OXIDO NITROSO

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

INGENIERIA MECANICA AUTOMOTRIZPREPARACION DE VEHICULOS DE COMPETENCIA 1

OXIDO NITROSO

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ÓXIDOS DE NITRÓGENO

El término óxidos de nitrógeno (NxOy) se aplica a varios compuestos químicos binarios gaseosos formados por la combinación de oxígeno y nitrógeno.

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El proceso de formación más habitual de estos compuestos inorgánicos es la combustión a altas temperaturas, proceso en el cual habitualmente el aire es el comburente.

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En función de la valencia atómica que utilice el nitrógeno, los óxidos de nitrógeno tienen distintas formulaciones y se aplican para ellos diferentes nomenclaturas:

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INFORMACIÓN SOBRE EL ÓXIDO NITROSOEl óxido nitroso (N2O) es un gas incoloro, con un olor dulce y ligeramente tóxico, no es inflamable ni explosivo, pero soporta la combustión tan activamente como el oxígeno cuando está presente en concentraciones apropiadas.

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INFORMACIÓN SOBRE EL ÓXIDO NITROSO

Cuando este gas es inhalado provoca alucinaciones, un estado eufórico y en algunos casos puede provocar pérdida de parte de la memoria humana, usado de manera precisa sirve como anestésico.

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Al óxido nitroso se lo conoce también como:

Óxido de nitrógeno Óxido de dinitrógeno Gas hilarante Gas de la risa Protóxido de nitrógeno Anhídrido hiponitroso Óxido jaloso E-942Azo-óxido

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INFORMACIÓN SOBRE EL ÓXIDO NITROSOAl oxido nitroso se le atribuye el 200% del efecto invernadero, y tiene una permanencia media de 109 años en la atmósfera; además afecta la capa de ozono, reduciendo el ozono a oxígeno molecular y liberando dos moléculas de monóxido de nitrógeno.

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EL OXIDO NITROSO EN EL AUTOMOVILISMO

En la actualidad el N2O es utilizado en vehículos motorizados con la finalidad de lograr mayores potencias de una forma rápida, esto significa que el motor puede ó no esta modificado; de todos modos siempre se recomienda que el vehículo posea ciertas características especiales para evitar algún daño mecánico ó que se produzca un accidente automovilístico.

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En primer lugar hay que aclarar que el Óxido Nitroso no es un combustible; en su estado normal es gaseoso pero a cierta presión se vuelve líquido, lo que lo convierte en un compuesto que con precaución se lo puede manipular.

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Todos sabemos que para que exista combustión se necesita de tres elementos presentes en la naturaleza, como son: un combustible, oxigeno del aire y calor.

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En los motores de los automóviles si se quiere lograr mayor potencia simplemente se enriquece la mezcla y se obtiene mayor fuerza sobre la cabeza del pistón.

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Pero si se enriquece demasiado la mezcla no se logra aumentar la potencia, ya que las partículas de gasolina al no encontrar la cantidad adecuada de oxigeno no producirán combustión.

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Entonces si logramos ingresar mayor cantidad de oxigeno a ese exceso de gasolina lograremos obtener mayor potencia final del motor.

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Normalmente, el aire que respiramos está compuesto por 20,947% de Oxígeno, 78,08% de Nitrógeno y menos del 1% de otros gases.El Óxido Nitroso de hecho es básicamente lo mismo pero tiene un alto porcentaje de Oxígeno, el 36,35%.

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La función del oxido nitroso en la cámara de combustión es la permitir quemar una mayor cantidad de combustible en el mismo período de tiempo.

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EL OXIDO NITROSO EN EL AUTOMOVILISMOEl oxido nitroso al ingresar a la cámara de combustión y con una temperatura reinante de 275°C, rompe su cadena molecular liberando el oxigeno y por ende produciendo un aumento del oxígeno disponible para la combustión con el consecuente aumento de potencia.

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EL OXIDO NITROSO EN EL AUTOMOVILISMOAsí mismo el nitrógeno liberado presente en la cámara actúa como un amortiguador, o se humedece ayudando a controlar el proceso de combustión, esto hace que posea un efecto inter-enfriador mediante la reducción de las temperaturas de los cilindros entre 15 y 25°C.

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EL OXIDO NITROSO EN EL AUTOMOVILISMOEn resumen, si se introduce solamente óxido nitroso y no se introduce combustible no se consigue potencia extra. Dicho de otra manera la energía proviene del combustible, no viene del óxido nitroso.

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EL OXIDO NITROSO EN EL AUTOMOVILISMOLas características en la entrega de potencia de los equipos de óxido nitroso limita su uso en vehículos de serie a aumentos de potencia que normalmente no superan los 100 HP., y que mas bien rondan entre los 50 y 75 HP.

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EL OXIDO NITROSO EN EL AUTOMOVILISMOPara altas potencias es necesario la modificación de diversos componentes del motor como por ejemplo: la instalación de pistones forjados, bujías de mayor grado térmico (“frías"), bomba de gasolina de mayor caudal, gasolina de mayor de alto octanaje (100 o 110), también es necesario retardar el punto de encendido entre 4-8 grados, etc.

