亜硝酸アップデート

Dec 02, 2023

1960 年代、70 年代、80 年代、そして 90 年代にかけて、オフロード ディーゼル エンジン技術の開発は徐々に進歩し、出力密度が増加し、重量が徐々に軽減されました。 この期間を通じて、同じレベルの出力を維持しながら、より大きな出力密度とより小さなエンジンサイズを達成するという一貫した傾向がありました。

高性能ディーゼル技術と開発の進歩は常に従来のガスエンジンに比べて遅れをとっていますが、今日では両者はこれまで以上に近づいているように思えます。 2000 年代初頭のディーゼル エンジンのビルダーやレーサーは、今日のカミンズ、デュラマックス、パワーストロークのエンジンがどれだけのパワーを生み出すかに驚かされるでしょう。

そのほとんどは、今日私たちが持つより優れた加工技術と内部エンジンコンポーネントの知識のおかげですが、もう 1 つの大きなパイはパワーアダーです。

亜酸化窒素、または N2O は、窒素と酸素から構成される化合物です。 エンジンの吸気システムに噴射されると、余分な酸素が放出され、燃料と結合してより強力な燃焼を引き起こします。 これにより、馬力とトルクが大幅に向上します。

ディーゼルエンジンでの亜酸化窒素の使用は新しい概念ではありません。 実際、ドラッグレースでは何十年も使用されてきました。 しかし、ディーゼルトラック牽引やドラッグレースの世界で広く人気を得るようになったのは近年のことです。 今では、競技シーンのほぼ全員がそれを使用しているように見えます。

もちろん、ディーゼル エンジンは従来のガソリン エンジンとは動作が異なります。 ガソリンエンジンは点火プラグで点火する前に空気と燃料を混合しますが、ディーゼルエンジンはシリンダー内の空気のみを圧縮し、ピストンが上死点に達する直前にシリンダー内に燃料を直接噴射します。 ディーゼル エンジンの高い圧縮比によりシリンダー温度が高くなり、燃料が自然発火します。

さらに、ディーゼルエンジンはスロットルボディを使用しないため、ターボが供給できる量の空気を取り込むことができます。 また、ガスエンジンよりも空燃比の範囲が広く、通常は 10:1 ～ 20:1 で動作します。

ディーゼルエンジンに亜酸化窒素を添加するプロセスは比較的簡単です。 亜酸化窒素システムは、圧縮された亜酸化窒素のボトル、ソレノイドバルブ、および亜酸化窒素を吸気マニホールドに送る分配ブロックで構成されます。 システムが作動すると、ソレノイドバルブが開き、亜酸化窒素がエンジンの吸気システムに流入します。 その結果、瞬時にパワーが向上し、すぐに実感できるようになります。

ただし、亜酸化窒素噴射はディーゼル エンジンの出力を増やすためのシンプルで簡単な方法のように思えるかもしれませんが、この方法の潜在的なリスクと欠点を理解することが重要です。

最も重大なリスクの 1 つはエンジンの損傷です。 亜酸化窒素の噴射は燃焼室内に極度の熱と圧力を引き起こす可能性があり、適切に管理しないとエンジンの故障につながる可能性があります。

ほとんどのディーゼル エンジン製造業者は、レーサー/プーラーが亜硝酸セットアップを実行することを予見して製造に取り組み、特に必要となる可能性のある要件に合わせてエンジンを調整します。 Kill Devil Diesel の Jared Alderson 氏は、ノースカロライナ州に本拠を置くディーゼル ショップ Poplar Branch で多くのパフォーマンス ビルドを完成させているため、亜硝酸に非常に精通しています。そのほとんどは Powerストローク プラットフォーム上にあります。

「各セットアップに応じて、たとえば、複合ターボのセットアップと大量の亜窒素を搭載したシングル ターボのセットアップとでは、多くの違いがあります」と彼は言います。 「140ポンドのブーストと、亜硝酸を増やすだけで80ポンドになるセットアップを比較すると、温度や圧力、その他すべてが大きく異なります。もちろん、亜硝酸を使用すると、追加のレベルの制御が可能になります。」

繰り返しになりますが、少量の亜硝酸はストックおよびローエンドのパフォーマンスビルドで使用できますが、一般的に亜硝酸はパワーをさらに高めるために使用されます。 特にターボチャージャを使用するアプリケーションに役立ちます。

「亜硝酸は直接電力を追加するものであるため、アプリケーションや顧客がシステムをどのように使用したいかに応じて、スプール時間を短縮し、起動を支援することができます。」と Nitrous Express の Chris Isbel 氏は述べています。 「噴霧する亜硝酸の量に応じて、最も注目すべき点は車両の調子です。非常に大量の亜硝酸を噴霧している場合は、チューニングを調整する必要がある可能性が高くなります。ほとんどの場合、スプール ジェットの場合は、調整に関して何も調整する必要はありません。」

