Азот или воздух в шинах что лучше
В каких случаях азот в шинах оправдан?
Иногда автопроизводители наполняют шины чистым азотом вместо обычного воздуха, и вот почему.
Весь смысл накачивания шин азотом сводится к наличию влаги в воздухе. Обычный воздух, которым мы дышим, как правило, содержит много воды, которую мы не видим. Из сжатого воздуха влага также никуда не уходит, поэтому, когда шина нагревается (например, во время интенсивного вождения), воздух быстро и непредсказуемо расширяется. Это может привести к чрезмерному повышению давления в шинах и стать причиной снижения эффективности прилегания резины к дорожной поверхности. В зависимости от того, в какое время года и в какой точке мира вы подкачали шину своим переносным компрессором, внутри колеса будет разная влажность, которая сделает поведение шины менее предсказуемым во время эксплуатации под нагрузкой или в жаркую погоду.
Это даже подчеркивают автопроизводители, например BMW:
«Главное преимущество использования азота в шинах — меньший рост давления по мере нагревания шин.
Примерно 1 процент обычного воздуха на уровне моря представляет собой водяной пар, и когда этот воздух сжимается и закачивается внутрь шины, то повышается и его концентрация. Об этом мы подробно писали в данной статье: Что нужно знать о шинах, накачанных азотом
Посмотрите видео, предварительно включив перевод субтитров:
Наверное, вы заметили, что речь в видеоролике идет о гоночных автомобилях и шинах, установленных на них, поэтому рекомендовать немедленно бежать в ближайший шиномонтаж и закачать покрышки азотом для рядового автомобилиста точно не стоит. Стоимость процедуры, конечно, не кусается: порядка 100-200 рублей, но ведь воздух для этих целей бесплатен… К тому же, загнав азот в покрышки, для подкачки тоже нужно использовать именно этот газ, а не мешать его с воздухом, иначе тот малый эффект полностью нивелируется.
Ну, а если вы любите погонять по треку, то шины с азотом помогут вам лучше управлять автомобилем, это факт. Доказано!
Миф 1. Стабильное давление в шине. Так как коэффициент теплового расширения азота ниже, чем воздуха, то и воздействие окружающей температуры на шину практически не влияет на давление внутри нее. Азот не расширяется вообще, в отличие от воздуха. Поэтому именно азот идеален для накачивания в покрышки.
Однако любой человек, хоть немного знающий физику, понимает, что заявление о независимости от температуры давления газа в каком-либо замкнутом пространстве вступает в противоречие с законами Гей-Люссака (для любых газов коэффициент объемного расширения один и тот же) и Шарля (отношение давления к температуре – есть величина постоянная). Можно сделать вывод: все заявления о том, что азот будет себя вести иначе, чем кислород, при повышении или понижении температуры – самые настоящие выдумки, которые рассчитаны на необразованного человека. Конечно, небольшая разница в коэффициенте объемного расширения все-таки есть, но она составляет всего 0,0001. Соответственно изменение давления в покрышках будет около 0,00025 атм. Это существенное изменение? Безусловно, нет. Для тех, кто не верит науке, можно посоветовать самостоятельно провести небольшой эксперимент: одну шину накачать азотом, а другую воздухом и попеременно погружать то в кипяток, то в ледяную воду. Вряд ли давление будет стабильным.
Миф 2. Шина, накачанная азотом, не сдувается никогда. Молекулы азота очень большие, гораздо больше, чем у кислорода, и они чрезвычайно медленно проходят через микропоры в резине.
Опять обращаемся к физике. Размер молекулы азота составляет 0,364 нм, а молекулы кислорода – 0,346 нм. Эта разница не ощутима ни одним манометром. Старая шина, имеющая трещины, будет сдуваться в любом случае, чем бы ни была накачана. А качественная – в состоянии поддерживать давление годами, стравливая его разве что через вентиль или стык обода и покрышки.
Миф 3. Возможность взрыва покрышки минимальна. Поскольку азот – инертный газ и не поддерживает горение. При больших скоростях шина не нагревается, поскольку в ней нет горючего кислорода.
Итак, попробуем разобраться во всем этом. Если посмотреть на таблицу Менделеева, то сразу видно, что инертные газы находятся в 8 группе, а азот относится к 5 группе. Это одно. Самое главное другое – шина лопается, а не взрывается, звук, который слышен при этом – это скачок давления от ударной волны.
