Азот или воздух в шинах что лучше?

Автоблоги

Популярные статьи

Что нужно знать о шинах, накаченных азотом

Закачка шин азотом уже приобрела некий мифологический смысл среди любителей техники, это примерно, как натереть кровью гепарда блок цилиндров вашего авто. Азоту, как инертному газу, приписывают все от более комфортного управления автомобилем до улучшенного пробега, что снижает износ шин. Насколько все это правда? Что на самом деле дает закачка азота в шины вашего автомобиля? Давайте выяснять.

Если вам нужен образец азота, чтобы вы сами могли все как следует изучить, то подставляйте свои ладони.

Азот относится к инертным газам, то есть он обычно не вступает в реакцию с другими веществами. В периодической таблице Менделеева ему присвоен седьмой атомный номер. Это на один протон меньше, чем у кислорода, который находится в таблице под восьмым атомным номером. Атомы азота соединяются парами и образуют молекулярный азот или N2, именно эта форма азота встречается в воздухе.

Итак, какую же невероятную пользу приносит азот? Чаще всего можно услышать, что из шин, накаченных азотом, утекает меньше газа, что машина становится намного легче в управлении, улучшается расход топлива и сохраняется оптимальное давление даже при перепадах температуры.

Утечка газа

Сначала давайте обсудим вопрос с утечкой газа.

Кинетический диаметр атома азота на самом деле совсем немного больше, чем у атома кислорода. Это означает, что азот представляет собой большую по размеру «мишень» и поэтому вероятность столкновения с другой молекулой невелика. Именно такой аргумент приводят чаще всего, когда пытаются доказать, что давление шин, накаченных азотом, со временем снижается не так сильно. То есть, маловероятно, что молекулы большего размера проникнут в резину шин и вызовут утечку газа.

Некоторые источники утверждают, что атомы кислорода (в форме O2) проникают в резину в 3-4 раза быстрее, чем кислород. Это не означает, что шины, накаченные воздухом, сдуваются в 3-4 раза быстрее, потому что в шинах уже содержится примерно 80 процентов азота, не забывайте об этом. Я не слишком хорошо разбираюсь в этом вопросе, чтобы понять, насколько важны эти оставшиеся 20 процентов воздуха, но мне поможет Дэвид Трейси:

Шины, заполненные воздухом, теряют воздух со скоростью в 1.6 раз быстрее, чем шины с азотом. Логично, что азот — лучше, но разница настолько мала, что большинство водителей ее даже не заметят.

Этот газ потребляет меньше топлива?

Что касается утверждения, что шины с азотом оптимизируют расход топлива, то в действительности, азот здесь не причем. Давление в шинах очень сильно влияет на расход топлива. Шины с высоким PSI показателем (американская шкала давления) снижают сопротивление качению и улучшают эффективность расхода топлива, обычно это происходит за счет качества управления автомобилем.

Шины, закаченные азотом, могут обеспечить большую стабильность в плане PSI (подробнее об этом далее), но здесь, скорее, речь идет о поддержании оптимального давления шин, а не о том, что давление делает внутри самих шин. То есть, если вы будете сохранять давление в шинах на оптимальном уровне, то расход топлива будет нормальным, независимо от того, закачали вы азот в шины или нет.

Чего-то не хватает

Громче всего обсуждают то, что шины с азотом способны сохранять стабильный уровень давления даже при сильном нагреве шин.

Вот как мне это объяснил представитель компании BMW:

А причина, по которой азот в меньшей степени подвергается росту давления заключается, преимущественно, в следующем:

Вода. Влажность. Вязкость. Получается, что вовсе и не в азоте здесь дело, а в отсутствии водяного пара. Примерно 1 процент обычного воздуха на уровне моря представляет собой водяной пар и, когда это воздух сжимается и закачивается внутрь шины, то повышается и его концентрация.

Водяной пар намного более восприимчив к изменениям давления, вызванным тепловыми колебаниями. Пар расширяется при нагреве, сжимается в холодных условиях и меняет давление внутри шин, что может вызвать проблемы у гоночных автомобилей, потому что управление таким автомобилем очень точно настроено с учетом конкретного давления в шинах.

Во время движения автомобиля температура повышается из-за силы трения и деформации резины. Изменение температуры в данном случае не зависит от температуры окружающего воздуха. Температура шин может повыситься до 50° за 30 минут езды по трассе (и намного выше у гоночных авто), и если посмотреть на график давления пара воды при разных температурах, то можно увидеть, что такое повышение температуры может привести к слишком высокому давлению.

