Lachgaseinspritzungen

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Carin Knopp
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1 Lachgaseinspritzungen Berufskolleg für Technik Moers Fachrichtung Maschinentechnik Lehrfach Kommunikation Bastian Wehmeier (MV 03 A) 1

2 Inhaltsverzeichnis Seite Themenbehandlung Geschichte 3 Funktionsweise 4 Anwendungsgebiete 6 Gesetze und Richtlinien 7 Verschiedene Systeme 8 Bauteile 9 Quellennachweiß 10 2

3 Geschichte Ursprünglich wurden Lachgaseinspritzungen im zweiten Weltkrieg entwickelt, um den Flugzeugen höhere Geschwindigkeiten zu ermöglichen. Später kamen die Düsenjets und Lachgas wurde überflüssig. Danach geriet es stark in Vergessenheit. Es wurde zwar gelegentlich bei Rennautos eingesetzt, aber kaum einer wusste Bescheid darüber. Bis es 1970 offiziell eingesetzt, und zum Gesprächsthema wurde. Mike Thermos und Dave Vaznaian,zwei Ingenieure der Firma Holley die zu dem Zeitpunkt schon Marktführer für Vergasertechnik waren, griffen das Thema auf und sahen großes Potenzial in dieser Art von Leistungssteigerung. Sie entwickelten Systeme für den Dragstersport und wendeten sie auch persönlich an. Dann,1978 gründeten sie mit Hilfe von Holley die NOS Inc.. Seitdem sind sie auf Erfolgskurs und Marktführer auf diesem Segment. Die heute erhältlichen Systeme werden meist aus den USA importiert. Dort wurde dieses Tuninghilfsmittel mit Beginn des Dragsterrennsportes weiterentwickelt. Aus dem Dragstersport kommt auch die Angst vor Motorschäden. Diese traten jedoch nur in der Anfangszeit auf, als man gerade erst begann mit diesen Systemen zu experimentieren. Heutzutage sind diese Systeme ausgereift und können für alle Motoren, egal ob Diesel oder Benziner, mit Turbo/Kompressor eingesetzt werden. 3

4 Funktionsweise Wie funktioniert nun die Lachgas-Einspritzung? Ein normaler Otto-Motor saugt Luft an, vermischt diese über Vergaser/Einspritzung mit Benzin und verbrennt dieses Gemisch. Zur Verbrennung ist Sauerstoff notwendig. Auf Meeresniveau enthält die Luft ca. 20% Sauerstoff, der Rest ist hauptsächlich Stickstoff. Genau hier setzt das Prinzip der Lachgaseinspritzung an. Lachgas besteht aus Stickstoff und Sauerstoff (chem. Formel: N20) und hat einen Sauerstoffanteil von ca. 35%. Somit wird das vom Motor angesaugte Gemisch beim Einsatz der N2O-Einspritzung mit zusätzlichem Sauerstoff angereichert. Dadurch kann der Motor mehr Benzin verbrennen (...es muss der Benzindruck erhöht bzw. die Einspritzdauer verlängert werden) d.h. er verdichtet stärker und kann somit mehr leisten. Der Gefahr der klopfenden Verbrennung bei Einsatz von N2O wirken hierbei (bis zu einer gewissen Grenze) zwei Eigenschaften des Lachgases entgegen: Der im Lachgas enthaltene Stickstoff sorgt dafür, dass die Verbrennung kontrolliert verläuft. Er verringert den bei der Gemischexplosion auftretenden Spitzendruck. Zudem hat N2O in flüssiger Form einen sehr niedrigen Siedepunk (-90 C). Beim Einspritzen verdampft das Lachgas und entzieht dabei dem restlichen Gemisch Wärme. Aber wie gesagt, dies funktioniert nur bis zu einer gewissen Grenze. Darüber hinaus muss der Motor durch zusätzliche Maßnahmen der Mehrleistung angepasst werden (Wassereinspritzung, bei Turbos größere Ladeluftkühler, spezielle Kolben/Ventile/Kopfdichtungen usw.). Leistungssteigerungen zwischen 20% (Sauger) und 40% (Turbo) sind bei unmodifizierten Serienmotoren möglich. Das System sollte auch nur aktiviert werden, wenn die Motordrehzahl über U/min liegt, und die Drosselklappe in Volllaststellung steht. Allerdings wird allzu oft, zu Unrecht, vom Platzen des Motors und von nur extrem kurzzeitiger Leistungssteigerung gesprochen, wenn es um Lachgaseinspritzungen geht. Diese Behauptungen sind einfach falsch und haften den N2O Systemen aus Tagen der ersten Versuche mit dieser Technik immer noch an. Bei richtiger Handhabung und Dosierung schadet dies dem Motor nicht. Wenn im Verhältnis zum Benzin zu viel Lachgas zugeführt wird, magert der Motor ab, wird zu heiß und im Extremfall brennen die Kerzen und Kolben weg. 4

