Niezwykła instalacja gazowa w samochodzie. Gaz rozweselający kierowcę
Oglądałeś Szybkich i wściekłych? Grałeś w Need For Speeda: Underground lub inne ścigałki, gdzie ważną rolę odgrywa tuning? Jeśli na któreś z tych pytań odpowiedziałeś twierdząco, z pewnością kojarzysz coś takiego jak nitro.
Kierowca wciska przycisk. Do silnika wtryskiwany jest podtlenek azotu. Auto nagle zyskuje miliard koni mechanicznych i wygrywa wszystko, co dało się wygrać, od wyścigu ulicznego po Tour de France. Ale jak to wszystko działa... tak naprawdę? Zaraz to sprawdzimy, ale najpierw trochę teorii.
O co w ogóle chodzi z tym nitro?
Instalacja nitro - czyli zaopatrująca silnik w podtlenek azotu (tak, to słynny gaz rozweselający) - ma za zadanie chwilowe zwiększenie mocy jednostki napędowej. Chwilowe, bo po pierwsze butle z nitro nie mają jakiejś wyjątkowo dużej pojemności, a po drugie - zwykły silnik nie mógłby non-stop pracować na podtlenku azotu, bo po prostu uległby uszkodzeniu. Być może nawet dosyć spektakularnemu - przykładowo jeśli w nitro jest za dużo lub paliwa zbyt mało, to silnik może nawet zostać rozerwany. Klucz to odpowiednie zestrojenie instalacji na hamowni.
Podtlenek azotu - znany także jako tlenek diazotu bądź tlenek azotu(I), N2O - to bezbarwny, niepalny gaz o słabej woni i słodkawym smaku. Ma wysoki potencjał cieplarniany.
Choć występuje także w naturze, za ok. 40 proc. jego emisji odpowiedzialny jest człowiek. Podtlenku azotu używa się bowiem nie tylko w medycynie (głównie do znieczulania), ale też w przemyśle spożywczym (szukajcie E942 w składzie produktów) czy nawet jako utleniacz w paliwie do silników rakietowych.
No właśnie: utleniacz
Ta właściwość N2O wykorzystywana jest także w motoryzacji. Jeśli bowiem do silnika trafi ten gaz wraz z dodatkową porcją paliwa, to chwilowo można osiągnąć znacznie wyższą moc. Zależnie od typu instalacji i samego silnika, można dodatkowo uzyskać od kilkudziesięciu do nawet kilkuset koni mechanicznych - choć mówiąc o kilkuset trzeba tu mieć na myśli głównie pojazdy w rodzaju dragsterów. W zastosowaniach drogowych tzw. strzały nitro rzadko kiedy przekraczają 100-150 KM.
Żeby pokazać, o jak dużym potencjale mowa, wystarczy porównać, ile tlenu znajduje się w powietrzu atmosferycznym, a ile w podtlenku azotu. W tym pierwszym przypadku jest to 21 proc., a w tym drugim - aż 36. Silnikowi w uzyskaniu dużej mocy pomaga też fakt, że nitro przechowywane jest w butlach w stanie ciekłym. Rozprężanie powoduje znaczne obniżenie temperatury w układzie dolotowym, co sprzyja zwiększeniu gęstości powietrza.
Instalacja gazowa, tylko trochę inaczej
Instalacja nitro potrzebuje butli (jednej lub kilku), bo gazu nie wciska się oczywiście nijak do baku samochodu. Istnieje kilka podstawowych rodzajów instalacji:
- sucha - wbrew pozorom, nie polega tylko na wtrysku nitro do silnika. Musi się też pojawić dodatkowa porcja paliwa, tyle że za to odpowiadają (zwykle) fabryczne wtryskiwacze, które pracują pod większym ciśnieniem lub są dłużej otwarte. Zwykle podtlenek podawany jest tu pojedynczym wtryskiwaczem do kolektora, ale spotyka się też bardziej zaawansowane rozwiązania. Suchej instalacji nitro co do zasady nie używa się w silnikach gaźnikowych - gaźnik nie jest bowiem w stanie zapewnić odpowiednio dużego wzrostu ilości paliwa w silniku (choć mój spalający średnio 13,5 l benzyny na 100 km gaźnikowy Peugeot 205 pewnie miałby inne zdanie);
- mokra - tutaj za dostarczanie dodatkowej ilości paliwa oraz zmieszanie go z nitro odpowiada sama instalacja. Mieszanka wtryskiwana jest do kolektora dolotowego, co przy nieprawidłowej regulacji instalacji może utrudniać poprawną pracę silnika lub doprowadzić do jego uszkodzenia;
- bezpośredni wtrysk - wtryskiwacze są umieszczane tak blisko komór spalania, jak to możliwe. Ze względu na równomierne dostarczanie gazu do cylindrów, taka instalacja jest najbezpieczniejsza dla silnika.