Предположим, начальная температура шин 15°С и она повышается до 32°С. В данном случае, давление пара воды увеличивается больше, чем вдвое. Это серьезная цифра.

Также, вода может замерзнуть, поэтому азот применяется в самолетах (и, по крайней мере, в двух космических аппаратах: орбитальный Space Shuttle и Air Force X-37B).

Поэтому преимущество азота в том, что это сухой газ, который может содержать совсем немного водяного пара. Можно, конечно, высушить и обычный воздух, но это крайне неэффективно, сложно и дорого. Намного проще выделить азот, который никогда не будет содержать водяной пар благодаря процессам, которые используются для его изоляции.

Кроме сохранения стабильного уровня давления, есть и другие причины, по которым неплохо бы удалить водяной пар из шин. Водяной пар может стать причиной ржавчины и коррозии внутри стержня клапана или на самих колесах. Есть также мнение, что кислород вступает в более активную реакцию с резиной, поэтому если заменить его на такой инертный газ, как азот, то это продлит срок службы шин.

Итак, каков вердикт?

Да, технически азот лучше простого воздуха, закаченного в шины, хотя иногда дело даже не в самом азоте, а, например, в водяном паре.

Стоит ли оно того? Для обычного вождения, пожалуй, нет. Хотя польза, действительно, есть, она настолько незначительна, что ее даже не заметишь. И не забывайте про окружающий воздух с его атмосферной влагой и кислородом. Даже если в ваших шинах будет 93-95 процентов азота, воздух все равно проникнет внутрь и будет делать там свои дела.

Если же вы профессиональный гонщик или просто любите погонять по треку, то, несомненно, шины с азотом помогут вам лучше управлять машиной и сохранят уровень давления стабильным на более длительное время, что обеспечит вам конкурентное преимущество на треке. В любом случае, лишний азот вам точно не навредит.

К тому же, в отличие от кислорода, азот не способствует возгоранию, поэтому это еще и вопрос безопасности.

Если у вас есть деньги и вы точно можете определить, что давление в одной шине меньше, чем в остальных или у вас есть команда механиков и вы зарабатываете себе на жизнь гонками, тогда, пожалуйста, накачивайте азот в шины сколько хотите.

А все остальные, я полагаю, прекрасно обойдутся и 78 процентами азота.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Зачем накачивают шины азотом и нужно ли это делать?

В последнее время большинство станций технического обслуживания (СТО) и шиномонтажей предлагают услугу по накачке шин азотом, вместо привычного многим водителям воздуха. По утверждению работников шиномонтажных мастерских, данный газ обладает чуть ли не чудодейственными свойствами, которые непременно должны вызывать восторг у каждого автовладельца. Так ли это на самом деле? Попробуем разобраться.

Аргументы коммерсантов — разбираемся, есть ли в них правда

Для начала неплохо бы напомнить, что воздух является смесью различных газов, 78% из которых приходится на долю того же азота. Состав, вырабатываемый азотогенераторами в СТО, содержит его немного больше, а именно 95-97%. Очевидно, что разница есть, но ощутима ли она в реальных условиях эксплуатации? Да и как проверить процентное соотношение азота? Ведь если вместо него будет закачан обычный воздух, то рядовой автолюбитель этого определить не сможет. С другой стороны возникает вопрос, в чём преимущество накачки шин газовой смесью, которая содержит пусть даже 99% азота? Рассмотрим главные аргументы коммерсантов и определим соответствуют ли они истине.

Стабильное давление в колесе

По утверждению продавцов рассматриваемой услуги, изменение температуры покрышки во время движения ни коим образом не сказывается на уровне давления в камере, поскольку коэффициент расширения азота (теплового) существенно ниже, нежели таковой у воздуха.

Представленное заявление не соответствует истине, ведь оно противоречит закону Менделеева-Клапейрона, доказывающего чёткую связь температуры, объёма и давления, что выражается формулой P*V/T = const. Почитатели новшества возражают, что азот – газ не идеальный, а потому по иному «ведёт себя». Когда же он находится под давлением, то и вовсе к нему не могут применяться газовые законы. На это сведущий в физике человек ответит, что поведение азота, определяемое приведённым выше уравнением, будет ощутимо разниться с параметрами идеального газа только в том случае, когда давление возрастёт до десятков атмосфер. Другими словами, у автолюбителя прочувствовать эффект не получится, ведь покрышку просто разорвёт.
Отметим также, что азот имеет коэффициент объёмного расширения 0.003372 (1/К), а у воздуха этот параметр равен 0.003665 (1/K). В стандартном колесе при изменении температуры разница в давлении будет в 4-м знаке после запятой. А преимущество окажется за воздухом! Однако обычным манометром этого не зафиксируешь.

