เรียบเรียงโดยJoh Burut
Nitrous Oxide System(ไนตรัสออกไซด์ ซิสเต็ม) หรือที่รู้จักกันในวงการรถซิ่งว่า NOS* จัดเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์ NOS ถือเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูงมากๆ แรงม้าที่ NOS สร้างได้นั้น มีตั้งแต่หลักสิบตัวไปจนถึงหลักร้อยตัวเลยทีเดียว แรงม้าเหล่านี้เกิดจากการฉีดแก๊สที่เรียกว่า Nitrous(ไนตรัส) เข้าไปในท่อร่วมไอดี ซึ่งจะสามารถเพิ่มกำลังให้กับเครื่องยนต์ได้อย่างมหาศาลในช่วงระยะเวลาสั้นๆ
และด้วยการที่มีหลักการทำงานไม่ซับซ้อนและการติดตั้งที่ไม่ยุ่งยากมากนัก ทำให้ NOS ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในวงการรถแข่ง โดยเฉพาะรถสายแดร็ก ซึ่งต้องการ แรงม้า เหนือสิ่งอื่นใด เพราะฉะนั้น NOS จึงถือเป็นหนึ่งใน อาวุธประจำกาย ของรถสายแดร็กอย่างไม่น่าสงสัย
(*ความจริงแล้ว NOS ย่อมาจาก Nitrous Oxide Systems ซึ่งเป็นชื่อของบริษัทที่เป็นผู้บุกเบิกการใช้ NOS ในวงการแข่งรถ อย่างไรก็ตาม ในบทความนี้ผมจะขอใช้คำว่า NOS แทนคำว่า ไนตรัสออกไซด์ เพื่อให้ง่ายและสะดวกต่อการทำความเข้าใจ)
![](/images/knowledge/nos1/1280x720-data_images-wallpapers-10-322909-drag-racing.jpg)
![](/images/knowledge/nos1/Laurita_Bristol.jpg)
ม้าฝูงใหญ่จะถูกเสกขึ้นมาราวกับว่าเล่นมายากล และก่อนที่คุณจะรู้ตัว...
คุณก็ได้ถูกฝูงม้าปีศาจดึงไปจนหลังติดเบาะเรียบร้อยแล้ว...
NOS หรือ ไนตรัสออกไซด์ มีสูตรทางเคมีว่า N2O นั่นหมายความว่า ในทางเคมีแล้ว NOS จะประกอบไปด้วยไนโตรเจน 2 ส่วน และออกซิเจนอีก 1 ส่วน ซึ่งเมื่ออยู่ในอุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศปกติ NOS จะมีสถานะเป็นแก๊สซึ่งไม่มีสีและไม่มีกลิ่น และที่สำคัญก็คือไม่สามารถติดไฟได้(Inflammable) เรียกได้ว่าไม่มีพิษสงแต่อย่างใด
แต่อย่างไรก็ตามเมื่อเราอัดมันเข้าไปในถังแรงดันสูงจนกลายสภาพเป็นของเหลว แล้วฉีดมันเข้าไปในเครื่องยนต์แล้วล่ะก็... เหอะๆ ยิ่งกว่าบูสต์ติดอีกครับ ม้าฝูงใหญ่จะถูกเสกขึ้นมาราวกับว่าเล่นมายากล และก่อนที่คุณจะรู้ตัว... คุณก็ได้ถูกฝูงม้าปีศาจดึงไปจนหลังติดเบาะเรียบร้อยแล้ว...
