Educacional: Óxido Nitroso para automóveis

    O óxido nitroso é muito conhecido, especialmente no meio automobilístico, abreviadamente como nitro. O nitro (ou Nitrox) é bastante utilizado em motores a explosão com o objetivo de se obter um aumento de desempenho. O conhecido nitro pode ser vendido em forma de kit ou em peças separadas. Geralmente o kit básico acompanha: um cilindro, solenóides, mangueiras, bicos injetores (foggers) e peças para acabamento. A parte mais aparente é o cilindro, no qual se pode adotar diferentes cores e tamanhos, dependendo de sua aplicação ou marca. Ele é o gás de fórmula química N₂0, que fica armazenado dentro de um cilindro, normalmente instalado no porta-malas. Da mesma forma que o turbo, o nitro é um equipamento destinado a aumentar de forma instantânea o torque e a potência do motor de um carro. Ao contrário do que muitos pensam, o nitro não explode, não é feito de nitroglicerina e não é o mesmo que o nitrometano, entre outras suposições que o senso comum possa julgar equivalentes. Esse gás serve também para fazer brincadeiras com a voz, tornando-a aguda e totalmente estranha. Muitas pessoas usufruem desse gás em festas para descontrair as pessoas.

    As marcas de kits de óxido nitroso mais conhecidas são: NOS, NX (Nitrous Express), Vennon e ZEX. Cada qual com sua cor de cilindro padrão, exemplo: NOS (Azul), NX (Branco/Cinza), Vennon (Preto), ZEX (Roxo), Powertech (Azul, Cromado).

    O modo de funcionamento é relativamente simples. O nitro aumenta a potência por 3 processos, um químico e 2 físico-químicos. O primeiro, e principal, por fornecer comburente e combustível para a queima, já que a potência do motor é diretamente proporcional à quantidade (massa) de mistura comburente+combustível que entra nos cilindros do motor. A segunda, ao aumentar a quantidade de ar admitido, ao resfriar o sistema de admissão do motor. A terceira, e última, por resfriar os cilindros, o que permite maior margem de compromisso para o acerto.

    Existem outros sistemas de injeção de gases diversos na admissão de veículos. Mas as vantagens do N₂O sobre outros sistemas de injeção de gases são enormes. Por exemplo, nos sistemas de injeção de CO₂, ocorrem apenas os ganhos proporcionados pela primeira e pela terceira etapas. Em relação à injeção de O₂, oxigênio puro, existem 2 problemas principais deste sistema: o primeiro, porque o oxigênio puro aquece enormemente as câmaras de combustão, já que não existe agente regulador de temperatura (nitrogênio) e, o segundo, porque é extremamente perigoso carregar oxigênio puro no interior de um veículo. O óxido nitroso, apesar de fornecer comburente (oxigênio), ele NÃO é um comburente por si, e só o faz uma vez dentro das câmaras de combustão. Portanto, ele é inerte em condições de temperatura e pressão ambientes. Em caso de vazamento ou acidente com o cilindro, mangueiras, ou mesmo falha do fogger, o kit nitro não oferece qualquer risco. Já no caso de um cilindro de oxigênio, os riscos são muito grandes e significativos pois, uma vez em contato com o ar dentro do cofre do motor, basta apenas uma pequena fagulha elétrica e/ou vapor de óleo ou combustível para se iniciar um incêndio - e ainda oferece ganhos pequenos, a ponto de o inviabilizar, em se comparando seu uso frente ao do nitro.

    No instante em que o óxido nitroso sai do cilindro, expelido pelo fogger, passando de um meio de alta pressão (cilindro) para um de baixa pressão (em geral próxima à atmosférica), o gás sofre uma rápida expansão. Isto faz com que o nitro resfrie significativamente (o que é explicado pela teoria dos gases). Como o gás é expelido, em geral, no sistema de admissão do veículo, tal sistema torna-se muito frio. Isto por si faz com que o ar que está sendo admitido pelo motor se adense (quanto mais baixa for a temperatura de um gás, mais denso ele fica, conseqüentemente, menor o seu volume). Desta forma, é possível aumentar a quantidade de combustível e oxigênio enviada a cada cilindro, provocando uma explosão muito maior dentro da cada câmara de combustão do motor, aumentando a quantidade de ar admitido em geral - um dos benefícios secundários do nitro. Isto aumenta a quantidade de oxigênio (e, impelido pelo fogger, combustível extra) enviado a cada cilindro, o que fornece um acréscimo de cerca de 10 a 20% do acréscimo de potência.