Отсутствие утечки газа

Зачастую можно услышать высказывание о том, что кислород быстрее улетучивается из колеса, нежели азот, а потому давление в нём снижается значительно быстрее, и колёса приходится подкачивать чаще.

Молекулы азота реально крупнее, это факт. Однако их диаметр отличается от молекул кислорода всего на 6% (0,32нм у азота против 0,30нм у кислорода). А воздух как известно на 99% состоит из смеси этих газов. Это значит, что если шина накаченная азотом теряет ровно 1 атмосферу давления, то её аналог с воздухом утратит за тот же промежуток времени 1,012 атмосферы. Сможете ли вы ощутить, заметить или измерить эту разницу?
С другой стороны, если кислород полностью улетучится из камеры, то внутри останется практически «чистый» азот, который вы получите абсолютно бесплатно!

Снижение старения авторезины

Очень правдоподобно и реалистично звучит утверждение, что в отличие от кислорода, содержащегося в воздушной смеси, азот не старит резину, а также не окисляет стальной корд покрышки.

Следует задаться вопросом, сколько водителей поменяли неизношенные шины по причине проржавевшего корда? Также весьма любопытно, что на это ответят сотрудники шиномонтажа или же слесаря автобазы? В любом случае, достаточно осмотреть внутреннюю поверхность покрышек, отслуживших своё, и не видавших специальной новомодной накачки. Сразу и не скажешь, состарилась ли резина изнутри.

Уменьшение веса колеса

Автомобильные шины, накаченные азотом, дают возможность снизить неподрессоренную массу подвески в целом, поскольку удельный вес этого газа ниже, чем у воздуха. С фактами спорить трудно. Однако как это выглядит на практике?

Итак, плотность азота равна 1,25 килограмм на кубический метр, а у воздуха аналогичный параметр составляет 1,29 кг/м3. Возьмем стандартное колесо, объём камеры которого 0,05 м3, а эксплуатационное давление газа 2 кгс/см2. Проведя нехитрые математические исчисления, получаем отличие в шесть грамм, которое просто не способно сыграть какую-либо роль, или повлиять на сохранность подвески, при весе среднего колеса примерно в 13−15 килограмм.

Шина не перегревается

Нередко в пользу азота можно услышать мнение, что накаченная им шина не перегревается, поскольку этот газ отводит тепло эффективнее воздуха.

С точки зрения научных фактов это мнение полная чушь. Коэффициент теплопроводности азота 0,0261 Вт/(м*К), а кислорода — 0,0269 Вт/(м*К). Очевидно, что разница в показателях, хоть и незначительная, но есть. При этом она говорит в пользу воздуха, в составе которого присутствует кислород, способствующий лучшей передаче тепла и более эффективному охлаждению.
Теплоёмкость азота на 13% выше, чем у кислорода. Однако не стоит забывать, что последнего в составе воздуха всего около 21%. Следовательно, в шине способности азота по аккумулированию тепла просто нивелируются.

Повышенная безопасность

Работники СТО, предлагающие накачать шины азотом, утверждают, что при возгорании такое колесо не может взорваться, поскольку этот газ не горит.

Здесь следует сказать, что если автомобиль загорелся, то 50 грамм кислорода в каждой шине погоды не сделают. А резина с азотом пострадает ни чуть не меньше, чем аналог с воздухом внутри.

Заключение

В качестве заключения приведём ещё тройку наиболее популярных аргументов, предоставляемых почитателями новомодной накачки.

• Шины с воздухом необходимо подкачивать, а используя азот, эта проблема исчезает. Вероятнее всего дело именно в новой авторезине, а не в газе, которым она заполнена. Колесо без повреждений должно держать заданное давление много месяцев. В противном случае оно неисправно.
• Автомобиль, колёса которого накачаны азотом, двигается мягче, а уровень вибрации и шума ощутимо ниже. У этого «феномена» есть банальное объяснение. При заполнении камеры автопокрышки азотом, в большинстве случаев, колёса не докачивают на 0,2-0,3 атмосферы. Это и создает ощущение повышенной плавности хода и комфорта. Однако именно азот в этом контексте абсолютно ни при чём.
• В гонках «Формула 1» шины накачивают исключительно азотом. Это известный факт, который регламентирован пунктом 12.7.1 правил указанных гонок, где говорится, что шины болидов можно наполнять лишь азотом или воздухом. Здесь упор можно сделать на союзе «или», свидетельствующем, что и для высокоскоростных болидов, выдерживающих колоссальные перегрузки, разницы между рассматриваемыми составами газа нет.

