ÓXIDO NITROSO

A utilização de nitro para elevar a potência de motores, já é prática desde os tempos da Segunda Guerra Mundial, onde os aviões aliados utilizavam este sistema para se conseguir potências adicionais em grande altitudes. Com o advento dos aviões a jato, sua aplicação ficou meio esquecida até a década de 70, quando mais estudos começaram a ser feitos das suas aplicações. O sistema de Nitro - como é conhecido - nada mais é do que um sistema que realiza a injeção de Óxido Nitroso (que é uma substância líquida que se transforma em gás comburente quando despressurizada) nas câmaras de combustão. Ao contrário do que muitos erroneamente pensam, ele não detona nada, não é nitroglicerina, não é nitrometano, nem tampouco algum tipo de combustível. É apenas um gás com poder comburente, cuja aplicação em motores à combustão interna, tem por objetivo aumentar a capacidade de queima na câmara de combustão e conseqüentemente a energia produzida. Este poder comburente aumenta a capacidade de admitir mais combustível o que conseqüentemente aumenta os hps e o torque do motor instantaneamente após uma simples injeção de "Nitro". Todo motor opera queimando combustível (este sim responsável por produzir energia mecânica), este combustível explode e se expande abaixando os pistões fazendo o virabrequim girar. Quanto mais combustível dentro da câmara de combustão, mais força o motor vai ter, não é simples? Mas conseguir-se os resultados pretendidos já não é tão simples assim. Primeiro, todos os combustíveis requerem oxigênio para queimar e se você quer queimar mais combustível, você precisa também fornecer mais oxigênio ao sistema. Com a adição de carburadores, válvulas maiores, coletor de admissão especial, comando de válvulas com nova duração, escapamentos mais livres, blower, turbo e o próprio sistema de óxido nitroso são exemplos claros de como melhorar o desempenho aumentando o fluxo de ar para queimar mais combustível.

O motor que tem maior poder de admitir oxigênio, automaticamente pode admitir mais combustível, isso lhe dará um aumento considerável em potência. Os sistemas de óxido nitroso, São o modo mais eficiente para aumentar o fluxo de oxigênio e combustível atualmente. Como o "Nitro" consegue isto? São três os fatores principais que fazem o "Nitro", favorecer o processo de combustão. Um fator importante é a vaporização do combustível, pois no estado líquido a queima não é perfeita. O motor convencional - seja através do carburador ou da injeção eletrônica - faz isto, mas não da maneira mais eficiente, principalmente em altas acelerações nem sempre isso é possível, mas com a adoção do óxido nitroso o processo se torna extremamente mais eficiente, devido a sua capacidade de inserir mais oxigênio e combustível mais vaporizado durante a combustão.

