Плакат «Накачайте шины азотом» — можно ли доверять этим заявлениям или это просто пустые слова?

A11four1 написал: «Перед закачкой азота было бы полезно удалить «воздух». »

На практике с шинами так сделать нельзя, но если заполнить цилиндр почти на 100 % азотом, а затем выпустить воздух через клапан до нулевого давления и повторить этот цикл несколько раз, то можно приблизиться к этому результату.

Вопрос в том, нужно ли это?

JustinM410 комментирует мой предыдущий пост.
Кажется, он пишет, что только в «Формуле-1» шины могут нагреваться до 100 °C/212 °F, но при спуске с гор и частом использовании тормозов это может произойти даже с обычным автомобилем или грузовиком. Импортер клапанов написал мне об этом в ответ на вопрос о максимальном давлении в клапанах, так что это факт.

Диффузия кислорода в два раза быстрее, чем диффузия азота, а воды в газообразном состоянии — даже быстрее, чем диффузия кислорода. Это самая точная информация, которую я смог найти в таком надёжном источнике, как интернет, но она может отличаться.

Когда я проводил административное исследование по наполнению азотом, я нашёл способ сделать это довольно точно.
Для этого нужно наполнить несколько пустых шин с одинаковыми характеристиками, то есть с абсолютным давлением около 1 бар / 14,5 фунтов на квадратный дюйм, разными газами из баллона, чистота которых составляет более 99 %.
Например, азотом, кислородом, а также аргоном и гелием.
Накачайте их до одинакового давления при одинаковой температуре, на следующее утро снова измерьте давление, чтобы температура в шинах была такой же, как в помещении, и запишите эти значения для каждой шины.
Затем измеряйте давление в каждой шине раз в месяц и записывайте температуру в помещении.
Также можно проводить одно измерение раз в год, чтобы с каждым измерением уходило меньше воздуха.
Тогда потеря давления во времени будет происходить только за счёт заполняющего газа, потому что в пустой шине с давлением 1 бар состав и парциальное давление такие же, как и во внешнем воздухе, поэтому общее давление не будет распространяться через шину.
Мы нашли способ рассчитать соотношение скорости диффузии к азоту, и с его помощью можно довольно точно определить соотношение скорости диффузии.
Не с точностью до двух знаков после запятой, но вы сможете увидеть, в 2 или 2,5 раза быстрее диффундирует кислород, чем азот.

Вода в шине создаёт большее давление при более высокой температуре внутри шины.
Это скорее преимущество, потому что более высокое давление обеспечивает меньшую деформацию и, следовательно, меньшее выделение тепла. Температура внутри шины (воздух, азот или что-то ещё) может случайно достичь точки кипения воды при давлении 1013 мбар (14,6 фунта на кв. дюйм) из-за тепла, выделяемого при торможении и передаваемого через диски.
Рекомендации по давлению направлены на то, чтобы деформация шины не приводила к перегреву резины на заданной скорости.
Но если под воздействием внешних факторов, таких как резкое торможение или воздействие солнечных лучей на шину, температура внутри шины достигает 100 °C / 212 °F, резина не может передать такое количество энергии внутрь шины, поэтому она нагревается, становится твёрдой и повреждается при последующих изгибах. Если в шине достаточно жидкой воды для перехода в газообразное состояние, давление повышается ещё на 1 бар / 14,5 фунтов на квадратный дюйм за счёт воды, что приводит к меньшему выделению тепла и снижению риска повреждения шин.

При нормальной низкой температуре шин дополнительное давление воды составляет всего 0,025 бар/1/3 фунта на квадратный дюйм.

Теперь о процентном содержании кислорода.
Закон Дальтона гласит, что каждый газ ведёт себя так, как если бы он был единственным газом, поэтому 21% кислорода в обычном наружном воздухе (например, при диффузии) составляет 21% от 1013 мб = примерно 0,21 бар / скажем, 3 фунта на квадратный дюйм.
Воздух внутри шины будет работать так же, поэтому парциальное давление кислорода внутри шины такое же, как и снаружи.
Это приводит нас к следующему пункту.
Избыточное давление в шине, накачанной до 3 бар/44 фунтов на кв. дюйм, составляет 4 бар /<>59 фунтов на кв. дюйм, поэтому парциальное давление кислорода снижается до 0,21 бар/3 фунтов на кв. дюйм, что составляет 0,21/4 = 5,25 % . Таким образом, парциальное давление O2 внутри и снаружи шины одинаково, и кислород будет так же быстро диффундировать в шину, как и из неё.
Приблизительно при избыточном давлении в шине 1 бар O2 — 10 %, 9 бар/2 %.