    Numa segunda etapa, a mistura de ar + nitrox + combustível entra nos cilindros do motor. Como os cilindros trabalham em alta temperatura e pressão (em geral acima dos 400°C e acima dos 100bar), a molécula de N₂O, num processo químico, se dissocia em moléculas de N₂ (nitrogênio) e O₂ (oxigênio). O oxigênio dissociado do óxido nitroso soma-se ao oxigênio admitido no ar, formando a massa total de comburente que será utilizada para a queima. Combustível adicional já está presente nos cilindros, uma vez que o fogger já tem a função de injetar mais combustível, juntamente com o óxido nitroso, na proporção correta do acréscimo de comburente+combustível. Esta é a forma principal de ganho de potência proporcionada pelo nitro, que gera cerca de 70 a 80% do acréscimo de potência gerado.

    O nitrogênio resultante da dissociação do óxido nitroso permanece inerte no cilindro durante a queima, porém reduzindo muito significativamente a temperatura interna dos cilindros, o que permite ao mesmo tempo maior segurança e melhores possibilidades para o acréscimo de potência. Isto porque ocorre grande aumento de massa admitida e da queima, gerando maiores pressão e temperatura interna dos cilindros, o que exigiria maiores alterações na estrutura do motor e do acerto, no sentido de conter o aumento de temperatura e a compressão interna do motor - e o nitrogênio compensa isso ao resfriar os cilindros. O nitrogênio, resfriando os cilindros, atua como um agente regulador, complementando acréscimo de potência.

   Resumindo, o aumento da potência proporcionado pelo nitro se deve a três fatores: 1) resfriamento abrupto da mistura admitida, o que aumenta a massa de mistura na câmara de combustão 2) combustível e mais comburente (oxigênio) nos cilindros 3) resfriamento das câmaras de combustão do motor (nitrogênio).

    Esse aumento de potência pode assumir valores superiores a 100% (mais que o dobro da potência original), dependendo do motor e da regulagem do nitro (quantidade e nitro e combustível injetados pelo fogger). Como medida de segurança para carros originais, aconselha-se a utilizar apenas 40% a mais de potência (em relação a potência original do carro), o que ajuda a preservar a durabilidade e a vida útil do motor, câmbio, embreagem e demais peças mecânicas.

    Uma vez sabendo seu funcionamento, pode-se entender como é instalado no carro. O nitro armazenado num cilindro. Quando é necessário mais potência, aperta-se um botão ou vira-se uma chave no painel do carro. Nesse instante, duas válvulas eletro-magnéticas (tecnicamente chamadas de solenóides) entram em ação: uma delas libera o nitro do cilindro, que dispara por uma mangueira até ao motor, e a outra, libera combustível, que vai até o motor por outra mangueira.

    Tanto o nitro quanto o combustível (no caso de injeção eletrônica), entram no motor através de um bico injetor especial, o fogger. Cada um com suas características especiais.

    A quantidade de foggers que é instalada no motor está relacionada com a quantidade de potência que será aumentada. Tomando como exemplo o motor AP do Gol, que tem quatro cilindros, pode-se colocar somente um na entrada da injeção eletrônica (antes do corpo da borboleta) ou carburador. Ou quatro no coletor de admissão, que vêm depois da injeção eletrônica ou do carburador. Essa é uma preparação bem mais forte.

    A grande vantagem do nitro é que você só usa quando quer. Seu carro pode ser totalmente original e receber um kit de nitro. Enquanto você não usá-lo, o comportamento do carro é o mesmo de quando saiu da fábrica - claro, se você não tiver outras preparações junto, como o turbo - mas ao necessitar de mais potência. é só "chamar o nitro" e segurar firme o volante. Sabendo usar, a durabilidade do motor é maior em relação ao turbo. A desvantagem é que o nitro não dura para sempre. Um cilindro padrão de nitro (10lbs), dura em média de 5 a 7 minutos de injeção, considerando que você aperte o botão durante uns 15 segundos no máximo por vez, um cilindro dá para 30 a 50 injeções.

    Atualmente, um kit simples, com um fogger, sai por cerca de US$800,00. O problema é a recarga do cilindro: R$90,00 a R$150,00 em média por quilo de óxido nitroso. O nitro pode ser usado em conjunto com o turbo ou outro tipo de preparações sem problemas, desde que com as devidas adaptações e reforços.

    Se você instalar um kit de nitro no seu carro, tenha o cuidado de saber usá-lo, só acione em locais seguros e nunca aperte por mais de 15 segundos o botão se sua preparação for básica, e nem pense em injetar em uma curva, ou com o piso molhado, pois é perda de controle do carro na certa. Também não acione antes de tirar o pé da embreagem, para não arrebentar o motor ou o câmbio (daí depende da sua experiência com nitro).