В любом случае каждый сам решает, чем и как накачивать колёса своего транспортного средства. Азот не принесёт ни пользы, ни вреда автомобилю, чего нельзя сказать о кошельке водителя, ведь накачка шин азотом стоит в 10-20 раз дороже. Так кто же кого «надувает» в итоге?

Азот в шинах — маркетинговый ход или реальная польза

Число автосервисов и шиномонтажных мастерских, предлагающих клиентам накачку шин нитрогеном или, проще говоря, азотом, продолжает расти. А значит, услуга эта пользуется стабильным спросом. Многие автолюбители придерживаются мнения, что использование газа вместо воздуха имеет ряд существенных преимуществ. Само собой, производители вакуумно-азотных генераторов и сотрудники станций техобслуживания стараются их в этом мнении утвердить по вполне понятным причинам.

Возникает вполне резонный вопрос, в чем же состоят при накачке шин азотом плюсы и минусы , и с тоит ли платить в 10—20 больше, чем за обычную накачку воздухом.

Зачем шины накачивают азотом

Сторонники газа приводят, казалось бы, достаточно веские доводы, аргументирующие их выбор. И по сути, это ровно то, о чем говорится в рекламных текстах.

В качестве безусловных плюсов называют следующие:

• давление в шине остается неизменным вне зависимости от колебания температур;
• колеса требуют подкачки значительно реже;
• уменьшается износ покрышек;
• улучшается плавность хода автомобиля;
• шины не перегреваются;
• уменьшается вес колеса, а значит, и нагрузка на ходовую часть авто;
• сокращается тормозной путь, улучшается динамика разгона;
• повышается безопасность.

Чуть ниже попробуем разобраться в обоснованности каждого из этих утверждений. Но сначала кратко остановимся на том, что значит «накачать шины азотом».

Технология закачки

Сама операция довольно проста. Ниппель колеса соединяется со специальной установкой — азотным генератором.

Вращающийся азотный генератор является стационарным устройством, которое используется для преобразования воздушной смеси. Воздух из баллона полностью выкачивается и прогоняется через систему осушителей и фильтров.

Он проходит несколько степеней обработки:

1. Закачивается в рабочую систему — не менее восьми атмосфер сжатого воздуха.
2. Далее осуществляется многоуровневая фильтрация: воздух обезжиривается, очищается от влаги, примесей масел и ароматических гидрокарбонов.
3. Очищенный воздух перекачивается через специальные мембраны для отделения молекул азота-n2.

Целью этой операции является выделение азота, объем которого в воздухе составляет 78 %.

Далее с помощью той же установки происходит накачивание шины полученным газом: в ентиль колеса подключается к специальному компрессору, который отделяет азот от всех остальных газов, присутствующих в воздухе, и принудительно загоняет его в шину.

При этом колесо накачивается практически инертным газом, и внутрь не проходит не только кислород, но и влага — диск колеса не подвергается коррозии. Это приятный плюс, ведь коррозия посадочных мест шины может служить причиной потери ее герметичности.

После полного цикла обработки на выходе получается азот чистотой более 95%.

Плюсы и минусы азота

И вот, в колесах автомобиля — азот, что сразу повышает степень его родства с болидами «Формулы-1» («Ф-1»). Ведь именно колеса болидов стали первыми накачивать этим газом. Определенно, какой-то плюс уже есть: ощущение близости к королевским гонкам — приятное ощущение.

Вообще, регламент «Ф-1» допускает закачку в баллоны либо воздуха, либо нитрогена. Это позволяет предположить, что каких-то очевидных преимуществ ни у того, ни у другого нет. Но колесо, заполненное газом, на несколько граммов легче того же колеса, заполненного воздухом, так как плотность азота чуть ниже.

Для колеса радиусом 15 дюймов разница составит 5-6 грамм.

Сыграют ли эти граммы хоть сколько-нибудь ощутимую пользу в работе подвески, ходовой части или других узлов автомобиля, решать автовладельцу. Но условно можно засчитать и этот плюс.

Говоря о «Формуле-1», где неустанно ведется борьба с каждым лишним граммом, нельзя не упомянуть о безопасности, которой там также уделяется пристальное внимание.

Есть мнение, что газ в колеса болидов закачивается в целях обеспечения дополнительной пожарной безопасности на случай аварии. Он, в отличие от воздуха, не горит и не поддерживает горение.

Но количество газа, содержащегося в колесе, ничтожно мало по сравнению с количеством воздуха, окружающего горящий автомобиль. Так что вряд ли и здесь обнаружится какой-то ощутимый плюс. Тем более, для дорог общего пользования.