แล้ว... NOS สามารถเพิ่มแรงม้าได้อย่างไรกันนะ
อย่างที่ได้กล่าวไปแล้วว่า ในโมเลกุลของ NOS จะประกอบไปด้วยไนโตรเจนและออกซิเจน เมื่อเราฉีดมันเข้าไปในท่อร่วมไอดีแล้ว NOS จะถูกดูดเข้าไปในห้องเผาไหม้ซึ่งมีความร้อนที่สูงมาก และความร้อนจากห้องเผาไหม้นี่เองที่ทำให้แก๊สทั้งสองตัวนี้แยกตัวออกจากกันที่อุณหภูมิประมาณ 300 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นช่วงเวลาก่อนการจุดระเบิด เมื่อแยกตัวจากกันแล้ว ไนโตรเจน นั้นแทบจะไม่มีบทบาทอะไรเลย หากแต่เป็น ออกซิเจน นี่แหละ ที่จะทำหน้าที่เป็น พ่อมด เสกม้าฝูงใหญ่ให้กับเราได้ภายในพริบตา เพราะฉะนั้น วัตถุประสงค์ของการฉีด NOS ก็คือ เพิ่มปริมาณออกซิเจนภายในห้องเผาไหม้ นั่นเอง
![](/images/knowledge/nos1/news__n-73.jpg)
อ๋อ.. เข้าใจแล้วล่ะว่า NOS ใช้เพื่อเพิ่มออกซิเจนให้กับเครื่องยนต์...ว่าแต่ว่า ออกซิเจนมันเยอะขึ้น...แล้วแรงม้ามันเพิ่มขึ้นได้ยังไงอ่ะ
เพื่อที่จะตอบคำถามข้างต้น เราควรทำความเข้าใจกับกระบวนการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นภายในเครื่องยนต์เสียก่อน (ย่อหน้าถัดไปจะเป็นการอธิบายพื้นฐานของกระบวนการเผ้าไหม้ของน้ำมันเบนซิน ซึ่งคัดลอกมาจากบทความเรื่อง เทอร์โบ : กังหันจอมพลัง ท่านผู้อ่านที่สนใจบทความดังกล่าว สามารถอ่านได้ ที่นี่ครับ)
![](/images/knowledge/nos1/nx2011kit.jpg)
กระบวนการเผาไหม้(Combustion process) ก็คือ การนำเอาอากาศ(ออกซิเจน)มาผสมกับน้ำมันในอัตราส่วนที่เหมาะสม จากนั้นก็จุดประกายไฟเพื่อให้เกิดการเผาไหม้ขึ้น อัตราส่วนระหว่างอากาศและน้ำมันนี้ ถูกเรียกว่า อัตราส่วน A/F (Air/Fuel) ในทางทฤษฎีแล้ว อัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับน้ำมันเบนซินก็คือ 14.7:1 ซึ่งหมายถึงการผสมกันระหว่างอากาศ 14.7 กรัม ต่อ น้ำมัน 1 กรัม ถ้าอัตราส่วน A/F มีค่ามากหรือน้อยกว่านี้ การเผาไหม้จะเกิดขึ้นอย่างไม่สมบูรณ์และสร้างกำลังได้ไม่เต็มที่ ถ้าในห้องเผาไหม้มีอากาศมากเกินไปก็ไม่ดี อากาศน้อยเกินไปก็ไม่ดี เรียกได้ว่าต้องควบคุมอัตราส่วน A/F ให้คงที่ตลอดเวลา ตัวอย่างเช่น ถ้าอากาศเข้ามามากเกิน หัวฉีดจะต้องจ่ายน้ำมันเพิ่มขึ้นเพื่อรักษาความสมดุลของอัตราส่วนดังกล่าว ในทางกลับกัน ถ้าอากาศเข้ามาน้อย หัวฉีดก็ต้องจ่ายน้ำมันให้น้อยลงด้วยเช่นกัน