Вода также диффундирует через резину и, вероятно, быстрее, чем кислород, потому что важна не только форма молекулы, но и другие химические факторы. Вода является диполем и может быть одним из таких факторов.
Это происходит, когда вода находится в газообразном состоянии, а когда она жидкая, то, вероятно, вообще не диффундирует через резину шины.
Это может означать, что количество жидкой воды в шине может меняться со временем из-за таких сложных факторов, как высокая влажность и перепады температуры днём и ночью. Я подозреваю (хотя это и не доказано), что через несколько лет их становится больше. Но это не сильно влияет на давление, потому что количество водяного газа ограничено температурой в шине.
Я нашёл таблицу, в которой показано, как парциальное давление воды зависит от температуры, и добавил преобразование из градусов Цельсия в градусы Фаренгейта и из бар в фунты на квадратный дюйм.

Как упрямый голландец, считающий себя специалистом по давлению в шинах, я также занялся наполнением шин азотом и обнаружил, что кислород диффундирует через резину примерно в 3 раза быстрее, чем азот. Я думал, что аргон, благородный газ, будет диффундировать медленнее, но я ошибался: он диффундирует примерно в 2 раза быстрее, чем азот.
Но если шина заполнена, по возможности, на 100 % азотом, то потеря азота со временем частично компенсируется кислородом, который попадает в шину, поскольку давление снаружи составляет 0,21 бар, а внутри — ноль бар. Странно, но факт: кислород попадает в шину, несмотря на более высокое общее давление, в соответствии с законом Дальтона.

В мире «Формулы-1» также существует проблема давления.
Шины заполняют азотом или сухим воздухом, чтобы исключить дополнительное повышение давления из-за перехода жидкой воды в газообразное состояние. Температура шин во время гонок может достигать 90 °C/190 °F
Лучше охлаждать шины с помощью активного охлаждения обода, чтобы давление оставалось низким. Я уже предлагал сделать спицы в форме лопастей вентилятора. Теперь у них уже есть полые спицы, чтобы снизить давление в шине.
Это даст больший эффект, чем использование сухого воздуха.
Если температура внутри шины будет, например, 45 °C вместо 90 °C, давление будет значительно ниже.

температура / Pp H2O / Давление при заполнении 65 градусов 21 фунт / кв. дюйм, если воздух сухой, поэтому нет притока воды
112 градусов / 1,4 фунта на квадратный дюйм / 24,2 фунта на квадратный дюйм
190 градусов / 10 фунтов на квадратный дюйм / 29,5 фунтов на квадратный дюйм

Разрушение шин происходит не только из-за воздействия кислорода [окисления], но и из-за воздействия прямых солнечных лучей. Вы можете заметить, что менее используемые прицепы и автодома накрывают брезентом или защищают от солнечного света.
Что касается азота, то здесь на это намекают, а утечка зависит от площади [в квадратных дюймах] и количества шин, за которыми вы ухаживаете, например в транспортных компаниях. Что касается гоночных шин, накачанных азотом, то они поддерживают постоянное давление, не зависящее от температуры, сохраняя рисунок протектора, под который адаптировано шасси. Перед накачиванием азотом было бы полезно удалить «воздух». По сути, азот более инертен, чем «воздух». Практически бесполезен для мотоциклов и автомобильных дрэг-рейсингов. Больше всего пользы от него в гонках F1, TransAm, CanAm и т. д., где они поворачивают как вправо, так и влево. Во многих гонках важны миллисекунды, так что...
Это относится и к открытому вину: кислород менее полезен.
И ещё один интересный момент. Во многих шасси с трубчатой рамой толщина стенок уменьшена для снижения веса, что было актуально в прошлые десятилетия и стало ещё более важным с появлением чертежей в САПР, анализа напряжений и так далее. В обоих случаях для создания давления в конструкции и контроля за появлением трещин используется штуцер Шредера с установленным манометром! Небольшое наблюдение поможет вам понять, где его устанавливать, в зависимости от того, является ли эта область закрытой или представляет собой «коллектор».