Não há mágica envolvida! Pense que quase toda receita de veneno utiliza a idéia básica de fornecer mais oxigênio para seu motor respirar, correto?! Seja um turbo, um carburador maior, comando com maior duração, blower, supercharger, tem por objetivo fornecer maiores volumes de oxigênio. Tanto o ar que nós respiramos, como o que o seu motor respira, contém ao nível do mar, 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e apenas 1% de outros gases. O Óxido Nitroso (N20) nada mais é do que uma ligação química entre dois átomos de Nitrogênio e um de Oxigênio, que sob o calor do motor se separam, fornecendo mais oxigênio. E por último, a densidade do combustível é afetada através da pressão atmosférica. Nós não podemos mudar a pressão atmosférica, mas podemos resfriar o ar para torná-lo mais denso e quanto mais densa é a mistura mais combustível é admitido. Quando o Óxido Nitroso é injetado nas câmaras, ele passa imediatamente do estado líquido para gasoso, num processo endotérmico (que consome calor). Esta transformação é que resfria a câmara de combustão e como você sabe moléculas aquecidas se expandem, quando resfriadas elas se contraem, cabendo assim ainda mais oxigênio e combustível dentro da câmara. A mistura mais densa é uma ajuda extra que o sistema de óxido nitroso lhe trás. Este é sem dúvida o grande diferencial do "Nitro" em relação aos demais venenos. Não há mágica envolvida! Pense que quase toda receita de veneno utiliza a idéia básica de fornecer mais oxigênio para seu motor respirar, correto?! Seja um turbo, um carburador maior, comando com maior duração, blower, supercharger, tem por objetivo fornecer maiores volumes de oxigênio. Tanto o ar que nós respiramos, como o que o seu motor respira, contém ao nível do mar, 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e apenas 1% de outros gases. O Óxido Nitroso (N20) nada mais é do que uma ligação química entre dois átomos de Nitrogênio e um de Oxigênio, que sob o calor do motor se separam, fornecendo mais oxigênio. E por último, a densidade do combustível é afetada através da pressão atmosférica. Nós não podemos mudar a pressão atmosférica, mas podemos resfriar o ar para torná-lo mais denso e quanto mais densa é a mistura mais combustível é admitido. Quando o Óxido Nitroso é injetado nas câmaras, ele passa imediatamente do estado líquido para gasoso, num processo endotérmico (que consome calor). Esta transformação é que resfria a câmara de combustão e como você sabe moléculas aquecidas se expandem, quando resfriadas elas se contraem, cabendo assim ainda mais oxigênio e combustível dentro da câmara. A mistura mais densa é uma ajuda extra que o sistema de óxido nitroso lhe trás. Este é sem dúvida o grande diferencial do "Nitro" em relação aos demais venenos. comprimido e atomizado completamente. Isto promove uma melhor queima na câmara de combustão, como um resultado direto, é um aumento na força do motor tanto em hps quanto em torque. Quando comparamos os custos de preparação de um motor para alta performance, o óxido nitroso oferece mais hp em relação ao investimento que todas as  alternativas conhecidas, (turbo, blower e preparação aspirada).

Outra grande vantagem de instalar o sistema de Óxido Nitroso é sua habilidade para prover força imediatamente quando for solicitado. Ao contrário dos outros sistemas que geralmente costumam ter uma demora na resposta, como o tempo de reação do turbo (turbo lag), o embaralhar do comando bravo, temperatura alta do motor com blower e o tempo em que o motor demora em ficar pronto. Outra vantagem, vem do fato de se poder retirar e reinstalar o sistema em outro carro sem deixar marcas, e em poucas horas de trabalho. Existem sistemas que podem alcançar até 600 hps. Mas para rendimentos acima de 70 hps adicionais em motores 4 cilindros, é aconselhável usar pistões forjados para o motor suportar o sistema de óxido nitroso. No mercado americano e asiático o “Nitro” é muito usado na preparação de carros, mas no Brasil ainda é pequena a procura por este equipamento. O custo da instalação não chega a ser tão caro, além de você poder utilizar o “Nitro” na hora que você quiser, e se você desejar andar na “boa”, seu carro continua original, mas se você apertar o botão, segure-se no banco, pois o coice nas costas é bem grande.

Resolvi tirar algumas dúvidas, pois pelo que vi vocês realmente "manjam" de preparações. Meu carro é um Escort XR3 2.0i 94 conversível com 22.000 km e um kit nitro NOS 5030. Foi tirado o coletor de admissão e feitos quatro furos para a instalação dos foggers (giclês 18 NOS e 20 GAS). Porém, a assistência técnica da NOS em Curitiba informou que a montagem estava errada, pois irias dar 120 cv a mais para o motor e ele não irias agüentar. Sugeriram um único folder, com giclê de 75 GÁS e 100 NOS, entre o filtro de ar e a borboleta da injeção, e pressão de injeção de 3 kg/cm². O mecânico procedeu do modo sugerido, mas andei com o carro e não vi "tanta" potência quanto era esperado! Quem está certo? O manual do kit fala para instalar um bico por cilindro, assim como vocês sugerem. Quantos devo efetivamente instalar? Qual o melhor lugar para instalar o(s) fogger(s)? Quando acelero tudo ele costuma "pipocar" após alguns segundos de uso do nitro, e o mecânico disse que o giclê de GÁS está pequeno, ocasionando falta. Qual o procedimento que devo tomar?