А к «настоящим» плюсам можно отнести стабильность давления в колесе при изменении температуры. Несмотря на то, что все газы расширяются одинаково, согласно законам физики, и никакой разницы быть не должно, «азотные» колеса действительно лучше сохраняют давление.

Вероятно, это связано с тем, что воздух имеет в своем составе водяные пары, тогда как азотная смесь специально осушается в газогенераторе перед закачкой в шину.

В отличие от не слишком явных плюсов (а далее еще и разговор об очевидных мифах), минус закачки газа вполне очевиден. Это высокая цена услуги и невозможность самостоятельной подкачки при потере давления в скате.

Мифы и маркетинговые ходы

Теперь — о плюсах мнимых, относящихся к области сказок и рекламных уловок.

Вот основные из них:

1. Шины значительно дольше сохраняют давление.
   Якобы в отличие от кислорода, азот не улетучивается через микротрещины, так как его молекула больше молекулы кислорода. Да, диаметр молекулы азота действительно больше на 0,02 нм. Но утверждать, что за счет этого он не улетучивается из колеса , неверно. А если бы это было так, в колесе оставалось бы 78 % чистого газа. Совершенно бесплатно.
2. Улучшается сцепление покрышки с дорожным покрытием.
   Сцепление покрышки с дорогой зависит исключительно от происходящего в пятне контакта колеса с поверхностью дороги. А то, что именно при этом закачано в шину, никак не влияет на сцепление.
3. Риск разрыва шины при сильном нагреве значительно ниже.
   Коэффициент расширения кислорода при повышении температуры значительно (в семь раз) выше, нежели у азота. Но это не значит, что в экстремальных условиях эксплуатации шина, накачанная воздухом, будет более «взрывоопасной». Разница в коэффициентах играет хоть сколько-нибудь значительную роль при давлении, в десятки раз превосходящем давление в автомобильных скатах. Да и в составе воздушной смеси содержится всего 20 % кислорода.
4. Меньше тормозной путь — выше динамика разгона.
   Это утверждение базируется на предыдущем утверждении об улучшении сцепления с дорогой. И по той же причине является несостоятельным.
5. Увеличивается плавность хода автомобиля.
   Ощущения эти зачастую продиктованы тем, что давление в баллоне при азотной закачке сделали на 0,2-0,3 атмосферы меньше рекомендованного, чтобы клиент остался доволен и приехал еще. В остальных случаях работает банальное самовнушение либо операцию производили при смене старой резины на новую. Тогда истинная причина приятных ощущений очевидна.
6. Покрышки медленнее изнашиваются.
   Действительно, азотные шины изнашиваются гораздо медленнее, но исключительно изнутри. Нитроген значительно менее активно вступает в химические реакции, а в очищенной азотной смеси существенно меньше жестких частиц, чем в воздушной. Однако динамика износа покрышек с внешней стороны настолько превосходит ее же с внутренней поверхности, что ровно никакой практической пользы от этих приятных свойств азота нет. Хотя, возможно, кому-то доводилось видеть шину, выброшенную из-за того, что она износилась изнутри раньше, чем снаружи.

Таким образом, изрядная часть рекламируемых преимуществ закачки газа — не более, чем маркетинговый ход. В то же время, нельзя отрицать и того, что реальные плюсы тоже есть.

Сравнительные характеристики воздуха и азота

Однозначно ответить на вопрос, что лучше — газ или воздух — нельзя.

В воздухе, который закачивается в колесо, в среднем содержится:

• 78—80 % азота;
• 18—20 % кислорода;
• около 1 % углекислого газа.

Газ, который шиномонтажные сервисы обещают закачать в колеса, состоит примерно на 95 % из азота и на 5 % — из кислорода. Так что разница в содержании азота в процентом соотношении не сильно высока — около 15—20 %.

Поэтому вариант с закачкой газа — для тех, кому стабильность давления в баллонах при перепадах температуры кажется более существенной, чем цена вопроса.

Где можно закачать азот

Сегодня такую услугу закачки азота предлагает огромное количество шиномонтажных мастерских и СТО (станций технического обслуживания). В зависимости от региона, ее доступность и стоимость могут разниться.

Цена на такую услугу в России для одного колеса в среднем составляет от 100 рублей, в зависимости от его диаметра.

Скорее всего, найти тех, кто с радостью поменяет бесплатный воздух на вожделенную азотную смесь, не составит труда. Главное, чтобы она не оказалась тем же самым воздухом, но уже за деньги. Однако проверить это без газоанализатора не удастся.

Видео об азоте в шинах

В видео — тест лаборатории программы «Главная дорога»: нужен ли газ в автошинах.