โดยปกติแล้ว กำลังที่เครื่องยนต์สามารถสร้างได้จะมีค่ามากน้อยแค่ไหน ขึ้นอยู่ที่ปริมาณของอากาศที่ถูกดูดเข้าไปในเครื่องยนต์ ยิ่งอากาศมากเท่าไหร่ ก็จะยิ่งสามารถผลิตกำลังได้มากขึ้นเท่านั้น เพราะฉะนั้นจึงมีการคิดค้น ระบบอัดอากาศ ขึ้นมาเพื่อดูดอากาศเข้าเครื่องยนต์ให้ได้มากที่สุด ระบบอัดอากาศที่ว่านี้ ก็คือเทอร์โบชาร์จเจอร์และซุปเปอร์ชาร์จเจอร์นั่นเอง แต่ความจริงแล้ว เหตุผลที่เราต้องการอากาศมากๆก็เพราะว่า ยิ่งมีปริมาณอากาศมากก็จะยิ่งมีปริมาณของ ออกซิเจน ที่มากด้วยเช่นกัน เพราะว่าปัจจัยสำคัญที่จะทำให้เกิดการเผาไหม้ก็คือ ออกซิเจน ที่อยู่ในอากาศนั่นเอง
![](/images/knowledge/nos1/dfgdf.jpg)
จะเห็นได้ว่า วัตถุประสงค์ของ ระบบอัดอากาศ ก็คือ การดูดอากาศเข้าไปให้ได้มากที่สุด เพื่อที่จะให้ได้ปริมาณของออกซิเจนมากที่สุด... แต่สำหรับระบบ NOS แล้ว เป็นการเพิ่มออกซิเจนเข้าไปในระบบโดยตรง ซึ่งถือว่าเป็นระบบที่ไม่มีความซับซ้อนมากนักเมื่อเปรียบเทียบกับเทอร์โบชาร์จเจอร์
ในขณะที่เราฉีด NOS เข้าไปในเครื่องยนต์ ออกซิเจน จะแยกตัวออกมาจาก และไปสมทบกับออกซิเจนที่ไหลมากับอากาศ ทำให้มีปริมาณของออกซิเจนมากกว่าปกติ แน่นอนว่าเมื่อมีออกซิเจนมากแล้ว หัวฉีดก็จะต้องจ่ายน้ำมันเพิ่มขึ้นเพื่อรักษาอัตราส่วน A/F ดังที่กล่าวไป เพราะฉะนั้น ในเมื่อภายในห้องเผาไหม้มีออกซิเจนมากและมีน้ำมันมาก แรงดันที่เกิดจากการจุดระเบิดก็จะมากขึ้น ทำให้เครื่องยนต์มีกำลังมากกว่าปกติ และนี่ก็คือคำตอบของคำถามที่ว่า NOS สามารถเพิ่มแรงม้าได้อย่างไร
![](/images/knowledge/nos1/camp-1301.jpg)
จะเห็นได้ว่า สุดท้ายแล้ว ทั้ง NOS และ เทอร์โบชาร์จ ต่างก็มีหน้าที่เดียวกัน นั่นก็คือ การเพิ่มออกซิเจนให้กับเครื่องยนต์ นั่นเอง เพราะฉะนั้น เราสามารถพูดได้ว่า...
การมี NOS หนึ่งถัง...ก็เท่ากับ การที่เรามี เทอร์โบล่องหน หนึ่งตัวนั่นเอง
อย่างไรก็ตาม การฉีด NOS เปล่าๆเข้าไปในเครื่องยนต์ โดยที่ไม่ได้เพิ่มการฉีดน้ำมันนั้น แทบจะไม่ก่อให้เกิดประโยชน์อันใดเลย นอกเสียจากจะทำให้เครื่องยนต์ร้อนขึ้นโดยใช่เหตุ เพราะฉะนั้น การจูนนิ่งเพื่อเพิ่มปริมาณการฉีดน้ำมันอย่างถูกต้องและแม่นยำ จึงเป็นสิ่งสำคัญที่ละเลยไม่ได้
![](/images/knowledge/nos1/1973-duster.jpg)
เราสามารถแบ่งประเภทของ NOS ตามรูปแบบการฉีดแก๊ส ได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ Dry System (ดราย ซิสเต็ม) และ Wet System (เว็ท ซิสเต็ม)
Dry System หรือ ระบบแห้ง เป็นการฉีด NOS เพียวๆเข้าไปในท่อร่วมไอดี และทันทีที่ ECU ทราบว่า ตอนนี้กำลังมีการฉีด NOS เข้าสู่ห้องเผาไหม้ ECU ก็จะสั่งให้หัวฉีดจ่ายน้ำมันเพิ่มเพื่อให้ได้อัตราส่วน A/F ที่เหมาะสมที่สุด ข้อดีของระบบนี้ก็คือติดตั้งได้ง่ายเนื่องจากมีอุปกรณ์เพิ่มเข้ามาไม่กี่ชิ้นเท่านั้นเอง แต่อย่างไรก็ตาม ระบบฉีดแบบแห้งนี้ยังต้องอาศัยการจูนนิ่ง ECU อย่างละเอียดเพื่อให้เพิ่มปริมาณการฉีดน้ำมันอย่างถูกต้องและแม่นยำ
