کاربرد گاز نیتروز اکساید در تقویت خودرو
یکی از موارد کاربرد N2O در تقویت خودرو است. نیتروژن اکسید یک سوخت نیست که با سوختن آن در موتور اتومبیل بتوان انرژی تولید کرد. این گاز وقتی وارد سیلندر می‌شود، به دلیل گرمای زیاد داخل محفظه به اتم اکسیژن و نیتروژن تجزیه می‌گردد. در این تجزیه پیوند بین اتم‌ها شکسته می‌شود.
این عمل با گرفتن گرما از سیلندر همراه است درنتیجه دمای محفظه? احتراق کم می‌شود. خیلی سریع اتم‌های فعال اکسیژن باهم ترکیب‌شده و مولکول O2 را به وجود می‌آورند. حال اگر ما مقداری سوخت اضافی وارد سیلندر کنیم می‌توانیم با گاز اکسیژن حاصله، سوخت اضافی را بسوزانیم و نیروی بیش‌تری تولید کنیم. توجه داشته باشید که سوزاندن سوخت اضافی زمانی ممکن می‌شود که دمای سیلندر پایین باشد و تجزیه? نیتروژن اکسید این حالت را فراهم می‌آورد. در این فرایند گاز نیتروژن هیچ نقشی در انفجار نخواهد داشت!
N2O در محفظه‌های تحت‌فشاری به نام Bottle Heaters یا Bottle Warmers در خودرو نگهداری می‌شود.
فشار داخل این محفظه باید بین 850 تا 1100 psi باشد تا بتواند گاز را در حالت مایع نگاه دارد. گاز از طریق شیلنگ تحت‌فشار به مجرای تنفس موتور (و یا خود سیلندر) تزریق می‌شود. به هنگام تزریق نیتروژن اکسید، این گاز از حالت مایع به گاز تبدیل می‌شود چون نقطه? جوش آن در حدود منفی 84 درجه? سانتی‌گراد است. در این تغییر فاز، دمای مخلوط هوا کاهش می‌یابد و درنتیجه فرایند انفجار بهتر صورت می‌گیرد.
نیتروژن اکسید به سه صورت به موتور تزریق می‌شود:
- تزریق خشک: در این حالت، گاز N2O به‌تنهایی وارد مجرای تنفس می‌شود و سیستم سوخت‌رسانی به‌گونه‌ای تنظیم می‌گردد که سوخت اضافی را وارد موتور کند.
- تزریق مرطوب: در این تزریق، گاز N2O و سوخت اضافی ابتدا باهم مخلوط می‌شوند و از راه نازل وارد مجاری تنفس می‌گردند.
- تزریق مستقیم: در این حالت برای هر سیلندر یک تزریق کننده وجود دارد به‌طوری‌که از هر یک از این نازل‌ها، گاز N2O به‌علاوه? سوخت اضافی وارد محفظه? احتراق می‌شود. این حالت بیش‌تر در خودروهای مخصوص مسابقه کاربرد دارد.
عمل تزریق با سوئیچ‌های کنترلی داخل خودرو انجام می‌شود که وصل شدن سوئیچ موجب فعال شدن سیم‌پیچ (سولنوئیدهای) مربوط به نیتروژن اکسید می‌گردد. یک کنترلر قابل‌برنامه‌ریزی نیز حجم افزودن گاز نیتروژن اکسید را تعیین می‌کند. این کنترل‌کننده می‌تواند از نوع پیش‌رونده (Progressive) باشد که به‌طور تصاعدی حجم گاز را افزایش می‌دهد و یا از نوع دومرحله‌ای باشد که طی دو مرحله حجم گاز را به حداکثر می‌رساند.
سیستم نیتروژن اکسید در تقویت خودرو اگر به‌درستی به کار گرفته شود، مشکلی برای موتور ایجاد نمی‌کند. این امر زمانی ممکن است که سیستم را با ساختار موتور هماهنگ کنید و از یک پک N2O مناسب با تجهیزات حفاظتی استفاده نمایید.
تاریخچه
گاز نیتروز اکساید که با نشان شیمیایی N2O آن را می‌شناسیم بانام‌های گاز خنده‌آور، نیتروژن اکسید، دی نیتروژن منواکسید و هوای صناعی نیز درگذشته شناخته می‌شده و از اواسط قرن هفدهم موردتوجه قرارگرفته است. حدود یک‌صد سال طول کشید تا توسط جوزف پریستلی (Joseph Priestly) در سال 1774 به‌صورت خالص به دست آمد. البته در آن زمان این گاز به‌منظور تفریح در مجالس استفاده می‌شد، اما در سال 1800 آقای سرهمفری دیوی (Sir Humphry Davy) در یک کتاب 580 صفحه‌ای به خواص N2O اشاره کرد و مفید بودن آن را در اعمال جراحی برای تخفیف درد مطرح نمود تا اینکه در سال 1844 هوراس ولز (Horace Wells) به اثر ضد درد آن در دندانپزشکی پی برد اما متأسفانه نتوانست کشف خود را برای دیگران به اثبات برساند و 20 سال بعد گاردنر کوینسی کولتون (Gardner Quincy Colton) با افزودن اکسیژن به گاز N2O از خطر مرگ متعاقب آن کاسته و گزارش 25000 مورد مصرف همراه با موفقیت آن را، ارائه داد.
در اواخر قرن نوزده این گاز برای مصرف زایمان بی‌درد بکار رفت اما در اوایل قرن بیستم بود که با بهبود وسایل ارائه و تجویز گازهای بیهوشی، مصرف گسترده‌ای پیدا کرد و علاوه بر کنترل درد، در علم بیهوشی نیز به‌عنوان یک داروی ماندگار، جایگاه ویژه‌ای پیدا کرد به‌طوری‌که امروزه حتی در دستگاه‌های پیشرفته دیجیتالی نیز جهت تجویز این گاز پیش‌بینی لازم صورت گرفته است.
منبع: گاز نیتروز اکساید