廣州車展專題：笑氣N2O在賽車加速NOS中的應用
2011-11-28 17:02:43
氮氣加速系統是(NOS)由美國HOLLEY公司開發的產品。在目前世界直線加速賽中，為了在瞬間提高發動機功率，利用的液態氮氧化物系統正是NOS，其實，早在二次世界大戰期間德國空軍已開始使用NOS，戰爭結束后才逐漸被用于民用汽車的直線加速賽事中。
工作原理
NOS（氮氣加速系統）的工作原理是把N2O（一氧化二氮，俗稱"笑氣"(LAUGHGAS)）形成高壓的液態后裝入鋼瓶中，然后在發動機內與空氣一道充當助燃劑與燃料混合燃燒（N2O可放出氧氣和氮氣，其中氧氣就是關鍵的助燃氣體，而氮氣又可協助降溫），N2O高溫時產生兩個氮原子一個氧原子，氧原子助燃，氮原子給氣缸降溫。以此增加燃料燃燒的完整度，提升動力。
由于NOS提供了額外的助燃氧氣，所以安裝NOS后還要相應增加噴油量與之配合。正所謂“要想馬兒跑得快，就要馬兒多吃草”，燃料就是發動機的草，這樣發動機 的動力才得到進一步的提升。
NOS 與渦輪增壓和機械增壓一樣，都是為了增加混合氣中的氧氣含量，提升燃燒效率從而增加功率輸出，不同的是NOS是直接利用氧化物，而增壓則是通過外力增加空氣密度來達到目的的。也許有人會問為什么不直接使用氧氣而用N2O呢？那是因為用氧氣難以控制發動機的穩定性（高溫和爆發力）。
儲存N2O的專用儲氣罐凈重約6.7kg ，充滿N2O后約11kg 。按照每次使用1min來算（專家建議NOS系統每次使用時間不可超過1min，一瓶氣可以用3538次左右。根據一輛夏利2000的實際使用情況，其1.342L 的8A 發動機加裝NOS后，其0~100km/h 加速時間減少了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發力，因此在改裝NOS時至少必須包含以下幾項硬體，分別是氣瓶、噴嘴、電磁閥以及啟動開關。氣瓶就是填充一氧化二氮的鋼制容器，除了外觀尺寸上的分別，亦有空重、總重以及瓶內壓力等規格;噴嘴如同引擎供油系統中的噴油嘴，噴嘴口徑越大，噴出的氣體量就越多，對于馬力的助益也相對越大；電磁閥是控制噴嘴作動的重要組件，因為NOS的噴射原理是利用瓶內壓力將氣體灌入引擎，因此在氣瓶和噴嘴之間必須裝設一個控制器，以控制氣體的噴射與否；啟動開關則是提供指令讓電磁閥作動的重要部品，一般大多裝設在油門踏板正下方，或是節氣門拉線的末端位置，不過也有利用節氣門電壓以感測油門開度，讓駕駛者在油門全開之際一并啟動NOS。
不過除了上述四項主要結構，其實在NOS系統中，除了氣瓶本身的開關外，還必須另外裝設一或二道安全開關，否則長時間使用NOS會導致燃燒室壓力過大，溫度也會急劇升高,所以一般通常是將NOS視作"最后階段"，或是在"重要關頭"才使用。因而，使NOS平時處于關閉狀態的安全開關就顯得格外重要。
基于安全性的考量，一般建議最好不要連續使用超過1分鐘，以免引擎承受過大負荷而受損。除此之外，噴嘴的裝設位置和電磁閥的控制精準性也不容忽視。噴嘴的位置會影響氣體流速和霧化效果，所以一般多半裝設在距離節氣門15—30cm 處；電磁閥的精準性則相當重要，因為NOS必須在節氣門全開的狀態下噴射，如果在節氣門開啟角度不足或是已經關閉時繼續供給，將造成一氧化二氮逆流，嚴重者甚至會出現回火現，這時候流量計或空氣芯就很容易損壞。
關于NOS的改裝形式，基本上可以大分為"干式"，與"濕式"兩種，干式是指單純噴射氣體，濕式則是除了氣體之外還包括了燃油，因此濕式系統所使用的噴嘴通常為"丫"字形設計，也就是將一氧化二氮與燃油同時噴入燃燒室。就改裝效果來說，比干式系統更能精準控制油氣混合此，因此也可以使用大流量噴嘴，馬力的提升幅度也更大。
除了干式和濕式之外，依照噴嘴裝設的位置，NOS還可以分成單點與多點兩種噴射形式。單點所指的是噴嘴裝設在節氣門前方的進氣管路上，國內改裝店家多半是采取這種方式；多點則是由數個噴嘴所構成，位置多半是裝設在進氣歧管上，也就是針對每只歧管個別加裝上獨立的噴嘴，多點直噴式在美國Drag職業賽車上相當常見，改裝效果也比起單點形式更為優異，不過由于歧管必須鉆孔加工，而且作動時引擎會承受極大負荷，也更容易造成缸內部品的傷害,因此較少用在一般道路版的NOS改裝上。
氮氣特點
氮氣N2，是一種常溫下化學性質不活潑、物理性質可以高壓縮、溶解度很小的氣體。因為高壓縮 所以他的膨脹度也很高，所以被采用為汽車的瞬間加速器，在改裝選用是也有很高的要求 不是什么車都可以用的，對于普通鍛造的活塞和缸等在氮氣的促使下熱膨脹高速運行，由于很多引擎在設計沒估計到會有如此高速和膨脹度，引擎寬容度很有限會出現活塞和缸壁刮傷、硬頂脹（冷縮后造成密封問題）、燒缸（機油膜破裂）等情況，嚴重還會頂缸自爆。
一氧化二氮(Nitrous Oxide)特點
化學式N2O,常溫下是一種無色不燃氣體，有一種令人歡愉的淡淡的甜味。因其具有麻醉和止痛效果應用于外科和牙科。俗稱“笑氣”，在發動機上用作氧化劑來增加發動機的輸出功率。熔點-90.86 °C ，沸點-88.48 °C ，標準氣體狀態下密度1.8 kg /m3，壓縮液體密度為1222.8 kg /m3，摩爾質量44.0128 g /mol，受熱分解出氧氣，可以提供給汽缸更多的氧氣，以達到更佳的油氣混合比，使燃油更有效率。并借此使車輛更快的提高速度，和渦輪增壓的原理相同，但是比渦輪更猛烈。當然對汽缸的損耗也更高，甚至在使用時有可能造成汽缸的永久損壞。