ทั้งนี้ทั้งนั้น ปริมาณน้ำมันสูงสุดที่เพิ่มเข้าไปจะขึ้นอยู่กับขนาดของหัวฉีด ถ้าหากเราฉีด NOS เข้าไปแล้ว แต่หัวฉีดน้ำมันมีขนาดเล็กจนไม่สามารถเพิ่มปริมาณน้ำมันได้อย่างเพียงพอ จะส่งผลให้ NOS ไม่สามารถทำงานได้เต็มประสิทธิภาพและสร้างแรงม้าได้น้อยกว่าที่ควรจะเป็น เพราะฉะนั้นข้อเสียของระบบนี้ก็คือ จำนวนของแรงม้าที่สร้างได้จะถูกจำกัดโดยขนาดของหัวฉีด ดังนั้น การติดตั้งระบบ NOS แบบ Dry System จึงต้องมีการพิจารณาขนาดของหัวฉีดว่าสามารถป้อนน้ำมันได้เพียงพอหรือไม่
![](/images/knowledge/nos1/Dry-Nitrous-Oxide-Intake-Lrg-06.jpg)
Wet System หรือ ระบบเปียก เป็นการฉีด NOS และน้ำมันเข้าไปพร้อมๆกัน ซึ่งการทำเช่นนี้จะเป็นการเพิ่มออกซิเจนและน้ำมันในเวลาเดียวกัน เพราะฉะนั้น จึงไม่ต้องสั่งให้หัวฉีดเพิ่มปริมาณการฉีดน้ำมันแต่อย่างใด เนื่องจากน้ำมันได้ถูกฉีดเข้ามาพร้อมกับ NOS ตั้งแต่ต้นทางแล้ว ดังนั้น ระบบนี้จึงไม่ต้องไม่ยุ่งกับ ECU มากนัก อย่างไรก็ตาม การติดตั้ง NOS แบบ Wet System จะใช้อุปกรณ์หลายชิ้นมากกว่าและมีความซับซ้อนมากกว่าแบบ Dry System ส่งผลให้มีราคาแพงกว่าอยู่พอสมควร
![](/images/knowledge/nos1/NitrousExpress1.jpg)
เป็นที่เข้าใจแล้วว่า NOS จะเพิ่มแรงม้าให้กับเครื่องยนต์โดยการเพิ่มออกซิเจน แต่เชื่อหรือไม่ว่า ยังมีความลับเกี่ยวกับ NOS อีกอย่างหนึ่ง ซึ่งผมเชื่อว่าหลายคนยังไม่ทราบ นั่นก็คือ การใช้ NOS จะช่วยลดอุณหภูมิของไอดี ซึ่งจะส่งผลทำให้เครื่องยนต์สามารถผลิตแรงม้าได้เพิ่มอีกส่วนหนึ่ง
อย่างที่ได้กล่าวไปแล้วว่า NOS ที่ถูกฉีดออกมาจากถัง จะกลายสภาพจากของเหลวเป็นไอ(Liquid to vapor) ซึ่งในทางเทอร์โมไดนามิคส์ เราเรียกกระบวนการเปลี่ยนสถานะนี้ว่า Evaporation Process(อีแวพพอเรชั่น โพรเซส) ซึ่งมีข้อดีอยู่ตรงที่ว่า กระบวนการนี้เป็น กระบวนการดูดความร้อน(Heat Absorption Process) ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิโดยรวมของไอดีลดลง ส่งผลให้เครื่องยนต์สามารถสร้างกำลังได้เพิ่มขึ้น
ในทางทฤษฎีแล้ว ถ้าอุณหภูมิของไอดีลดลง 5 องศาเซลเซียส จะทำให้เครื่องยนต์มีกำลังเพิ่มขึ้นประมาณ 1.5% ซึ่งถือว่าไม่น้อยเลยทีเดียว เนื่องจากโดยปกติแล้ว NOS สามารถลดอุณหภูมิไอดีได้ประมาณ 40-45 องศาเซลเซียส ดังนั้น ถ้าสมมติว่าเรามีเครื่องยนต์ที่สามารถสร้างแรงม้าได้ 500 ตัว แรงม้าที่เกิดจากการลดอุณหภูมิไอดีเพียงอย่างเดียว จะมีมากถึง 60 ตัวเลยทีเดียว!