Нормальная покрышка для легкового автомобиля способна выдержать давление до 9 атм. Чтобы шина лопнула, ее нужно нагреть до температуры не менее 1000° С. При такой температуре расплавится даже стальной диск.
Миф 4. Экономия расхода топлива. Колесо, накачанное азотом, легче по весу, чем колесо, накачанное воздухом. Соответственно нагрузка на подвеску меньше и расход топлива снижается.
На первый взгляд – все логично. Но давайте посчитаем, какая же разница в массе колес, накачанных азотом и воздухом. 1 кубический метр воздуха содержит 78% азота – это 1,29 кг, а чистого азота – 1,25 кг. Для примера возьмем распространенное колесо с покрышкой 165/70R13 и посчитаем массу газа в нем. Объем такой покрышки примерно 20 литров, избыточное давление составит 2 кгс/см2, т.е. легко посчитать, что в такой шине приблизительно 60 литров газа. Значит, содержание азота в данной шине составит 0,0750 кг, а воздуха – 0,0774 кг. Вот и вся разница! Нужны просто ювелирные весы, чтобы уловить такую разницу в весе. Естественно, ни о какой разнице в весе и экономии топлива не может идти и речь.
Миф 5. Замедленное старение шины по причине отсутствия в азоте пыли, влаги и масла. Это подтверждают испытания, проводимые Continental, Bridgestone, Michelin.
Если задуматься, то воздействие окружающей среды (различные реагенты, находящиеся на дорожном покрытии, ультрафиолетовое излучение, битум и т.д.) на шину гораздо более масштабное, чем воздействие внутреннего наполнителя. К тому же для особо щепетильных автовладельцев не проблема закачать в покрышку чистый воздух, для этого достаточно приобрести компрессор с осушителем и фильтром.
Миф 6. Улучшение сцепления покрышек с дорожным покрытием. Азот более стабилен в сравнении с воздухом (который способен поддаваться окружающей среде).
Этот миф вообще трудно как-то прокомментировать. Нечего обсуждать, с какой стороны ни посмотри. На сцепление покрышек с дорожным покрытием влияет все, что угодно (состояние самой дороги, конструкция шины, качество резины, из которой сделана шина, распределение напряжения в пятне контакта), но только не газ, который закачан в эту шину.
Зато хитрые продавцы иногда умышленно недокачивают шины азотом и предупреждают клиента, чтобы он ни в коем случае не подкачивал шины воздухом, ну и не проверял давление.
Поищем ответы на вопросы о преимуществах накачки покрышек азотом (N), а не сжатым воздухом. Становится ли при этом автомобиль экономней, а движение по дороге плавней, увеличится ли срок службы у таких покрышек.
Если коротко, то ответ: вроде того.
Первая Причина накачивать колеса азотом
Воздух на 78 % состоит из азота, 21 % кислорода, остальное водный пар, СО2 и небольшой концентрат из благородных газов (неон, аргон и т.д.)
По сравнению с кислородом, азот менее текуч, поэтому сквозь трещинки в резине испаряется в атмосферу меньше, т.е. давление в колесах будет оставаться стабильным. Пилоты спортивных автомобилей любят шины накаченные азотом, так как они менее восприимчивы к перепадам температур, поэтому давление в них не сильно меняется. Это дает плюс в гонках, где шины быстро перегреваются из-за высоких скоростей. В шинах с азотом, несмотря на нагрев шины, давление увеличивается последовательно, без скачков, что улучает предсказуемость скольжения и поведения машины в гонке.
Вторая причина
Развенчиваем мифы и чего опасаться
Накачка шин азотом технически не сложна, но занимает много времени. Шиномонтажные станции накачивают шины аппаратом, создающим практически чистый азот с минимальным добавлением кислорода, и выполняющим автоматически несколько циклов продувки. Стоимость накачки одного колеса – 200-250 ₽, в зависимости от размера.
Смесь для накачки колес, которую предлагают на станциях технического обслуживания будет состоять на 95% из азота и на 5% из кислорода, то есть разница в концентрации азота в этой смеси с чистым кислородом около 15-20%. Такое соотношение стандартно. Опасность подстерегает на недобросовестных шиномонтажных станциях, где из-за дешевого или сломанного оборудования азотная смесь будет состоять из 85-90% азота и 15-10 % кислорода. Описанных выше преимуществ от такой смеси не будет.
