonano zmian konstrukcyjnych lub wymiany elementów powodujących zmianę danych w dowodzie rejestracyjnym” (art. 81 ust. 11 pkt 3); to dotyczy tylko zmian, które zmieniają dane z dowodu, a czy dana przeróbka do nich należy, rozstrzyga stacja diagnostyczna lub organ rejestrujący. Rozporządzenie o warunkach technicznych pojazdów wymaga m.in., by instalacja elektryczna była zabezpieczona przed uszkodzeniem mechanicznym wskutek tarcia o inne elementy pojazdu i przed korozją (§ 9 ust. 1 pkt 8). Przepisy o układach N2O zależą od kraju lub regionu: w niektórych miejscach są zabronione w ruchu ulicznym, w innych wymagają na przykład powiadomienia ubezpieczyciela. Ten poradnik nie rozstrzyga, jak polskie przepisy traktują układy N2O. Nie zakładaj, że element ma dopuszczenie do użycia na drodze publicznej; sprawdź to w karcie produktu, a w razie wątpliwości w stacji diagnostycznej, u ubezpieczyciela lub w organie właściwym w Twoim kraju. Na torze lub w zawodach obowiązuje regulamin imprezy. Odpowiedzialność za zgodność z przepisami i dokumentami pojazdu ponosi użytkownik; zmiany mogą też wpłynąć na warunki gwarancji producenta pojazdu.

Jak to działa

Podtlenek azotu jest przechowywany w butli jako ciecz, a w warunkach atmosferycznych jest gazem. W cylindrze rozkłada się, uwalniając tlen, więc silnik może spalić więcej paliwa. Wtrysk powoduje też obniżenie temperatury ładunku, a z nią wzrost jego gęstości. To zmienia proces spalania: rosną obciążenia termiczne i ciśnienia w komorze spalania, dlatego dodatkowe paliwo i odpowiednio przygotowany silnik są tu warunkiem, a nie dodatkiem.

Układ składa się z butli z zaworem, przewodu wysokociśnieniowego, elektrozaworu i dyszy lub dysz w dolocie. Sterowanie włącza elektrozawór tylko w określonych warunkach. Elektrozawór pobiera prąd, który wymaga przekaźnika i przewodu o odpowiednim przekroju.

Mokry czy suchy

Różnica dotyczy tego, skąd bierze się dodatkowe paliwo.

W układzie suchym jest tylko elektrozawór podtlenku, a dodatkowe paliwo dodają fabryczne wtryskiwacze, więc sterownik silnika musi być do tego przygotowany. W układzie mokrym są dwa elektrozawory, N2O i paliwa, a paliwo i podtlenek są podawane razem, więc kolektor jest „mokry” od paliwa. Dysza układu mokrego łączy oba tory. Układ mokry stosuje się zwykle tam, gdzie sterownik nie ma funkcji wzbogacania, ale potrzebuje on własnego toru paliwa, a jego źródło ma znaczenie dla stabilności dawki. Układ suchy bez sterownika, który potrafi wzbogacić mieszankę, jest niewskazany, bo paliwo nie nadąży za podtlenkiem. Rysunek pokazuje różnicę.

Butla i ogrzewacz

Ilość podtlenku, która trafia do dyszy, zależy od ciśnienia w butli, a ono od temperatury. Spotykane zalecenia dla okna roboczego to około 900-1000 psi (62-69 bar), a jeden z dużych producentów podaje 900-950 psi; odpowiada to temperaturze butli rzędu 29-35 °C według opracowań wtórnych. Wartość zależy od układu, więc obowiązują dane producenta Twojego układu. Ogrzewacz służy do tego, żeby doprowadzić ciśnienie do wymaganego zakresu i utrzymać je. Chodzi o powtarzalność, a nie o większy efekt: ogrzewacz sam nie daje mocy. Zbyt wysokie ciśnienie lub przegrzanie butli to ryzyko dla bezpieczeństwa, więc ogrzewanie dobiera się do danych producenta układu.

Butla jest zbiornikiem ciśnieniowym. Butle gazowe mają zawory zabezpieczające, na przykład tarczę bezpieczeństwa, która pęka przy określonym ciśnieniu, a także podlegają okresowym badaniom (w USA co 5 lub 10 lat zależnie od rodzaju butli, w innych krajach zasady są odrębne). Zawór butli trzeba chronić przed uszkodzeniem, a butlę mocować przed przemieszczaniem. Butla ma rurkę syfonową, więc położenie butli ma znaczenie dla poboru cieczy; zalecenia producenta układu dotyczą montażu. Regulaminy zawodów mogą stawiać dodatkowe wymagania, na przykład rurkę odprowadzającą gaz z butli w kabinie poza pojazd.

Przepłukiwanie (purge) usuwa gazowy podtlenek z przewodów, żeby do elektrozaworu dotarł ciekły.

Aktywacja i zabezpieczenia

Układ włącza się w określonych warunkach. Typowo wymagany jest wyłącznik uzbrajający, który odcina układ, gdy nie jest potrzebny, a dodatkowo sygnał z czujnika położenia przepustnicy lub przełącznika pełnego otwarcia przepustnicy oraz okno obrotów, które pozwala włączać układ powyżej progu i wyłączyć go przed ogranicznikiem obrotów. Dzięki temu podtlenek nie jest podawany na niskich obrotach ani przy przymkniętej przepustnicy. Można też zablokować aktywację na wybranych biegach.