Краткие сведения

Разница для легковых автомобилей довольно незначительна, но, похоже, она вполне реальна. Чем меньше вы ухаживаете за шинами, тем сильнее эффект. В крупных автопарках эффект может быть довольно значительным.

Получить азот ™

Дальнейшее изучение сайта, на который ссылается justinm410, getnitrogen.org, показывает, что ряд исследований (при условии, что все они достоверны) демонстрируют реальную разницу между воздухом, богатым азотом, и обычным воздухом.

В случае с легковыми автомобилями экономия топлива составила от 2 до 8 % в зависимости от исследования и манеры вождения. Водитель, который регулярно проверяет давление в шинах, получает гораздо меньшую выгоду, чем тот, кто проверяет давление только во время замены масла (при редкой проверке давления экономия топлива будет примерно в два раза больше). Кто-то может возразить, что если чаще проверять давление в шинах, то экономия будет такой же, как при использовании шин, заполненных азотом, но реальность такова, что большинство людей этого не делают, поэтому общественная кампания по использованию шин, заполненных азотом, потенциально может обеспечить значительную экономию для населения.

Самые значительные различия наблюдаются в крупных автопарках с тяжёлыми транспортными средствами, где экономия топлива составила от 6 до 23 %, а срок службы шин увеличился на 40–86 %. Похоже, что за транспортными средствами автопарков ухаживают не так тщательно, как за легковыми автомобилями, к тому же им приходится выдерживать более суровые условия эксплуатации.

Есть две основные причины экономии. Во-первых, шины, заполненные азотом, теряют давление медленнее, поэтому в любой момент давление в ваших шинах будет ближе к оптимальному. Например, если в ваших шинах обычно давление 32 фунта на квадратный дюйм, то при использовании обычного воздуха давление может упасть до 30 фунтов на квадратный дюйм за месяц, в то время как давление в шинах, заполненных азотом, останется на уровне 31,5 фунта на квадратный дюйм. Во-вторых, шины, заполненные азотом, меньше подвержены колебаниям давления во время эксплуатации. Это снижение в основном связано с уменьшением количества влаги, поэтому устройство для осушения обычного воздуха может дать аналогичные результаты.

Кроме того, существует проблема безопасности. Правильно накачанная шина будет работать лучше и более предсказуемо, чем неправильно накачанная. Если в шине поддерживается более стабильное давление, это означает, что она будет в некоторой степени безопаснее, но данных о том, насколько существенна эта разница, нет. Кроме того, по крайней мере в одном из упомянутых исследований говорится о «снижении количества проколов» при использовании азота по сравнению с обычным воздухом, но нет информации о том, насколько сильно это снижение.

У меня нет возможности проверить эти исследования, но у них есть документы от Bridgestone, Firestone, Drexan Corporation от имени правительства Канады и других организаций. Кроме того, Джей Лено говорит, что азот — это круто, а он знаменитость, так что, очевидно, стоит прислушаться к его мнению. Я обычно отношусь к исходному материалу сайта с долей скептицизма, пока его не подтвердят сторонние источники. Но, судя по всему, надпись в вопросе в целом верна.

Эдмундс

Edmunds.com анализирует эти исследования и приходит к выводу, что, хотя результаты в целом достоверны, вероятно, эффективнее просто купить более качественное оборудование для измерения давления в шинах и использовать его чаще. Но это ничего не значит для людей, которые знают, что никогда не проверяют давление в шинах. Сами сотрудники Edmunds провели исследование, которое показало, что даже «автомеханики» на самом деле не так хороши в этом, как следовало бы.

Многие люди, даже на таком автомобильном сайте, как Edmunds.com, никогда не проверяли давление в шинах. Это значит, что давление регулируется только при перестановке шин, примерно раз в полгода или год. Этого недостаточно. Шины следует проверять и регулировать давление в них не реже одного раза в месяц.

Мы также выяснили, что многие водители не знают, до какого уровня нужно накачивать шины. Многие думали, что давление указано на боковине шины. Это не так. Правильное давление в шинах указано на табличке, которая находится на двери автомобиля, дверном косяке, в бардачке или в руководстве пользователя.