Не стоит верить, что колеса с азотом легче колес с воздухом, поэтому машина становится экономней. При одинаковой температуре, сухости воздуха и атмосферном давлении 1 куб. метр воздуха весит 1,29 кг., а азота 1,25 кг. В колесе диаметром 14-15 дюймов вес воздуха равен примерно 0,0774 кг, а азота 0,075 кг, то есть разница 10 грамм. Такая небольшая разница в весе не повлияет на экономный расход топлива машиной.
Подведем итоги:
- с азотом давление в шинах будет оставаться постоянным дольше;
- в шине с азотом меньше влаги, т.е. меньшая вероятность появления коррозии в колесах.
Накачивать азотом шины современных автомобилей модная услуга не только в нашей стране, но и во всем мире. Производители специализированного оборудования, к примеру, HOFMANN MEGAPLAN GmbH , называют два основных преимущества такой процедуры: увеличение ресурса шин и стабильное давление , в течение длительного периода вне зависимости от окружающей температуры. Работники сервисных станций в свою очередь "нашли" другие преимущества азота: снижение массы колеса в сборе, экономия топлива, взрыво- и пожаробезопасность, улучшение сцепления покрышек с дорожным полотном. В качестве, "весомых" аргументов приводятся факты применения азота в шинах спортивных болидов, самолетов и специальной техники.
Немецкий клуб автомобилистов ADAC обратился к одному из ведущих производителей шин в Европе с вопросом об актуальности использования азота в колесах автомобилей. Давайте разберемся в вопросе вместе с нашими коллегами из Германии.
Традиционно для наполнение автомобильных шин используется атмосферный воздух. Воздух - это естественная смесь газов, состоящая, большей частью, из азота на 78% и кислорода на 21%. Газовый коктейль "азот" в сервисе состоит из 95% азота и 5% кислорода.
Азот и ресурс шин. Воздух содержит кислород и водяные пары, которые окисляют сталь корда, старят резину и приводят к коррозии колесного диска, а азот - нет.
Стальной корд автомобильного колеса покрыт несколькими слоями резины и других материалов, которые надежно защищают покрышку. Что касается самой шины и колесного диска, то они подвергаются несравнимо большему губительному воздействию со стороны таких внешних факторов, как дорожные реагенты, атмосферные осадки, механическое воздействие и ультрафиолет.
Азот и стабильное давление. Азот в отличие от воздуха, вообще не расширяется, т.к. имеет меньший коэффициент теплового расширения, а значит давление в колесе будет неизменным.
Если воспринимать данное утверждение буквально, то оно, как минимум, противоречит некоторым законам физики. Если нет, то своя правда есть. Коэффициент теплового расширения азота и воздуха - 0.003672 K-1 и 0.003665 K-1 соответственно. При прочих равных разница в давлении в пользу азота составит неприличные 0,00025 атм., которую не сможет измерить обычный манометр.
Накачанная азотом шина вообще не сдувается. Диаметр м олекулы азота больше, чем молекулы кислорода, поэтому азот труднее проходит через микропоры резины и шина теряет давление значительно медленнее.
И это правда. Размер молекулы азота равен 0,32 нм, а кислорода — 0,3 нм. Только разница эта совершенно незначительна. Немецкие специалисты экспериментально подсчитали, что покрышка, наполненная азотом, теряет давление на 0,01 бар медленнее, чем аналогичная покрышка с воздухом. При этом первые результаты были получены спустя 5 месяцев лабораторных испытаний! В случае повреждения шины, нарушения герметичности с диском или неисправности вентиля, давление будет потеряно одинаково быстро вне зависимости от того, что закачано внутрь.
Азот и пожаро- взрывоопасность. Азот — инертный газ, не поддерживающий горение.
Азот относится к V группе элементов периодической системы Менделеева и не является инертным газом. Он действительно не поддерживает горение и используется в авиации. Шины самолетов наполнены азотом, т.к. вовремя колоссальных термических нагрузок при торможении внутрь выделяются взрывоопасные углеводороды. Состав образовавшийся внутри самолётной шины не загорится, т.к. азот не сможет поддержать горение.
Азот и масса колеса. Масса азота в покрышке меньше, чем масса воздуха. Поэтому снижается неподрессоренная масса подвески, что увеличивает ресурс амортизаторов.
