Hoe werkt een NOS systeem

Over lachgas injectie voor motoren bestaan veel misopvattingen.
Een uitleg om dit helder te krijgen

Lachgas is een zuurstof dragende samenstelling. De chemische aanduiding ervan is N2O, hieruit kunnen we afleiden dat iedere N2O molecule 2 atomen stikstof en 1 atoom zuurstof bevat. Distikstofmonoxide word ook wel eens incorrect NOS genoemd. Dit is de afkorting van het bedrijf Nitrous Oxide Systems dat de grootste fabrikant is van N2O injectiesystemen voor gebruik in verbrandingsmotoren.

De injectie van lachgas in de verbrandingskamers, van een verbrandingsmotor, als een manier om het vermogen van de motor te verhogen is vroeg in de tweede wereldoorlog ontdekt door de Duitse vliegtuigindustrie. Duizenden Duitse gevechts – en verkenningsvliegtuigen waren uitgerust met een systeem dat lachgas toevoegde aan de inlaat van de motor om zo de lagere luchtdichtheid en zuurstofarmoede op grote hoogten te compenseren. De Britse koninklijke luchtmacht gebruikte ook vliegtuigmotoren met een door lachgas verhoogd prestatievermogen. Vreemd genoeg werd er geen gebruik gemaakt van lachgas door de Amerikaanse luchtmacht, op een paar bescheiden experimenten na. Het is interessant om eens af te vragen, zoals lachgas-injectie zo gevaarlijk is voor de betrouwbaarheid van de motor, waarom werd het dan in zoveel vliegtuigen gebruikt?

Gedurende de jaren vijftig herontdekte de beroemde stock car racer ‘ Smokey Yunick ‘ lachgas injectie als een van zijn vele trucs om races te winnen, totdat het ontdekt en verbannen werd door NASCAR . Nieterminst, zijn er door de jaren heen binnen NASCAR toch nog verschillende schandalen aan het licht gekomen van het misbruik van lachgas en word het waarschijnlijk tot op de dag van vandaag nog steeds gebruikt door de traagste onder de racers. In de late zeventiger en vroege tachtiger jaren werd lachgas dan ook herontdekt door de streetracers .

Op de dag van vandaag is distikstofmonoxide injectie,net zoals vele andere aanpassingen zoals agressievere nokkenassen, grotere carburators, grotere drukverhouding, groter debiet leverende inlaatstukken en uitlaatsystemen een praktische weg tot meer pk’s . En kan, zoals iedere andere aanpassing – misschien nog meer omdat het zo makkelijk leidt tot misbruik – een nadelige invloed op de duurzaamheid en betrouwbaarheid van de motor teweeg brengen.

Distikstofmonoxide is een kleurloos, niet ontvlambaar gas met een lichte zoete smaak en geur. Het is niet giftig of irriterend en wanneer men het in kleine hoeveelheden inademt kan het een lichte histeria of gegiechel teweeg brengen, vandaar de naam lachgas. Wanneer men het in pure vorm inhaleert zal het tot de dood door verstikking leiden omdat onder atmosferische omstandigheden de zuurstof in distikstofmonoxide niet door het lichaam kan worden opgenomen.

Een eigenschap van distikstofmonoxide is dat het bij een temperatuur van 295° Celsius ontbindt in stikstof en zuurstof. Wanneer het wordt toegevoegd in het inlaatspruitstuk van de motor wordt het de verbrandingskamer ingezogen en zal er bij compressie, wanneer de temperatuur een hoogte bereikt van 295° Celsius een zeer zuurstofrijke mix ontstaan. Als we dan tijdens de injectie van het gas extra brandstof voorzien krijgen we het effect van een super charger , dit wil zeggen een grotere compressie verhouding in de motor. Lachgas installaties in auto’s werken zoals de afterburner van een jet en worden gebruikt voor een korte periode van verhoogd vermogen.