Adriano Lenhardt Kairala
adrianok@sebraesp.com.br
São Paulo, SP

A instalação de um kit de óxido nitroso pode ser boa opção para quem quer simplicidade, facilidade de reversão e pretende usar pouco a potência adicional, ou pode bancar as muitas recargas necessárias em uso mais freqüente.Vale explicar aqui, aos demais leitores, as expressões típicas deste tipo de preparação: foggers são as peças em forma de Y que abrigam um par de injetores, um de nitro e outro de gasolina; folder é uma peça feita para alojar os foggers quando não se opta pela montagem no próprio coletor de admissão.

Três fatores influenciam na potência obtida com o uso de óxido nitroso: a área total disponível para injeção de nitro, a pressão de injeção e a posição dos injetores. Cada um tem uma influência específica sobre o volume injetado. O volume de gasolina a ser injetado é sempre dependente da quantidade de oxigênio adicional que o óxido nitroso vai disponibilizar na câmara de combustão, e portanto também deve ser alterado em função destes três fatores.

A área total disponível para injeção de nitro nada mais é do que a soma da área de passagem do gás permitida pelo diâmetro do injetores. Desta forma um só injetor, de calibre grosso o suficiente, pode chegar a ter uma área de injeção maior que quatro injetores de calibre mais fino, e por isso permitir maior potência. Mas o aumento ou redução excessivos do calibre do injetor de nitro podem prejudicar a pulverização do gás e provocar irregularidades na pressão de injeção, por isso há um limite para tal procedimento. Além disso, um único injetor só pode ser montado em um folder um pouco distante dos cilindros, para que haja homogeneidade na distribuição do gás entre os cilindros.

A pressão de injeção não deve ser confundida com a pressão do cilindro de gás: trata-se da pressão na linha de injeção do óxido nitroso, próximo ao bico injetor, após a passagem pela válvula reguladora da injeção. Essa pressão pode alterar o volume de gás injetado, influindo assim na potência produzida, pois maior pressão de injeção resultará em quantidade maior de nitro e portanto em mais potência. Mas a pressão de injeção só pode ser alterada dentro de certos limites, sob pena de também prejudicar a injeção do gás.

A localização dos injetores altera a potência obtida de forma mais sutil que os dois primeiros fatores. A instalação de um par de injetores por cilindro no coletor, próximo ao cabeçote, pode não ser a opção ideal conforme os resultados desejados. É realmente a que permite alcançar o maior rendimento do nitro, e também a que permite a menor perda do gás e melhor reação de dissociação do óxido nitroso. Mas esta instalação é também a mais cara e complicada; portanto, quando não se deseja um desempenho muito alto, pode-se optar pela instalação de um ou até dois pares de injetores em um folder.

O maior problema da instalação em folder é a escolha ideal do local no circuito de admissão de ar. Se muito distante do coletor, o óxido nitroso pode se depositar na mangueira de admissão de ar, não entrar em contato com as altas temperaturas do coletor e portando não se dissociar, o que vai resultar em grande perda de gás e baixo desempenho. Como o nitro não chega completamente à câmara de combustão, ele não gera oxigênio suficiente para a queima completa do combustível, o que ocasionará excesso. O combustível não-queimado então entra em combustão no interior do escapamento, dando origem aos "pipocos" citados por você, Adriano. Cuidado: este tipo de problema pode destruir rapidamente o catalisador. Em carros com injeção monoponto, caso o folder fique muito próximo da borboleta de admissão, a injeção de nitro pode atrapalhar a emulsificação (mistura com o ar) da gasolina e prejudicar o desempenho. Mas este problema não existe em carros com injeção multiponto, pois os injetores de combustível ficam localizados bem próximo à válvula de admissão, distante da borboleta.

