Podtlenek azotu (N2O)

Podtlenek azotu to bezbarwny gaz o wzorze chemicznym N2O, który w środowisku sportów motorowych i tuningu stał się jednym z najbardziej rozpoznawalnych sposobów na szybkie zwiększenie mocy. Nie jest paliwem i sam z siebie nie ulega spalaniu — pełni rolę nośnika tlenu. Moc silnika jest w gruncie rzeczy ograniczona tym, ile paliwa można spalić, a do spalania paliwa potrzebny jest tlen. Zwykle pochodzi on z powietrza zasysanego do cylindrów, które zawiera objętościowo zaledwie około 21 procent tlenu. Podtlenek azotu pozwala przełamać to ograniczenie: dostarczając substancję uwalniającą dodatkowy tlen wewnątrz komory spalania, umożliwia dodanie i spalenie większej ilości paliwa, a tym samym wyzwolenie większej energii w każdym cyklu pracy.

Działanie tej metody opiera się na zachowaniu N2O pod wpływem wysokiej temperatury. Przechowywany jako ciecz pod ciśnieniem w butli, gaz ten jest wtryskiwany do układu dolotowego i gdy temperatura spalania przekracza około 300 stopni Celsjusza, jego cząsteczka rozpada się na azot i tlen. Ten rozkład daje dwa korzystne efekty naraz. Uwalnia wolny tlen, podnosząc jego udział w spalaniu znacznie powyżej 21 procent obecnych w otaczającym powietrzu, a samo odparowanie cieczy gwałtownie schładza ładunek dolotowy. Gęstszy i zimniejszy ładunek mieści w cylindrze więcej cząsteczek tlenu, co dodatkowo wzmacnia efekt. Co istotne, podtlenku azotu trzeba zawsze używać wraz z dodatkową porcją paliwa; wtrysk samego gazu bez wzbogacenia mieszanki spowodowałby niebezpiecznie ubogie i niszczące spalanie.

Efektem jest gwałtowny i niemal natychmiastowy wzrost mocy, podawany zwykle w przedziale od skromnego zastrzyku rzędu 25 koni mechanicznych aż po kilkaset koni w mocno przebudowanych silnikach. Ponieważ układ można skonfigurować tak, by aktywował się po naciśnięciu przycisku, dostarcza on moc na żądanie, a nie stopniowo wraz ze wzrostem obrotów. Ta cecha sprawiła, że stał się znakiem rozpoznawczym wyścigów drag racing, gdzie gaz ten bywa sprzedawany i znany pod marką NOS. Pojedynczy, idealnie zgrany w czasie zryw na prostej to dokładnie taki rodzaj zastosowania, do którego podtlenek azotu nadaje się najlepiej.

Ta siła jest zarazem głównym ograniczeniem. Zapas gazu jest skończony, ograniczony pojemnością butli w pojeździe, więc zastrzyk podtlenku trwa sekundy, a nie minuty, i wymaga uzupełnienia przez ponowne napełnienie. W przeciwieństwie do doładowania nie zapewnia ciągłego przyrostu. Układy dzieli się ogólnie na zestawy mokre, które wprowadzają podtlenek i paliwo razem, oraz zestawy suche, które polegają na własnym układzie paliwowym silnika dla wzbogacenia mieszanki, przy czym rozwiązania z bezpośrednim doprowadzeniem do każdego kanału dolotowego zasilają każdy cylinder osobno, dając najwyższe i najbardziej równomierne osiągi.

Dodatkowa wyzwolona energia poważnie obciąża silnik. Gwałtownie wyższe ciśnienia i temperatury w cylindrach mogą prowadzić do spalania detonacyjnego, stopienia tłoków, pęknięcia korbowodów lub przepalenia zaworów, jeśli dawkowanie paliwa, wyprzedzenie zapłonu czy stopień sprężania nie zostaną dostosowane do zwiększonego obciążenia. Z tego powodu podtlenek azotu traktuje się jako metodę zwiększania mocy odrębną od turbosprężarki czy sprężarki mechanicznej, które mechanicznie sprężają większą ilość powietrza i zapewniają trwały, a nie chwilowy przyrost. Stosowany z rozwagą należy do najtańszych sposobów na uzyskanie dużej mocy; używany nieostrożnie — do najszybszych sposobów na zniszczenie silnika.