Kit Nitro - Instalação

    O óxido nitroso, sendo composto de oxigênio e nitrogênio, pode ser injetado no corpo da borboleta da injeção ou no coletor de admissão dos carburadores. Quando chega aos cilindros, ele se divide através de uma reação causada pelo calor (acima de 300ºC) em suas substâncias simples, liberando o oxigênio, que faz com que enriqueça a queima do combustível. Essa reação de decomposição do nitro absorve calor e faz com que a mistura ar+combustível seja resfriada, fazendo uma descompressão muito rápida do nitro que estava sob pressão. Esse resfriamento aumenta muito a potência devido ao aumento da densidade da mistura.

    O Kit Nitro é uma forma de aumentar a potência de seu motor sem alterar demais as características dele. Pessoas leigas dificilmente percebem que o nitro está presente, instalado no motor. O kit nitro não é um veneno que se instala em qualquer fundo de quintal, apesar de fácil de instalação.

Esquema de instalação de Nitro

    Os Kits podem ser usados ou novos. Apesar de serem mais em conta, os kits usados devem ser de qualidade, com isso evita-se incômodos com o tempo de uso. Ao comprar o Kit informe-se sobre a confiabilidade das lojas (Kit novo) ou da pessoa com que você ira adquirir o kit (Kit usado).

    Ao instalar o kit nitro, conheça bem as oficinas, preparadores ou mecânicos e os carros nitrados que este tenha montado.

    Num motor original, a medida máxima de nitro que se pode usar é 40% da potência do motor original. Mais que isso, estará sujeitando o motor a quebras.

    A instalação do kit varia conforme o modelo a ser instalado, que deverá ser escolhido em função da potência a ser adicionada, veiculo a ser instalado. A potência mínima dos giclês originais é cerca de 25 a 30cv, mas está pode ser regulada tanto para menos quanto para mais. Para que o motor não quebre, é fundamental que o motor em si esteja em bom estado e que use a injeção de nitro na medida correta.

    As modificações no motor se tornam necessárias na medida em que se quer mais potência. Quanto maior potência jogada no motor, mais alterações serão feitas para tentar garantir a "mesma" durabilidade do motor original. É raro que alguém que queira uma super preparação fique somente com o nitro.

    O sistema de óxido nitroso também tem a vantagem de que com ele acionado a queima é muito boa e o risco de pré-detonação é quase inexistente.

    O kit nitro é composto por manômetros do nitro, solenóides de combustível e nitro, mangueira metálica para conduzir o gás, cilindro, o bico (fogger), botões de acionamento, giclê e mais alguns itens. As solenóides são como "torneiras" elétricas que se abrem com o apertar de um botão e deixam o combustível e o nitro irem para o fogger, onde eles se misturam e são injetados no motor.

    Para o acionamento do nitro são sistemas mais usados:

• Pode ser instalado um botão na alavanca de marcha (que aciona o nitro no motor), um botão de segurança.

• Pode ser instalado um volante que possui um ou dois botões (que aciona o nitro no motor), um botão de segurança.

• Pode ser instalado no final do curso do acelerador um botão (que aciona o nitro no motor), um botão de segurança.

• Pode ser instalado um botão em qualquer lugar do carro (que aciona o nitro no motor), um botão de segurança.

    Nos 4 casos o botão de segurança pode ser do tipo:

• Chave do Nitro.

• Aircraft com proteção vermelha escrita em branco nitro.

• Chave elétrica com capa de proteção.

• Chave on/off

    O nitro pode ser usado em qualquer carro, então se tem a vantagem de trocar de carro e reinstalar o kit no novo carro. O único acerto a ser feito seria a substituição dos giclês (jets) por outros para o acerto de mistura óxido nitroso+combustível.

    Na verdade o Kit pode ser montado pelo proprietário do carro, de acordo com seu motor. Nos motores de arrancada dependendo das características do motor (ex: motor com pistões, bielas, virabrequim forjados, bloco usinado) se usa muito nitro e é despejada muita potência, coisa que num motor "normal" iria provocar a destruição de seus componentes.

    Só por curiosidade: O nitro é quimicamente composto por dois átomos de Nitrogênio (N) e por um de oxigênio (O). O nitrogênio tem propriedade congelante, e o oxigênio é um comburente. Essa mistura é realmente uma maravilha para o motor: O oxigênio melhora a queima e o nitrogênio esfria, o volume de ar diminui e o ganho de potência é ótimo.

A desvantagem é que a carga do cilindro não é infinita.