Simulamos as seguintes preparações para o Escort XR3:

óxido nitroso com 1 injetor 100 (0,1 pol.) de óxido nitroso e 75 (0,075 pol.) para combustível;

 óxido nitroso com 4 injetores de óxido nitroso de 0,018 pol. e 4 injetores extras de combustível de 0,020 pol., um par para cada cilindro.

Observe o desempenho estimado:

A instalação de um injetor 100 NOS e 75 GÁS não atinge resultados insatisfatórios, portanto pode-se supor que sua instalação esteja com algum problema. Verifique se a pressão de injeção é suficiente, se os conduítes e injetores de nitro de gasolina não estão de alguma forma obstruídos ou prejudicando o fluxo, se não há perda do gás (óxido nitroso) antes ou após a injeção, e ainda se o par injetor não está direcionado contra o fluxo de ar admitido, o que poderia prejudicar a correta injeção do nitro. Vale também observar se o folder foi instalado o mais próximo possível da borboleta de admissão, pois seu carro possui injeção multiponto e esta posição será a melhor para a instalação do folder em seu caso. O problema pode ser em outra área, como uma embreagem patinando -- nesse caso, de nada vai adiantar alterar o kit nitro se a falha não for corrigida.

O motor AP 2000 do Escort, já bem conhecido dos preparadores, é um motor resistente e deve suportar o aumento de potência proporcionado pela instalação de quatro pares injetores de nitro, como você descreve -- até porque o aumento de potência não chega a 120 cv, como se pode observar na tabela. Mesmo assim será preciso cuidado na utilização do conjunto e talvez seja conveniente um reforço nas partes internas do motor, para que se possa rodar e desfrutar do motor com mais tranqüilidade.

Mais potência para Omega e Vectra

Possuímos um Omega GLS e um Vectra GLS, ambos 2.0 e 94. Gostaríamos de saber se seria possível uma preparação e qual (nitro, turbo, veneno?). O resultado obtido seria viável em ambos? Qual a preparação mais simples e barata?

Alan Júnior
alanjr@tba.com.br
Brasília, DF

Nos dois carros que você possui, Alan, é importante adotar uma preparação que não sacrifique o torque em baixa rotação, pois se tratam de modelos pesados, sobretudo o Omega. Existem diversos caminhos para aumentar a potência do motor GM de 2 litros, cada um com suas vantagens e desvantagens.

O chamado "nitro" consiste em se injetar óxido nitroso e combustível adicional nos cilindros. O óxido nitroso, em contato com as altas temperaturas do coletor de admissão, divide-se em seus componentes básicos e libera oxigênio, que permite a queima do combustível extra, e nitrogênio, que reage formando o gás de nitrogênio. Essa reação consome energia e resfria a mistura, mas a maior contribuição nesse resfriamento vem da descompressão repentina do óxido nitroso, que estava alojado em um recipiente pressurizado. O resfriamento é importante, pois diminui a densidade da mistura, o que permite maior admissão de mistura e conseqüente aumento de potência.

As vantagens desse tipo de veneno são o baixo risco de detonação, devido ao alto resfriamento da mistura, a simplicidade do equipamento e o controle que o motorista tem sobre o momento em que a potência extra estará disponível. Além disso, o kit pode ser reaproveitado em outro carro. As desvantagens são a autonomia -- um cilindro dura poucas injeções -- e a dificuldade e preço da recarga, por volta de R$ 80. Existe também, e este é o problema mais sério, o choque que esse sistema provoca no motor quando da sua entrada em funcionamento. O motor sobe de giros rapidamente, submetendo todos os seus componentes a um esforço elevado.