Jest to podział ogólny, skupiający się na samej formie podania nitro i paliwa do silnika oraz umieszczenia wtryskiwaczy. W ramach tych opcji można np. wyszczególnić instalację polegającą na montażu specjalnej przekładki pomiędzy przepustnicą a dolotem - w przekładce znajdują się dysze służące do podawania podtlenku azotu lub jego mieszanki z paliwem. Taka forma instalacji wymaga bardzo niewiele zmian konstrukcyjnych w silniku, czasem wręcz prawie żadnych - poza dłuższymi śrubami do zmontowania takiego układu. Ci, którym zależy na instalacji niewidocznej dla osób postronnych, mogą zdecydować się na instalację typu listwowego. Za dostarczanie podtlenku odpowiada tu ukryta w dolocie listwa, ale metoda ta nie zapewnia zbyt równomiernego zaopatrywania silnika w nitro - z tego względu, zwykle są to instalacje typu suchego (za dostarczanie paliwa odpowiadają tylko wtryskiwacze fabryczne - lub ewentualnie wydajniejsze, ale zamontowane w miejscu fabrycznych).
Stosowanie instalacji nitro na drogach publicznych jest nielegalne
Przynajmniej w Polsce i w większości krajów, które przychodzą ci teraz na myśl. Wyjątkiem są tu np. Stany Zjednoczone, gdzie zdarzało się nawet, że można sobie było ot tak kupić samochód z instalacją nitro bez żadnego proszenia się i kombinowania z ukrywaniem się przed policją.
Przykład? A proszę bardzo: Ford Focus w wersji Saleen N2O z 2004 r. Największą ciekawostką związaną z tym konkretnym modelem jest jednak to, że poza nitro... nie było tu innych modyfikacji silnika, był to najzwyklejszy motor 2.3, wolnossący, o mocy 154 KM. Dodajmy do tego strzał z nitro (75 BHP, czyli 76 KM) i mamy 230 KM.
Stosunkowo duża, zamontowana w bagażniku butla zawierająca 10 funtów (4,54 kg) podtlenku azotu, teoretycznie pozwalała na 8 do 12 użyć instalacji przy założeniu, że korzystałoby się z niej w zawodach na 1/4 mili. Praca ciągła do wyczerpania gazu mogłaby teoretycznie wynosić do ok. 3 minut... o ile ten seryjny silnik by to wytrzymał, co jest wysoce wątpliwe ze względu chociażby na znaczny wzrost temperatury w komorach spalania w trakcie używania instalacji.
Był w tym jeszcze dodatkowy haczyk: Saleen dostarczał te samochody wyposażone w instalację, ale... niepodłączoną. I z pustą butlą. Jeśli nabywca podopinał co trzeba było podpiąć i napełnił butlę, automatycznie tracił gwarancję na silnik.
Instalacja nitro brzmi nieźle... zanim pozna się szczegóły
Krótki przyrost mocy, w zwykłym aucie na dodatek stosunkowo niewielki... i grożący problemami, jeśli instalacja nie jest odpowiednio wysterowana na hamowni. Dla tych, którym takie strzały nitro (i adrenaliny) wystarczą, jest to jednak opcja ciekawa o tyle, że koszty potrafią być stosunkowo niewysokie w porównaniu np. z montażem sprężarki mechanicznej, o turbo nie wspominając. Zależnie od rodzaju silnika, wybranego typu instalacji, wybranych komponentów i tak dalej, koszt montażu może wynosić ok. 2000 zł, choć może też kilkukrotnie więcej.
Moim ulubionym przykładem na zastosowanie nitro pozostaje natomiast projekt Auto Świata z dawnych lat, gdzie w instalację uzbrojono... 60-konnego Fiata Punto II 1.2. Tak trzeba żyć. Ciekawe tylko, czy to Punto nadal istnieje - a jeśli tak, to czy nadal ma tę inną instalację gazową.
Zdjęcie główne: Stefan-Xp, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/, via Wikimedia Commons