5 Es ist immer darauf zu achten, dass genug Benzin zur Verbrennung vorhanden ist. Bei manchen Motoren müssen Zündkerzen mit kälterem Wärmewert eingebaut werden, da N2O schneller verbrennt als normales Gemisch. Außerdem sollte die Zündung zwischen 2 und 4 zurückgenommen werden. Die Verdichtung sollte bei Benzinmotoren nicht höher als 11:1 sein. Bei gut abgestimmten Motoren kann N2O so lange zugeschaltet werden, bis die Flasche leer ist. Der optimale N2O Druck liegt bei Psi. Wie lange nun eine Lachgasflasche hält, hängt vom persönlichen Fahrstil ab. Da das System über einen Druckschalter jedoch erst bei Vollgasstellung der Drosselklappe aktiviert wird, kann eine Flaschenfüllung über mehrere Wochen halten, womit ein weiteres Vorurteil über die NOS Einspritzung widerlegt wird. 5

6 Anwendungsgebiete Hauptsächlich wird Lachgas im Rennsport eingesetzt. Für Dragster - Motoren ist es sehr interessant, da beim Dragster Sport nur kurzzeitig hohe Leistungen verlangt werden. In Deutschland werden diese Systeme im KfZ- bzw. Motorrad-Tuning eingesetzt. Ursache für die wachsende Beliebtheit von Lachgas ist die stetig steigende Anzahl von Sprintrennen (z.b. das VW -Blasen in Luckau), der unkomplizierte Einbau und die, für relativ geringen finanziellen Einsatz, enorm hohe Leistungsausbeute im Vergleich zu konventionellen Tuningalternativen. 6

7 Gesetze und Richtlinien Im öffentlichen Straßenverkehr ist ein Lachgassystem grundsätzlich nicht zulässig. Man kann sich ein NOS-System zwar vom TÜV eintragen lassen, dies ist jedoch mit enormen Kosten verbunden. Nach einer Eintragung ist die Aktivierung solch eines Systems nur durch das Kickdown-Prinzip zulässig. Bei der illegalen Betreibung diesen Systems beläuft sich das Strafmass auf bis zu drei Anzeigen. 1.Verstoß gegen das Betäubungsmittelgesetz 2.Erlöschen der Betriebserlaubnis 3.Gefahrguttransport mit unzureichender Sicherung des Transportguts 7

Verschiedene Systeme Nasseinspritzung: Bei der Nasseinspritzung wird Benzin und Lachgas durch zwei so genannte Fogger- Düsen in den

Dieses System ist das einfachste und bietet die kleinste Leistungssteigerung Trockeneinspritzung: Bei der Trockeneinspritzung wird das

Dabei wird zusätzlich Benzin direkt dem jeweiligen Zylinder zugeführt.

8 Verschiedene Systeme Nasseinspritzung: Bei der Nasseinspritzung wird Benzin und Lachgas durch zwei so genannte Fogger- Düsen in den Ansaugtrakt bzw. Luftfilterkasten eingespritzt. Dieses System ist das einfachste und bietet die kleinste Leistungssteigerung Trockeneinspritzung: Bei der Trockeneinspritzung wird das Lachgas (Fogger-Düse) in den Ansaugtrakt bzw. in den Luftfilterkasten eingespritzt. Dabei wird zusätzlich Benzin direkt dem jeweiligen Zylinder zugeführt. Diese Art von Einspritzung ist besser als die Nasseinspritzung und erzielt höhere Leistungssteigerungen. Direkteinspritzung: Bei der Direkteinspritzung sitzt jeweils eine Fogger-Düse für Benzin und Lachgas vor jedem einzelnen Zylinder und spritzt das Gemisch direkt ein. Diese Variante ist die beste und verspricht die höchste Leistungssteigerung 8

Dann werden die Fogger-Düsen, je nach Art des Systems, in den Luftfilterkasten bzw.

9 Bauteile Zur Montage eines Lachgassystems werden zwei Magnetventile für Benzin bzw. Lachgas verbaut. Dann werden die Fogger-Düsen, je nach Art des Systems, in den Luftfilterkasten bzw. den Ansaugtrakt eingebaut. Dabei ist darauf zu achten, das das Gas ungehindert in den Brennraum gelangen kann. Die Lachgasflasche muss immer in Fahrtrichtung eingebaut werden. Komplettes NOS-System Fogger-Düse 9

10 Quellennachweis

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