Многие, похоже, просто догадывались, сколько воздуха нужно накачать в шины. Они время от времени подкачивали шины, чтобы убедиться, что давление выше необходимого. Но они не проверяли и не регулировали шины, чтобы убедиться, что все они находятся примерно на одном уровне

Стойка для шин

The TireRack.com проводит собственное исследование, в котором делается вывод:

В целом, накачивание шин азотом не повредит им и может принести некоторую пользу.

Стоит ли оно того? Если вы обратитесь в компанию, которая предоставляет бесплатный азот при покупке новых шин, то почему бы и нет? Кроме того, мы видели, что некоторые поставщики услуг предлагают разумные цены: от 5 долларов за шину (включая периодическую регулировку давления в течение срока службы шины) до менее разумных 10 долларов за шину (с дополнительными расходами на последующую регулировку давления) или даже больше в рамках сервисного контракта, что, по нашему мнению, превышает выгоду от использования азота.

Вместо того чтобы переплачивать за азот, большинству водителей лучше приобрести точный манометр для шин и регулярно проверять и регулировать давление в шинах.

Обратите внимание, что, опять же, их прибыль зависит от того, насколько внимательно водители относятся к своим автомобилям. Это хороший совет, но он сработает только в том случае, если водители последуют ему. В противном случае, похоже, что азот может быть заметно выгоднее, если он дешёвый или бесплатный. Стоит отметить, что, по оценкам Get Nitrogen и Edmunds, при более стабильном уровне инфляции можно сэкономить около 100 долларов в год. Это значит, что вы всё равно сэкономите немного денег, даже если топливо относительно дорогое.

Ответ на конкретные претензии

• Берите инициативу в свои руки! Действуйте с умом! Конечно, это маркетинговая шумиха, но потенциально она может оказаться верной.


• [Азот] для вашей БЕЗОПАСНОСТИ и ЭКОНОМИИ Предположительно, безопасность — это правда, но неизвестно, насколько это правда (даже другое исследование Эдмунда здесь не поможет); исследования показывают, что экономия в некоторой степени реальна.


• В этой статье Молекулы азота крупнее, чем в обычном воздухе / Утечка меньше объясняется, что молекулы кислорода имеют немного меньший «кинетический диаметр», то есть они проникают через резину немного быстрее, чем молекулы азота. Поскольку большая часть воздуха, не содержащая азота, состоит из кислорода, это утверждение верно, хотя и не совсем точно.


• Экономия топлива [так в оригинале] Исследования, проведённые на сайте, подтверждают это: экономия топлива составляет от 2 до 23 %.


• Менее неравномерный износ Логично предположить, что меньшая разница в давлении в шинах приведёт к более равномерному износу, но неизвестно, насколько это существенно.


• Отсутствие кислорода / отсутствие окисления Это несколько преувеличено, но соответствует действительности, согласно источникам на сайте.


• Увеличение срока службы шин Исследования подтвердили, что срок службы шин увеличивается на 31–86 %, но эти высокие показатели характерны для людей, которые никогда не проверяют давление в шинах, и/или для транспортных средств автопарков.


• Без ухудшения Опять же, это преувеличение, но, возможно, это правда, если «уменьшение количества выбросов» существенно и вызвано износом, а не низким давлением.


• Неудивительно, что самолёты и болиды «Формулы-1» используют азот для накачивания шин! Возможно, немного глупо сравнивать обычные легковые автомобили с тяжёлой техникой или специально сконструированными гоночными автомобилями, но основная идея использования азота в этих сферах применима и к легковым автомобилям, хотя и в гораздо меньшей степени.

Заключение

Надпись верна, но в реальных условиях для легковых автомобилей при обычном использовании эффект будет незначительным. Если вы не уделяете должного внимания уходу за шинами, то эффект от использования азота в реальных условиях будет более заметным, хотя и незначительным. Безопасность вызывает некоторые опасения, но разница в 1–2 фунта на квадратный дюйм вряд ли станет причиной аварии с семнадцатью погибшими.

Берите инициативу в свои руки! Езжайте с умом!