N2O geeft dit effect omdat het een hogere concentratie aan zuurstof bevat dan de lucht in de atmosfeer. N2O bezit 36% zuurstof per eenheid en de lucht 23%. Bijkomend is dat N2O een 50% grotere dichtheid bezit dan lucht, bij dezelfde druk. Dus, een kubieke meter N2O bezit 2.3 keer meer zuurstof dan een kubieke meter lucht. Als we nu een beetje hoofdrekenen doen zien we dat als we een beetje van de lucht die de motor ingaat vervangen door N2O, en dan de juiste hoeveelheid brandstof hieraan toevoegen dit zal resulteren in een groter vermogen van de motor.

Simpel gezegd, N2O injectie lijkt zeer veel op een supercharger of een compressieverhoging gedurende de verbranding, het kan dramatisch de dynamische druk in de motor verhogen.

Natuurlijk, wanneer we de cilinder druk in de motor sterk gaan verhogen, verhogen we ook de neiging van de motor tot ontsteking. Dit is waarom haast alle op N2O lopende motoren een vertraagde ontsteking hebben gedurende N2O gebruik. De stijging van de cilinder druk is ook de reden dat, wanneer misbruikt of verkeerd geïnstalleerd, het gebruik van N2O problemen kan geven met de cilinderdeksel afdichting en leiden tot het breken van segmenten of beschadiging van de cilinderkoppen. Ik wil erop wijzen dat alles wat ervoor zorgt dat de motor een zwaardere ontploffing krijgt, zoals te veel druk van een supercharger , brandstof met een laag octaangehalte, overdreven compressie of een te rijke brandstof / lucht menging, dezelfde schade zal teweeg brengen.

Een ander uitdaging bij een N2O systeem is het in juiste proporties afleveren van de N2O en extra brandstof aan de motor. Als je lachgas in de motor inspuit met te weinig extra brandstof, zal het slechte N2O en brandstof mengsel de ontstekingsproblemen nog erger maken. Ontstekingstemperaturen zullen de hoogte invliegen en een catastrofisch einde zal zeker plaatsvinden. Als de proportie zo is dat er te veel brandstof wordt geleverd, zal dit een snelle daling van het vermogen voordeel als gevolg hebben

Zoals men ziet zal N2O tuning net zoals iedere vorm van vermogen tuning , wanneer verstandig en juist geinstalleerd, uitstekend werken. Wanneer men het onverstandig gebruikt of verkeerd installeert kan het een beduidend nadelige invloed hebben op de betrouwbaarheid en duurzaamheid van u motor.

Kleine dosissen N2O kunnen in een standaard motor gebruikt worden om een verhoging van 25% a 35% van het vermogen te krijgen. Volgens mijn opinie, zal meer N2O dan dat, in een standaard motor, de betrouwbaarheid van de motor in het gedrang brengen. Dit is niet alleen waar bij N2O maar bij iedere vorm van tuning . Neem nu een standaard L 82 of L 84 motor, als we hierbij het vermogen verhogen tot 300 pk en niets doen om de duurzaamheid te verhogen zal de motor hier uiteindelijk onder gaan lijden. Eens als men de grens van vermogen verhoging van 35% overschrijdt, doormiddel van lachgas injectie, zal men moeten zorgen voor dingen zoals versterkte pistons, beter sluitende dichtingen, betere lagers, enz…

Lachgas heeft ook een zeer grote kwantiteit (weinig geld, grote vermogen toename) als men het juist installeert. Aan de andere zijde natuurlijk is de pret ook snel gedaan, de vermogen piek duurt maar net zo lang als de fles N2O meegaat. De gemiddelde fles is een 20 ponds fles en zal met een voor de straat geprepareerde V8 ongeveer 20 seconden bruikbaar zijn.

Dus, N2O tuning is niet zoals vele mensen denken een rechtstreekse weg naar motor problemen. Wanneer men het juist gebruikt en het verdeeld wordt door een fatsoenlijk geinstalleerd systeem kan N2O zorgen voor ongelofelijke toenames in vermogen.

Tim Donie

Tim Donie heeft deze verhandeling geschreven als eindwerk voor zijn opleiding.

Met dank aan Camaro Custom Club Belgie van wie we dit artikel mochten overnemen.