特に今日のドラッグレースで使用される亜硝酸の量によっては、これらの変数が大幅に高くなるため、亜硝酸のセットアップを検討する際には、温度と圧力を考慮することが最も重要です。 レーサーはかつては小さな.050、.060を走っていました。 または.070ジェット機、今では5ポンドを超える選手を見るのは珍しいことではありません。 1パスあたりの亜窒素量は1パスあたり1,000馬力に近づくこともあります。

このような数字を見ると、エンジン部品を維持するためにリミッターやセーフティネットを設置するのに役立ったエンジン制御ソリューションを提供してくれた S&S、ボッシュ、MoTeC の人々に感謝しなければなりません。

「亜硝酸の効率性と安全性を保つために、コンポーネントレベルでもできることはたくさんあります」とアルダーソン氏は言う。 「私たちはカムシャフトをエンジンが動作する回転数の範囲に合わせますが、これは通常ターボによって決まります。その後、熱を低減するためにバルブとシートの素材もアップグレードできます。私たちはインコネルを使用するでしょう。」バルブと延性または銅ニッケルのバルブシートのいずれかを組み合わせます。次に、より高い競技用のものでは、組み合わせを助けるために鍛造ピストンを使用し、圧縮を 18:1 から 14:1 ～ 16:1 に下げます。よりよく生きてください。」

これらのリスクを軽減するには、亜酸化窒素システムを適切に設計および設置し、安全な使用方法を十分に理解することが重要です。 これには、空燃比、排気ガス温度、シリンダー圧力などのエンジンパラメータの監視や、システムが過剰に使用されていないことの確認が含まれます。

ディーゼル エンジンに亜酸化窒素を追加する最初のステップは、作業に適したハードウェアとコンポーネントを選択することです。 これには、高品質のソレノイド バルブ、分配ブロック、ボトルの選択、亜酸化窒素ジェットの正しいサイズと数の選択が含まれます。 燃料システムが、増大するエンジンの需要を満たすのに十分な燃料を供給できることを確認することも重要です。

Nitrous Express のような企業は、建設業者が箱から出してすぐに設置できる完全な亜硝酸システムを簡単に入手できるようにします。 NXD1000 システムは、ソレノイドをチャージパイプに直接取り付けることで、排気温度と吸気温度を冷却しながら馬力とトルクを向上させます。

Nitrous Express ディーゼル システムには、15300L 亜硝酸ソレノイド、6AN 高流量編組ステンレス ライン、ワイドオープン スロットル スイッチ、マスター アーミング スイッチ、リレーおよびリレー ハーネス、ブラケット、15 ポンドのボルトが含まれています。 Lightning 500 バルブと Maximizer 5 Progressive Nitrous コントローラーを備えた亜硝酸ボトル。

Maximizer 亜硝酸コントローラーは、亜硝酸シーンでは最も人気のあるコントローラーの 1 つです。 ブースト圧、rpm、時間、mph、またはスロットルパーセンテージの進行を通じて亜窒素流を適用できます。

今日の競技シーンのほとんどのレーサーは、追加の馬力によってエンジンにショックを与え、損傷を引き起こす可能性のある一度の大きな亜硝酸ヒットではなく、マキシマイザー 5 を使用してセットアップ時間にわたって亜硝酸を増加させています。 ソレノイドをパルス化し、ランプ速度を変更することが最善の方法となっています。

レースで使用される亜硝酸プログレッシブ コントローラーの大部分は、パルス幅変調 (PWM) を利用して亜酸化窒素と燃料ソレノイドの流れを電気的に制御します。 これらのコントローラーには、ソレノイドへの電気パルスを決定する 2 つの設定があります。 最初の設定はパルス周波数と呼ばれ、1 秒あたりのサイクルまたはヘルツで測定され、ユニットが出力をオンにする頻度を制御します。 ヘルツ設定を増やすと、コントローラーがソレノイドを 1 秒あたりより頻繁に点火することになり、エンジンへの亜硝酸の出力がよりスムーズになります。

亜酸化窒素システムを適切に取り付けて調整すると、エンジンのパフォーマンスが大幅に向上します。 ただし、この方法には、潜在的なリスクを考慮し、慎重に取り組むことが重要です。 高性能ディーゼルエンジンで亜酸化窒素噴射を安全かつ効果的に使用するには、細部への注意とエンジンパラメータの入念な監視が不可欠です。EB