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EL OXIDO NITROSO EN EL AUTOMOVILISMOPara evitar las sobrecargas por shock en el conjunto motriz y la transmisión, se han diseñado sistemas progresivos de inyección del gas, evitando así daños mecánicos.

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSOBásicamente hay dos tipos de sistemas denominados: "Seco" y "Húmedo". En los "Sistemas húmedos" podemos agregar un tercer tipo llamado en inglés "Direct Port System“, (sistema de puerto directo).

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSO1) SISTEMA SECO: Este sistema introduce el N2O en la entrada de aire de admisión y para obtener mayor ingreso de gasolina existen dos métodos. El primero es incrementar la presión a los inyectores aplicando presión nitrosa al ensamblaje solenoide al activarse el sistema, esto permite un aumento en el flujo de combustible.

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSO1) SISTEMA SECO: El segundo método de enviar el combustible necesario es aumentando el tiempo de apertura del inyector, esto se logra cambiando lo que el computador de vehículo registra, básicamente programando el computador para que suministre el combustible adicional requerido.

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSO1) SISTEMA SECO: Por cualquiera de los dos métodos, una vez que el combustible ha sido añadido puede introducirse el N2O, para quemar el combustible sobrante generando así potencia adicional.

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSO2) SISTEMA HUMEDO: Este tipo de kit Húmedo incluye sistemas de carburador de válvula mariposa y añaden N2O al combustible al mismo tiempo y lugar (normalmente 3-4 delante del estrangulador en las aplicaciones de inyección directa o justo debajo del carburador como en los sistemas de válvula mariposa).

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSO2) SISTEMA HUMEDO: Este tipo de sistema hará que la entrada superior se humedezca de combustible; estos sistemas son más recomendados en entradas diseñadas para flujo húmedo y aplicaciones turbo / sobrecarga, la razón de esto es el hecho de que el combustible fluye de manera diferente al aire o N2O.

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSO2) SISTEMA HUMEDO: La diferencia en las características de flujo puede causar problemas en la distribución y, en algunos casos, fallas en la entrada de aire al motor.

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSO2) SISTEMA HUMEDO: Las entradas diseñadas para flujo húmedo (como para los carburadores) causan una menor separación del Nitroso / aire y el combustible, debido a que las entradas de combustible modernas están diseñadas solo para flujo de aire, tienen torques más ajustados y como resultado un diseño más compacto. Por lo tanto, generalmente no son buenos candidatos para sistemas nitrosos de flujo húmedo.

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSO 3) DE PUERTO DIRECTO: El sistema de puerto directo introduce el nitroso y los combustibles directamente en cada puerto de entrada del motor. Este sistema generalmente añadirá el nitroso y el combustible juntos a través de una manguera conocida como manguera tipo Fogger.

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSO 3) DE PUERTO DIRECTO:

La manguera Fogger mezcla y mide el nitroso y el combustible vertido en cada cilindro; este es el sistema más potente que existe y uno de los más exactos, esto se debe a la colocación de una manguera en cada corredor, como también a la posibilidad de utilizar más válvulas solenoides y de mayor capacidad.

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSO 3) DE PUERTO DIRECTO:

Este sistema esta compuesto de un bloque de distribución y un ensamblaje solenoide, el cual distribuye el nitroso y el combustible a las mangueras mediante tubos, debido a que cada cilindro posee una manguera y pasador específico (ambos nitroso y combustible), se hace posible controlar la relación del nitroso y el combustible de un cilindro sin cambiar el de los otros cilindros.

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TIPOS DE SISTEMA DE INYECCIÓN DE ÓXIDO NITROSO 3) DE PUERTO DIRECTO: Estos sistemas también son uno de los más complicados en lo que se refiere a su instalación, debido a que la entrada debe ser perforada y controlada. Adicionalmente, las tuberías deberán estar diseñadas para limpiar cualquier obstrucción existente. Debido a esto y la gran potencia de estos sistemas, son casi siempre utilizados en vehículos de competencia construidos para soportar cargas externas.

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PARTES DEL SISTEMA

1). BOTELLA O GARRAFA.- es el recipiente que contiene al N2O, este suele estar un 70 % en forma liquida y el resto en gaseoso, por lo general se construye de acero, aluminio o incluso fibra de carbono siendo ubicada, como es lógico, en un lugar seguro.

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PARTES DEL SISTEMA

1). BOTELLA O GARRAFA.- El lugar aconsejable para instalarla puede ser la valija aunque también se utiliza la parte libre bajo los asientos, lo importante es no favorecer el enfriamiento de la botella para lograr que el contenido se gasifique más fácilmente.

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1). BOTELLA O GARRAFA.- También se recomienda que la boquilla de salida debe apuntar hacia adelante con el grifo y la etiqueta derecha, los fabricantes también recomiendan colocarla en un ángulo de 15 grados con respecto al piso.

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1). BOTELLA O GARRAFA.- Los tamaños de estos recipientes varían según la aplicación sea para motos (los más pequeños) y de hasta 10 Kg. en equipos de alto rendimiento o la colocación de varias botellas.