И это тоже правда. Азот легче воздуха, а равно колесо, наполненное азотом, легче аналогичного с воздухом. Но на поверку разница не превышает 10 гр.
Азот и нагрев колеса. Азот лучше отводит от покрышки тепло, чем воздух.
Этим утверждением нас попросту обманывают. Коэффициент теплопроводности кислорода 0,0269 Вт/(м•К), а азота - 0,0261 Вт/(м•К). Разница мизерная. Более того входящий в состав воздуха кислород лучше, чем азот, передает тепло от покрышки к диску, следовательно — охлаждает лучше.
Что касается королевских гонок Формула 1, то мы подробно ознакомились с техническим регламентом этих состязания и нашли следующее упоминание об азоте :
На что только ни идут автомобилисты под натиском агрессивной рекламы и давлением "авторитета" работников сервиса.
На что только ни идут автомобилисты под натиском агрессивной рекламы и давлением "авторитета" работников сервиса.
Давайте будем откровенными. В большинстве заявлений производителей оборудования для накачки шин азотом и сервисов предоставляющих такую услугу есть доля правды. Но категоричность всех заявленных преимуществ, конечно лукавство и введение потребителей в заблуждение. Все преимущества азота настолько незначительны, что не перекрывают расходов на саму услугу, а ведь она стоит в 10-20 раз дороже, чем накачка традиционной воздушной смесью. Кроме вреда для вашего кошелька ничего плохого в итоге про азот сказать нечего.
Одним из последних трендов на нашем рынке автомобильных услуг является использование азота в автошинах. Поклонники данного метода уверяют о существенном снижении расхода топлива. Также есть мнение, что колеса практически не спускают благодаря большему размеру молекулы газа по сравнению с воздухом. Многие станции шиномонтажа и сервисные центры предлагают заправку автошин этим газом.
Существуют и противники метода, которые напрочь отметают все доводы сторонников. Их главным аргументом является общеизвестный факт, что воздух на 78% состоит из азота, 21% кислорода и других газов. Вопрос: зачем дополнительно закачивать еще 15% азота? Вряд ли дополнительный объем газа сможет кардинально улучшить эксплуатационные характеристики автомобильной шины. Тем более, что эта услуга стоит больше.
Разберемся в ситуации, рассмотрим все плюсы и минусы азота в шинах.
История технологии
В случае Формулы-1 использование данного метода обеспечивает как минимум один большой плюс — повышается безопасность. Дело в том, что в случае возгорания болида воздух из лопнувшей покрышки является кислородным поддувом, разжигая пламя еще больше. В случае закачки азота в автошины такого эффекта уже не будет, то есть снижается риск пожара.
В США азот вместо воздуха в шинах используют в коммерческом транспорте. Это не обязательное правило, просто многие владельцы автотранспортных предприятий и перевозчики используют альтернативные варианты.
В обычной жизни автомобили не так часто используются на пределе своих возможностей, пожары происходят очень редко. Поэтому закачивать вместо воздуха газ только ради большей безопасности нецелесообразно, но есть другие плюсы.
Преимущества метода
Подкачка шин азотом имеет как сторонников, так и противников. Причем они присутствуют среди профессионалов, в том числе владельцев шиномонтажных станций и СТО и среди любителей. К преимуществам метода относят:
- отсутствие утечки газа — колеса меньше спускают;
- снижение веса колеса — меньший расход топлива;
- отсутствие перегрева шины;
- повышенная безопасность;
- стабильное давление в колесе;
- замедление старения резиновых элементов колеса;
Уменьшается расход топлива
Это один из самых распространенных доводов в пользу азота вместо воздуха. Его суть сводится к тому, что указанный газ легче воздуха, соответственно меньший вес колеса приведет к снижению расхода топлива.
Для этого нужно разобраться с реальными цифрами. Кубометр воздуха, который закачивают в автошины, имеет вес 1,29 кг, а кубометр газа — 1,25 кг. Стандартное колесо легкового автомобиля вмещает около 75 грамм чистого газа и 77 грамм воздушной смеси. Поэтому разница полностью накачанных колес будет заключаться в нескольких граммах, что ничтожно мало для существенной экономии топлива.
Разница практически незаметна – гораздо больший вес колесу добавляет грязь между протекторами или камешки.