O turbo compressor força a admissão de um volume maior de mistura para os cilindros, melhorando o rendimento. Com a colocação de um intercooler a mistura é também resfriada, o que reduz o risco de pré-ignição e aumenta ainda mais a potência. As vantagens são o funcionamento constante (não necessita de recarga), e o baixo consumo de combustível que se obtêm em uso normal com uma instalação bem-feita. A desvantagem é a presença do turbo-lag, um retardo na entrada do turbo em operação, que exige um certo costume do motorista. Essa característica pode ser atenuada com a escolha adequada da turbina, de preferência pequena para menor inércia, e com a adição de válvula de prioridade (pop-off ).

O veneno aspirado permite ao motor respirar melhor, por aumentar a eficiência no enchimento dos cilindros. O motor atinge assim rotações mais altas e fornece mais potência. Tem por vantagens ser interno ao motor, o que dificulta sua identificação pela fiscalização, e um custo mais acessível. A desvantagem está na perda de torque em baixas rotações, provocada pela diminuição da inércia da mistura. A perda de torque é tanto maior quanto mais pesada for a preparação. Em carros como o Omega e o Vectra, um veneno muito extenso pode dificultar bastante o uso do veículo em baixas rotações, sobretudo com passageiros e o ar-condicionado ligado.

Para se obter um desempenho semelhante ao do Omega CD de 4,1 litros e do Vectra de 16 válvulas, as melhores receitas são as seguintes:

- Usando o nitro coloque 4 injetores de óxido nitroso de 0,015 pol, um para cada cilindro, e 4 injetores extras de combustível de 0,020 pol, também um para cada cilindro.

- Com o turbo use pressão de sobrealimentação de 0,4 kg/cm2, intercooler e válvula de prioridade.

- No veneno aspirado, para se atingir potência semelhante as fornecidas pelo turbo e o nitro, seria necessário aumentar a taxa de compressão para 10:1, usar um comando de 288 graus de duração, aumentar o diâmetro das válvulas de admissão e de escape, ampliar o diâmetro dos dutos do coletor de admissão e instalar um coletor de escape dimensionado. Como se vê é um veneno pesado e deverá prejudicar um pouco a marcha-lenta. Qualquer coisa acima disso tornará o uso do carro em rua muito difícil.

- Pode-se optar também por um remapeamento da injeção e ignição e a colocação de um coletor de escape dimensionado, o que sai mais barato e não prejudica a marcha-lenta.

Para estas configurações a simulação forneceu os seguintes resultados:

Como se pode constatar, as melhores opções para uso no dia-a-dia são o turbo e o remapeamento com coletor de escape dimensionado. O turbo fornece resultados semelhantes ao nitro, dispensa a recarga e desgasta menos o motor. O nitro é mais apropriado para campeonatos de arrancada, por sua resposta rápida. Com veneno aspirado pesado, perde-se muito torque em baixa rotação, (observe o gráfico), o que não é aconselhável nos sedãs familiares que o leitor possui. O remapeamento oferece um ganho razoável de torque em baixa rotação, e auxiliado pelo coletor de escape dimensionado pode fornecer um aumento de potência em alta rotação.

Para se obter um desempenho ainda superior, deve-se optar por um turbo com intercooler e 0,6 kg/cm2 de pressão. O

resultado seria o seguinte:

Em todas as preparações o sistema de injeção e ignição deverá ser adequado às novas condições de operação, com o remapeamento ou solução semelhante.A exceção é o nitro: por causa do funcionamento comandado pelo motorista e não pelo motor, não permite que a adequação do sistema de injeção e ignição seja feita no chip, pois isso prejudicaria a operação do motor quando o nitro não estivesse acionado. Neste caso recorre-se à montagem dos bicos injetores adicionais que acompanham o kit. Para a adequação da ignição deve-se adicionar um sistema eletrônico que altere suas condições de trabalho somente quando o nitro entrar em ação -- sistema em geral vendido separadamente ao kit nitro.

