極速傳說究極進(jìn)化:解析氮氣加速系統(tǒng)

       小編在讀小學(xué)時候曾經(jīng)看過港產(chǎn)片《烈火戰(zhàn)車2之極速傳說》，鄭伊健主演的主角SKY在結(jié)局里與反派鄧風(fēng)的對決尤為好看。5代EVO惡斗5代翼豹固然噱頭十足，但在隧道里開“大招”瞬間將對手拋離，排氣管拖著一條長長的火舌，時空甚至出現(xiàn)扭曲的夸張效果卻讓小編一直銘記到現(xiàn)在。隨著年齡的增長和國內(nèi)網(wǎng)游跑跑卡丁車的風(fēng)行，小編逐漸認(rèn)識到了神秘的“大招”其實就是氮氣加速系統(tǒng)。藉著論壇朋友對CAS展車日產(chǎn)S13氮氣加速系統(tǒng)的強(qiáng)烈要求，小編特此向各位朋友淺析一下。

圖：跑跑卡丁車使用氮氣加速，圖中紅色燃料為氮氣加速的核心—N2O

      不少初涉汽車的朋友極有可能被氮氣加速系統(tǒng)所誤導(dǎo)，認(rèn)為氮氣加速系統(tǒng)使用的是氣體是氮氣，小編可以很負(fù)責(zé)任地告訴大家，絕對不是！有點化學(xué)常識的都知道氮氣的性質(zhì)非常穩(wěn)定，而且空氣中大部分的含量都是氮氣，既不是燃料，又不能助燃，對汽車的瞬間加速沒有作用。事實上氮氣加速系統(tǒng)使用的氣體是一氧化二氮（N2O），俗稱“笑氣”，因為有輕微甜味能使人發(fā)笑而得名。常溫下穩(wěn)定，高溫下分解成氮氣和氧氣，有助燃作用。化學(xué)反應(yīng)方程式：2N2O==2N2+O2。由此我們可以知道N2O可以加速的原因是因為提供了額外的氧氣，原理和渦輪增壓差不多，都是盡量將多的空氣送進(jìn)氣缸，只不過渦輪增壓作用時空氣是被動吸入的，而氮氣加速系統(tǒng)是根據(jù)駕駛員的指示釋放N2O。還有一點我們應(yīng)該留意到，反應(yīng)生成的氮氣與氧氣比是2:1，空氣里的氮氣與氧氣比是4:1，這也從另一角度解釋了為何開啟氮氣加速系統(tǒng)會有如同火箭一般的加速效果。

      除了N2O之外，氮氣加速系統(tǒng)還由氣罐、電磁閥、噴嘴、啟動開關(guān)、專用的氮氣管路、保險、繼電器、凈化過濾器和銥合金火花塞等組成。

      儲存N2O的專用儲氣罐凈重約6.7kg，充滿N2O后約11kg。按每次使用不超過1分鐘計，1罐N2O大概可以使用3000多次。加氣壓力高于342公斤每立方分米時，N2O就會從氣態(tài)變成液態(tài)，放熱并降溫到零下127度。而當(dāng)需要用到N2O時，它會先變成氣態(tài)再反應(yīng)。這個過程需要吸收大量的熱量，使進(jìn)入氣缸的氧氣密度增加，減少氣缸的爆震趨向。單單是這個降溫的過程就可以增加6%的馬力，如果是K20A的話這個數(shù)目就是12匹左右。由N2O進(jìn)入到氣缸分解出氮氣與氧氣到燃燒過程結(jié)束，氧氣顯然就起到助燃的作用，而氮氣扮演的角色則是增大氣缸壓力和減緩燃燒速度。如果氧氣含量過高的話，無論燃油的標(biāo)號多高，都會發(fā)生爆震，所以避免使用純氧以致燃燒速度過快，發(fā)動機(jī)承受不了考慮的就是這個因素。即便如此，氮氣加速系統(tǒng)也不能過勤使用，經(jīng)常在某些飚車電影中聽到機(jī)械師反復(fù)叮囑車手每次使用不能超過規(guī)定時間也是顧忌發(fā)動機(jī)的承受能力問題。