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1). BOTELLA O GARRAFA.- La duración depende mucho del deposito y la boquilla, para un kit de 125 HP con botella de 10 LBS. podemos esperar de 7 a 10 descargas de 1/4 de milla, para 250 HP con la misma serían solo de 3 a 5 descargas .

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2) VALVULA REGULADORA DE FLUJO: Esta válvula es la que va colocada en la parte superior de la botella y es la que regula la apertura, el cierre y el caudal de la entrega del gas al motor, de ahí que su importancia es vital ya que este caudal es el que nos da el rendimiento del sistema que estará adecuado a nuestro nivel de preparación.

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3) ARMADOR: El armador es un interruptor colocado en el habitáculo cuya función es la de habilitar a los pulsadores o botones que activan a su vez a la inyección de N2O, por tanto debe ser un interruptor de seguridad que impida la activación accidental del sistema.

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4) PULSADOR O BOTÓN: Es el que al ser pulsado provoca la activación de las electro-válvulas encargadas de suministrar el N2O o el N2O y el combustible en el caso del sistema húmedo.

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5) ELECTRO-VÁLVULAS: Son las que al abrirse tras ser pulsado el botón permiten el paso del N2O al circuito de admisión, normalmente esta activación se hace por medio de un relay y el botón antes mencionado. Si es un sistema húmedo habrá distintas electro-válvulas para el N2O y el combustible, ya que la presión a la que debe trabajar la válvula del N2O es mucho mayor.

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6) INYECTORES: Son los encargados de inyectar el combustible y el N2O a la admisión del motor.

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7) FILTROS: Los filtros de N2O y combustible son requeridos para evitar la contaminación que atacaría a los solenoides o al pasador, estos están elaborados con una malla especial de alto poder filtrante hecha en acero inoxidable, utilizándose en la industria aeroespacial. Es altamente recomendable el uso de estos filtros ya que cualquier contaminante afectaría el rendimiento en el momento de activar el sistema.

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Además de estos componentes también debemos utilizar mangueras recubiertas, tubos metálicos y conexiones capaces de soportar las altas presiones (1000 psi), bajo las que trabaja el sistema.

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ACCIONAMIENTO DEL SISTEMA

Primero debemos encontrar un lugar cómodo para ser accionado por el piloto, este puede ser en el volante, para que sea accionado en el momento justo (plena carga), aunque también para aquellos que no están muy familiarizados con el sistema pueden contar con el método de "BAJO DEMANDA" que consiste en la conexión automática del sistema al acelerar a fondo.

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Es riesgoso inyectar el N2O por accidente debido a que el motor puede estar con pocas rpm y sin acelerar a fondo ya que la poca entrada de aire y combustible con exceso de óxido nos dan por resultado la DETONACIÓN del motor, que no es provocada por el óxido en si ya que por sí solo no es inflamable pero sin embargo el oxígeno presente en su composición hace que el combustible se queme con más rapidez.

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También puede ocurrir si utilizamos naftas de bajo octanaje o tenemos el punto de encendido muy avanzado, por ello los kits son pensados para motores estándar que funcionarían con combustibles sin plomo de 91 octanos.

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En aplicaciones de competición realmente serias, donde se utilizan relaciones de compresión más altas, que dan como resultado un aumento de la presión en los cilindros, debemos usar combustibles de 100 o más octanos y encendido retrasado para evitar detonación.

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Normalmente el accionamiento del sistema lo hacemos en tercera o cuarta y a mas de 2500 rpm, ya que en cambios más bajos lo único que lograríamos seria quemar las cubiertas y sobre esforzar la transmisión, debido esto a la gran cantidad de par y potencia liberadas.

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Al accionar el sistema logramos un violento empuje, se aumenta la aceleración haciendo posible que en estas altas marchas la aguja del cuentarrevoluciones avance hacia el corte de inyección, por tanto habrá que modificar ese parámetro en la computadora.

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RECOMENDACIONES DE INSTALACIÓN Finalmente, la instalación de un sistema básico de N2O en un motor estándar no es complicada pero por seguridad es conveniente dejarla a manos de expertos, ya que esto nos brindara la garantía del correcto funcionamiento del sistema.

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RECOMENDACIONES DE INSTALACIÓN Esta instalación no requiere en la mayoría de los casos ni modificaciones, ni refuerzos en el motor lo que mantendría los costos a un nivel razonable.

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RECOMENDACIONES DE INSTALACIÓN

El sistema de N2O no debería ocasionar ningún daño al motor más que el desgaste extra por estar sometido a este aumento de potencia; lógicamente si el motor ya esta gastado y lo sometemos a este esfuerzo el desgaste se acelerara en extremo.

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RECOMENDACIONES DE INSTALACIÓN

Cuando se quiere lograr mayores ganancias de potencia de más de 150 HP, el único camino recomendable es el de la modificación del motor y el vehículo en general, pero la desventaja de este proceso son los costos que se elevan considerablemente.

FINCLASEN2O

PREPARACION DE VEHICULOS DE COMPETENCIA 1

TRABAJO REALIZADO POR: ING. JUAN FERNANDO CHICA

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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