เพราะฉะนั้น เราสามารถสรุปได้ว่า หลักการทำงานของ NOS เพื่อเพิ่มแรงม้านั้น สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 วิธี วิธีหลักก็คือการเพิ่มออกซิเจนให้กับห้องเผาไหม้โดยตรง ส่วนวิธีที่สองนั้นจะเป็นการช่วยลดอุณหภูมิไอดี ซึ่งทำให้เครื่องยนต์สามารถผลิตแรงม้าเพิ่มอีกส่วนหนึ่ง เรียกได้ว่า...
ยิง NOS นัดเดียว ได้ม้าสองฝูง
![](/images/knowledge/nos1/gt-r-drag-racing.jpg)
ความจริงแล้ว NOS ไม่ใช่อะไรที่ ใหม่ เลย เพราะว่า NOS ถูกนำมาใช้กับเครื่องยนต์ตั้งแต่สมัยสงครามโลกครั้งที่ 2 หรือประมาณ 70 ปีที่แล้ว หากแต่ในครั้งแรกนั้น NOS ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้กับเครื่องยนต์ของเครื่องบิน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มปริมาณออกซิเจนให้แก่เครื่องยนต์นั่นเอง เนื่องจากว่ายิ่งมีเพดานบินสูงมากเท่าไหร่ ออกซิเจนที่อยู่ในอากาศก็จะน้อยลงเท่านั้น เพราะเหตุนี้ NOS จึงถูกเอามาใช้เพิ่มปริมาณของออกซิเจนเพื่อป้อนให้กับเครื่องยนต์ โดยเฉพาะกับเครื่องบินประเภทเครื่องบินขับไล่ซึ่งมีเพดานการบินที่สูงมากๆ
หลังจากนั้นประมาณ 30 ปีให้หลัง หรือประมาณปี ค.ศ.1970 ก็ได้มีวิศวกรหัวใสคิดค้นระบบ NOS ขึ้นมาเพื่อใช้กับรถยนต์ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มกำลังให้กับเครื่องยนต์ แล้วก็ประสบความสำเร็จอย่างมากในวงการรถแข่ง และในที่สุด NOS ก็ได้รับความนิยมไปทั่วโลกในฐานะของ แก๊สพิษสูตรผีบอก ที่สามารถเสกม้าให้วิ่งมาเป็นฝูงได้โดยใช้เวลาไม่กี่วินาที...
![](/images/knowledge/nos1/Dodge.jpg)
ถ้าใครเคยดูหนังเรื่อง 2 FAST 2 FURIOUS คงจะจำฉากเปิดตัว SKYLINE R34 ของไบรอันได้เป็นอย่างดี ในฉากนั้น...ไบรอันขับ R34 เข้ามาในแก๊งซิ่ง พร้อมกันนั้นก็ฉีด NOS โชว์แบบไม่เสียดายเลยแม้แต่น้อย แต่คำถามก็คือว่า... พ่น NOS ออกมาทำไม แค่โชว์ออฟ หรือว่ายังไง มาร่วมกันหาคำตอบได้ในบทความตอนต่อไปของ NOS : แรงม้าอัดกระป๋อง ได้ที่ แฟนเพจของเราเลยครับ
เรียบเรียงโดยJoh Burut