圖：氮氣加速系統(tǒng)所用氣罐

      噴嘴，如同引擎供油系統(tǒng)的噴油嘴。噴嘴口徑越大，噴油壓力越強(qiáng)，所噴出的N2O量就越多，對馬力的助益就越大。像噴油嘴一樣，噴嘴也有分單點噴射（SPI）與多點噴射（MPI）兩種。單點噴嘴的位置位于節(jié)氣門的前部，特點就是布局簡單，但控制精度差，國內(nèi)的改裝店采用的一般是這種方式。多點噴嘴的位置位于進(jìn)氣歧管上，噴嘴個數(shù)因車而異，有的是氣缸個數(shù)的一半或者幾分之幾，一支噴嘴為兩個氣缸供氣；有的是每個氣缸配一支噴嘴，這樣控制精度就可以較高，但歧管上鉆孔加工噴嘴孔在做功時引擎與缸內(nèi)零件都會受到極大損害，一般用于職業(yè)改裝，例如美國的直線加速賽事Drag Racing用車都是采用這種噴嘴方式。另外，除了單點與多點的分別之外，噴嘴也有“干濕”之分。“干”是指干式噴嘴，即只是噴N2O；“濕”是指濕式噴嘴，即是將N2O與燃油同時噴進(jìn)氣缸，所以這類噴嘴需要額外搭多一條油管進(jìn)氣管道里，兩條管路平時相互獨立，靠電磁閥來控制開閉。除此之外，還有一點可能被各位讀者忽略，就是ECU的重新設(shè)計。因為平時引擎的供油量是不可能與開啟氮氣加速系統(tǒng)時的供油量相提并論的，正所謂“要想馬兒跑的快，就要馬兒多吃草”，開啟氮氣加速系統(tǒng)必須要以提高供油量為前提才可以發(fā)揮出不可思議的加速效果。

圖：整一套氮氣加速系統(tǒng)的所需裝備

圖：氮氣加速系統(tǒng)在整車上面的位置，可以看到這臺S13是使用單點噴嘴的

圖：當(dāng)然少不了儀表，可見最大可容N2O是1500psi（約合10Mpa）

圖：潘多拉的盒子—氮氣加速系統(tǒng)的啟動開關(guān)，想要打開它首先要問下自己有沒有control得住它的能力先

      相信各位朋友在經(jīng)過小編的念叨之后，應(yīng)該對氮氣加速系統(tǒng)有了個大概的認(rèn)識，但小編不贊成朋友們頭腦發(fā)熱進(jìn)行這等程度的改裝。首先，加裝氮氣加速系統(tǒng)不僅僅要對引擎部件進(jìn)行強(qiáng)化（強(qiáng)化程度甚于在自然吸氣的基礎(chǔ)上加裝渦輪增壓或者機(jī)械增壓），更要對整車的各個部位進(jìn)行強(qiáng)化，涉及的工程量相當(dāng)巨大；其次，對電磁閥的要求非常嚴(yán)格。因為電磁閥能否精準(zhǔn)作動關(guān)系到動力性的發(fā)揮問題，而氮氣加速系統(tǒng)必須在節(jié)氣門全開的狀態(tài)下噴射，如果在節(jié)氣門開啟角度不足或是已經(jīng)關(guān)閉時繼續(xù)供給，將造成一氧化二氮逆流，嚴(yán)重者甚至?xí)�出現(xiàn)回火現(xiàn)象，這時候流量計或空氣芯就很容易損壞；再次，國內(nèi)的改裝店是否有能力進(jìn)行這種深度的改裝也是一個問題。何況氮氣加速系統(tǒng)本來用得上的情況就非常少，何苦做這勞民傷財?shù)母膭幽兀棵刻焐儇?fù)重十幾二十公斤，為自己和愛駒減負(fù)吧！