Популярные модели шин
Колеса меньше спускают
Стабильное давление — еще один аргумент поклонников закачивать вместо обычного воздуха в колесо азот. В этом случае аргументом является более крупный размер молекулы газа по сравнению с размером молекулы кислорода. Соответственно, кислород быстрее просачивается через микроскопические трещины и отверстия в покрышке. В результате давление падает и колесо спускает.
Да, это так. Но не стоит забывать, что обычный атмосферный воздух на 78% состоит из азота, а только на 21% из кислорода. Поэтому, при падении давления в колесе, его подкачивают, добавляя туда таким образом еще больше азота из обычного воздуха. За несколько лет эксплуатации колесо практически полностью накачано одним лишь газом.
Азот практически не расширяется при нагревании, поэтому давление в колесе будет неизменным при изменении температуры. В противовес данному утверждению стоит отметить, что в составе воздуха более трех четвертей как раз и занимает азот. Другие газы также не сильно расширяются, поэтому разница давления в шинах, в которых закачан воздух или азот, при нагревании не слишком велика, чтобы ее принимать во внимание.
Сторонники метода утверждают, что отсутствие кислорода обеспечивает дополнительную защиту материалу от старения. Да, это справедливое замечание, но есть ли в нем практический смысл? Резина подвержена воздействию других факторов — агрессивной среды, влаги, солнечных лучей и так далее. Все это не способствует продлению срока службы, но никто же не собирается использовать шины вечно. Существуют определенные временные показатели эксплуатации, на которые используемый газ не оказывает сколько-нибудь существенного влияния.
Более низкий уровень шума показывает шина, в которую закачан чистый газ, а не атмосферный воздух. Да, путем нехитрых замеров на скорости 100 км/час уровень шума в первом случае 65 дБ против 68 дБ во втором. Хорошо это или плохо? Просто незаметно – разница в 3 дБ абсолютно незначительная.
Колесо, в которое закачивают азот, имеет меньше шансов взорваться. На самом деле, колесо взорвется только в случае нещадной эксплуатации автомобиля, которая в обычной жизни встречается очень мало. Более того, на самом деле колесо не взрывается, а лопается – происходит резкая потеря давления при разрушении конструкции шины. И произойти это может при наезде на предмет или препятствие.
Недостатки
Минусом использования азота вместо воздуха в шине вашего автомобиля может быть цена вопроса. Ведь технология предусматривает удаление воздуха из колеса и затем закачку вместо него чистого газа. Естественно, нужно хорошо подумать, так ли необходимо закачивать азот, не лучше ли пользоваться традиционным методом. Существенных преимуществ мы не обнаружили, аналогичное мнение есть у представителей основных шинных брендов. Чтобы определить, зачем это делать, нужно хорошо подумать, ведь ярко выраженных плюсов нет.
Еще один минус – необходимость использования специального оборудования, также нужны баллоны с газом. Это могут себе позволить только специальные сервисные центры по обслуживанию автомобилей, шиномонтажи. Накачать шину компрессором или даже простым насосом может любой автовладелец, для этого необязательно быть профессионалом. С азотом так не получится – в гараже или посреди трассы вы не сможете закачать газ, по крайней мере без соответствующего оборудования.
Следующий недостаток нельзя назвать чистым минусом метода, но все-таки его противники об этом часто говорят. Суть их опровержения сводится к тому, что в простом воздухе содержание азота составляет не менее 78%, поэтому нет смысла дополнительно закачивать еще 15%.
В качестве аргумента в пользу применения азота в шинах приводят плавность хода транспортного средства. Явных подтверждений данному преимуществу нет, просто давление в этом случае немного меньше – колесо недокачано, что обеспечивает плавное движение по неровному дорожному покрытию.
Например, в правилах пресловутой Формулы-1, элиты автоспорта, нет обязательного требования использовать исключительно азот. Предоставляется возможность выбора, что означает отсутствие преимуществ одного метода перед другим. Для дорожных автомобилей ситуация аналогична, но с одним уточнением. Стоимость использования азота в шинах транспортного средства гораздо выше и это – существенный минус. Появляется вопрос — зачем переплачивать, если преимуществ, как таковых, нет? Ответ зависит исключительно от предпочтений конкретного автовладельца.
*Условия каждой действующей акции уточняйте у соответствующего дилера GOODYEAR. Материалы, представленные на данном сайте, носят исключительно информационный характер и не являются публичной офертой в соответствии со статьей 437 ГК РФ
Читайте также: