广州车展专题：笑气N2O在赛车加速NOS中的应用
2011-11-28 17:02:43
氮气加速系统是(NOS)由美国HOLLEY公司开发的产品。在目前世界直线加速赛中，为了在瞬间提高发动机功率，利用的液态氮氧化物系统正是NOS，其实，早在二次世界大战期间德国空军已开始使用NOS，战争结束后才逐渐被用于民用汽车的直线加速赛事中。
工作原理
NOS（氮气加速系统）的工作原理是把N2O（一氧化二氮，俗称"笑气"(LAUGHGAS)）形成高压的液态后装入钢瓶中，然后在发动机内与空气一道充当助燃剂与燃料混合燃烧（N2O可放出氧气和氮气，其中氧气就是关键的助燃气体，而氮气又可协助降温），N2O高温时产生两个氮原子一个氧原子，氧原子助燃，氮原子给气缸降温。以此增加燃料燃烧的完整度，提升动力。
由于NOS提供了额外的助燃氧气，所以安装NOS后还要相应增加喷油量与之配合。正所谓“要想马儿跑得快，就要马儿多吃草”，燃料就是发动机的草，这样发动机 的动力才得到进一步的提升。
NOS 与涡轮增压和机械增压一样，都是为了增加混合气中的氧气含量，提升燃烧效率从而增加功率输出，不同的是NOS是直接利用氧化物，而增压则是通过外力增加空气密度来达到目的的。也许有人会问为什么不直接使用氧气而用N2O呢？那是因为用氧气难以控制发动机的稳定性（高温和爆发力）。
储存N2O的专用储气罐净重约6.7kg ，充满N2O后约11kg 。按照每次使用1min来算（专家建议NOS系统每次使用时间不可超过1min，一瓶气可以用3538次左右。根据一辆夏利2000的实际使用情况，其1.342L 的8A 发动机加装NOS后，其0~100km/h 加速时间减少了23%，而功率提升了21kw。
主要形式
NOS是以一氧化二氮灌入引擎后提升爆发力，因此在改装NOS时至少必须包含以下几项硬体，分别是气瓶、喷嘴、电磁阀以及启动开关。气瓶就是填充一氧化二氮的钢制容器，除了外观尺寸上的分别，亦有空重、总重以及瓶内压力等规格;喷嘴如同引擎供油系统中的喷油嘴，喷嘴口径越大，喷出的气体量就越多，对于马力的助益也相对越大；电磁阀是控制喷嘴作动的重要组件，因为NOS的喷射原理是利用瓶内压力将气体灌入引擎，因此在气瓶和喷嘴之间必须装设一个控制器，以控制气体的喷射与否；启动开关则是提供指令让电磁阀作动的重要部品，一般大多装设在油门踏板正下方，或是节气门拉线的末端位置，不过也有利用节气门电压以感测油门开度，让驾驶者在油门全开之际一并启动NOS。
不过除了上述四项主要结构，其实在NOS系统中，除了气瓶本身的开关外，还必须另外装设一或二道安全开关，否则长时间使用NOS会导致燃烧室压力过大，温度也会急剧升高,所以一般通常是将NOS视作"最后阶段"，或是在"重要关头"才使用。因而，使NOS平时处于关闭状态的安全开关就显得格外重要。
基于安全性的考量，一般建议最好不要连续使用超过1分钟，以免引擎承受过大负荷而受损。除此之外，喷嘴的装设位置和电磁阀的控制精准性也不容忽视。喷嘴的位置会影响气体流速和雾化效果，所以一般多半装设在距离节气门15—30cm 处；电磁阀的精准性则相当重要，因为NOS必须在节气门全开的状态下喷射，如果在节气门开启角度不足或是已经关闭时继续供给，将造成一氧化二氮逆流，严重者甚至会出现回火现，这时候流量计或空气芯就很容易损坏。
关于NOS的改装形式，基本上可以大分为"干式"，与"湿式"两种，干式是指单纯喷射气体，湿式则是除了气体之外还包括了燃油，因此湿式系统所使用的喷嘴通常为"丫"字形设计，也就是将一氧化二氮与燃油同时喷入燃烧室。就改装效果来说，比干式系统更能精准控制油气混合此，因此也可以使用大流量喷嘴，马力的提升幅度也更大。
除了干式和湿式之外，依照喷嘴装设的位置，NOS还可以分成单点与多点两种喷射形式。单点所指的是喷嘴装设在节气门前方的进气管路上，国内改装店家多半是采取这种方式；多点则是由数个喷嘴所构成，位置多半是装设在进气歧管上，也就是针对每只歧管个别加装上独立的喷嘴，多点直喷式在美国Drag职业赛车上相当常见，改装效果也比起单点形式更为优异，不过由于歧管必须钻孔加工，而且作动时引擎会承受极大负荷，也更容易造成缸内部品的伤害,因此较少用在一般道路版的NOS改装上。
氮气特点
氮气N2，是一种常温下化学性质不活泼、物理性质可以高压缩、溶解度很小的气体。因为高压缩 所以他的膨胀度也很高，所以被采用为汽车的瞬间加速器，在改装选用是也有很高的要求 不是什么车都可以用的，对于普通锻造的活塞和缸等在氮气的促使下热膨胀高速运行，由于很多引擎在设计没估计到会有如此高速和膨胀度，引擎宽容度很有限会出现活塞和缸壁刮伤、硬顶胀（冷缩后造成密封问题）、烧缸（机油膜破裂）等情况，严重还会顶缸自爆。
一氧化二氮(Nitrous Oxide)特点
化学式N2O,常温下是一种无色不燃气体，有一种令人欢愉的淡淡的甜味。因其具有麻醉和止痛效果应用于外科和牙科。俗称“笑气”，在发动机上用作氧化剂来增加发动机的输出功率。熔点-90.86 °C ，沸点-88.48 °C ，标准气体状态下密度1.8 kg /m3，压缩液体密度为1222.8 kg /m3，摩尔质量44.0128 g /mol，受热分解出氧气，可以提供给汽缸更多的氧气，以达到更佳的油气混合比，使燃油更有效率。并借此使车辆更快的提高速度，和涡轮增压的原理相同，但是比涡轮更猛烈。当然对汽缸的损耗也更高，甚至在使用时有可能造成汽缸的永久损坏。