É sempre bom lembrar que, qualquer que seja o tipo de preparação escolhido, deve-se escolher um preparador ou loja de renome, que preze pelo serviço limpo e dê garantia.

Turbo em Gol GTi com alta quilometragem

Possuo um VW Gol GTI 2.000 1993 com quase 150.000 Km rodados. O motor está aparentemente em bom estado, consumindo cerca de um litro de óleo a cada 5.000 km, como sempre o fez. Gostaria de saber da viabilidade da instalação de um turbo compressor com sobrepressão não muito elevada – algo em torno de 0,4 a 0,5 kg/cm2. Qual seria a receita? Seria necessário trocar a injeção por um carburador ou seria possível/necessário reprogramá-la (uma vez que, se estou correto, esta injeção possui controle analógico e não digital)? Seria necessária alguma alteração nas suspensões (para comportar o maior esforço gerado nas acelerações)? E ainda, como seria afetado o desempenho do carro?

Maurício H. Nagaoka
nagaoka@iconet.com.br
Caçapava, SP

Apesar da resistência conhecida dos motores Volkswagen, 150.000 quilômetros é muito para a adição de qualquer veneno ao motor. Nestas circunstâncias recomenda-se aguardar, ou adiantar, sua retífica. Ao menos abra o motor e verifique o estado de suas peças móveis.

À medida em que o sistema de injeção se torna mais conhecido entre os preparadores brasileiros, deixa de ser necessário substituí-lo pelo carburador. Basta adaptá-lo às novas condições de alimentação e ignição exigidas pelo turbo, o que pode ser feito de três modos: 1) enganar os sensores – é barato mas difícil de reverter, e a alimentação e ignição ficam prejudicadas e mal reguladas; 2) adicionar uma caixa eletrônica extra que gerencie outros bicos e atrase o ponto de ignição – barata e fácil de reverter e de regular, mas apresenta maior risco de falhas, pela adição de componentes eletrônicos ao carro; 3) remapear o chip da central de injeção e ignição – apresenta risco mínimo de falhas, facilidade de reversão e otimização da regulagem, mas é caro e há poucos profissionais capacitados. A terceira opção é a mais recomendada, mas a segunda tem larga utilização e pode atingir grau de eficiência próximo ao daquela. Quanto ao controle analógico, refere-se aos sensores e atuadores. O chip é sempre digital e passível de reprogramação.

A pressão escolhida dispensa reforços no motor, que serão, porém, bem-vindos caso se deseje maior vida útil. Escolha uma turbina que proporcione respostas rápidas e entre em operação com baixas rotações: dê preferência às pequenas, que entram a 1.500 a 2.000 rpm. Se possível use uma turbina bipulsativa, que possui resposta mais rápida em retomadas. Uma válvula de prioridade também ajuda a reduzir o turbo-lag (retardo da entrada do turbo). A taxa de compressão pode ser mantida, a critério do preparador. Sugerimos a taxa original, mas você pode reduzi-la um pouco para maior segurança em baixas altitudes. Recomenda-se a adição de um intercooler, pois reduz o risco de detonação, diminui o consumo e aumenta a potência.

O desempenho estimado com esta receita, utilizando a taxa de compressão original e pressões de 0,4 e 0,5 kg/cm2, é o seguinte:

Para atingir a velocidade final estimada é necessário alongar a relação final de transmissão. A troca do câmbio pelo do Gol GL 1,8 da época, com a quinta marcha de relação 0,68:1 (a do GTI é 0,80:1), alongaria a relação final em 15%, aproximando-a do ideal.

Para evitar detonação e proporcionar queima perfeita do combustível, aumente o volume de combustível injetado na proporções indicadas. Isso não representa incremento proporcional no consumo: observe que a potência subiu mais que o volume de injeção, indicando maior eficiência térmica. Enfim, escolha um preparador ou loja de renome, que preze pelo serviço limpo, bonito e que dê garantia. E bom passeio de GTI turbo!

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