Elektrozawory pobierają prąd, więc wymagają przekaźnika, bezpiecznika i przewodów o odpowiednim przekroju oraz solidnych połączeń. Filtry przed elektrozaworami chronią je przed zanieczyszczeniami, a elektrozawory wymagają okresowej obsługi.

Ryzyko dla silnika

Podtlenek zwiększa ciśnienie w cylindrach, więc może uszkodzić tłoki, korbowody, wał korbowy lub blok. Największe ryzyko to mieszanka zbyt uboga, na przykład gdy elektrozawór paliwa nie otworzy się w układzie mokrym: powstaje wtedy bardzo wysoka temperatura w cylindrze, spalanie stukowe i przedwczesny zapłon, które mogą stopić elementy silnika. Dlatego rozstrzyga nie sama dawka, lecz to, czy silnik, paliwo i zapłon są do niej przygotowane. Nie podajemy tu wartości dawki ani zmian zapłonu: to zadanie dla warsztatu, który zna konkretny silnik.

Rodzaje: co wybrać

Jak dobrać

• Zastosowanie. Zdecyduj, czy auto będzie używane wyłącznie w sporcie i czy regulamin imprezy dopuszcza N2O.
• Sterowanie paliwem. Sprawdź, czy sterownik silnika umie wzbogacić mieszankę, bo od tego zależy układ suchy czy mokry.
• Silnik. Oceń, czy silnik, paliwo i zapłon są przygotowane na większe ciśnienia w cylindrze.
• Butla. Sprawdź mocowanie, ogrzewacz i datę badania butli.
• Montaż. Ustal, kto zamontuje i ustawi układ oraz sprawdzi jego szczelność.

Montaż i typowe błędy

Układ N2O zlecaj doświadczonemu warsztatowi; nie podajemy instrukcji krok po kroku.

• Brak wzbogacenia. Mieszanka zbyt uboga to najczęstsza przyczyna zniszczeń.
• Zła strona układu. Układ suchy bez przygotowanego sterownika albo układ mokry bez stabilnego toru paliwa.
• Brak uzbrajania i okna obrotów. Układ włącza się w złych warunkach.
• Przewody i bezpieczniki. Elektrozawory na zbyt cienkim przewodzie lub bez przekaźnika.
• Niezabezpieczona butla. Luźne mocowanie albo zawór narażony na uszkodzenie.
• Przegrzana butla. Zbyt wysokie ciśnienie wskutek niewłaściwego ogrzewania.

Co zmienić razem

• Dolot. Układ dolotowy: mapa kategorii od filtra do kolektora i Airbox, kolektor ssący i przepustnica.
• Paliwo. Regulator ciśnienia paliwa i Wtryskiwacze.
• Zapłon. Świece i cewki zapłonowe.
• Złącza i prąd. Złączki AN i Wyłączniki prądu.
• Kategorie: Podtlenek azotu, nitro i Układ dolotowy.

Lista kontrolna przed zakupem

• Wiem, że układ jest do sportu motorowego i nie zakładam dopuszczenia do ruchu.
• Sprawdziłem regulamin imprezy i przepisy w moim kraju.
• Wiem, czy wybieram układ mokry, czy suchy i dlaczego.
• Mam plan dodatkowego paliwa i sprawdzony sterownik.
• Wiem, jak mocuję butlę i jak ogrzewam.
• Mam wyłącznik uzbrajający, aktywację i okno obrotów.
• Przekaźnik, bezpiecznik i przewody są dobrane do elektrozaworów.
• Wiem, kto wykona montaż i strojenie.

Zobacz kategorię Podtlenek azotu, nitro →

FAQ

Czym różni się układ mokry od suchego?

W suchym jest tylko elektrozawór podtlenku, a dodatkowe paliwo dodają wtryskiwacze. W mokrym są dwa elektrozawory, N2O i paliwa, a oba medium są podawane razem.

Po co jest ogrzewacz butli?

Utrzymuje ciśnienie w oknie roboczym, bo od ciśnienia zależy ilość podawanego podtlenku. Ogrzewacz nie zwiększa mocy sam z siebie.

Kiedy układ jest włączany?

Zwykle po uzbrojeniu wyłącznikiem, przy pełnym otwarciu przepustnicy i w oknie obrotów, a nie na niskich obrotach.

Dlaczego podtlenek jest groźny dla silnika?

Zwiększa ciśnienie w cylindrach, a przy zbyt ubogiej mieszance powoduje spalanie stukowe i bardzo wysoką temperaturę, które mogą zniszczyć tłoki lub blok.

Czy podtlenek azotu jest dozwolony na drodze?

Zależy od kraju lub regionu. To rozwiązanie do sportu motorowego; zapytaj stację diagnostyczną, ubezpieczyciela lub organ w swoim kraju.

Powiązane kategorie: Układ dolotowy · Podtlenek azotu, nitro · Przepustnice · Wtryskiwacze · Regulatory ciśnienia paliwa