Маркетинговая чушь

[Азот] для вашей БЕЗОПАСНОСТИ и ЭКОНОМИИ

У меня сложилось впечатление, что шины, накачанные воздухом, также сохраняют давление, поэтому я не вижу в этом особой выгоды

Молекулы азота крупнее молекул обычного воздуха

Нет: длина связи N2 составляет 109,8 пм. Длина связи O2 составляет 121 пм. Таким образом, азот имеет более высокую скорость диффузии, чем кислород.

Меньше утечек

• То же, что и выше


• Если бы(!) было правдой, что кислород улетучивается легче, чем азот, это означало бы, что концентрация азота должна постоянно увеличиваться при каждом заполнении сжатым воздухом, поскольку кислород улетучивается. Таким образом, вы могли бы получить шину, заполненную азотом, бесплатно.

Топливная эффективность [так]

То же, что и выше

Меньше неравномерного износа

Шины изнашиваются неравномерно, если неисправна подвеска или тормоза или если давление в шинах неправильное. Я не понимаю, как азот может существенно повлиять на ситуацию при условии нормального давления в шинах. См. также выше.

Отсутствие присутствия кислорода

Нет: поскольку шина не монтируется в вакууме, в ней остаётся кислород. Если предположить, что после заполнения азотом давление в шине составляет 2 бара, то в ней остаётся 33 % атмосферного газа. Это означает, что на 93 % шина состоит из азота.

Отсутствие окисления

Шины обычно изнашиваются снаружи, а не изнутри. Если вы не продуваете шины азотом, в них должен оставаться кислород.

Более длительный срок службы шин

То же, что и выше

Отсутствие ухудшения состояния

То же, что и выше.

Неудивительно, что самолёты и болиды «Формулы-1» используют азот для накачивания шин!

Нельзя сравнивать нагрузку на шины «Формулы-1»/авиационные шины с нагрузкой на шины обычных автомобилей.

• Воздушное судно
  
  
  
  
  • В авиационных шинах могут быть специальные предохранительные клапаны, которые предназначены для охлаждения тормозов или, в случае пожара, для его тушения. Обычный воздух может негативно повлиять на эти процессы. В автомобильных шинах таких клапанов нет. Источник: FAA
  
  
  • Поскольку в сжатом воздухе всегда присутствует некоторое количество влаги, он может замерзнуть при экстремальных температурах на высоте полета. Автомобили не ездят на высоте 12 000 метров.
  
  


• Формула 1
  
  
  
  
  • Нагрузка на шины «Формулы-1» и обычные шины несопоставима.
  
  

Молекулы азота крупнее молекул обычного воздуха. Воздух — это не молекула, а соединение, состоящее на 78 % из азота, на 20 % из кислорода и на 2 % из других веществ. Так что это нелепое сравнение.

Меньше утечек — см. выше.

Топливная экономичность [так в оригинале] — две шины с одинаковым давлением, одна с воздухом, другая с азотом, будут иметь одинаковую топливную экономичность. См. выше.

Меньший неравномерный износ. Это по-прежнему зависит от предположения, что из шин выходит воздух, а азот — нет, что, опять же, нелепо. См. также примечание о температурных колебаниях ниже.

Отсутствие кислорода. Они не продают чистый азот, его чистота обычно составляет 95–98 %.

Никакого окисления. Шины гниют снаружи, поэтому я не понимаю, как это может помочь.

Увеличение срока службы шин — без каких-либо измеримых показателей.

Никакого ухудшения ... ?

Неудивительно, что самолёты и болиды «Формулы-1» используют азот для накачивания шин! — Верно, неудивительно. Однако в их шинах выделяется гораздо больше тепла, чем в шинах легковых автомобилей.

Разница между азотом и воздухом действительно заключается в нагреве шин. Изменение температуры сильнее влияет на воздух, особенно с учётом того, что он содержит некоторое количество влаги. Это относительно небольшая разница, которая зависит от уровня влажности.

Для обычного автовладельца это действительно «змеиный яд».

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше:

Использование азота в шинах даёт ряд реальных преимуществ

На плакате было написано

Бери инициативу в свои руки

Я не знаю, разумно ли использовать азот

[Азот] для вашей БЕЗОПАСНОСТИ и ЭКОНОМИИ

Молекулы азота крупнее молекул кислорода или водорода. В результате шины, заполненные азотом, дольше сохраняют давление. Им сложнее мигрировать через резину шины.

Молекулы азота крупнее молекул обычного воздуха

Истинный

Меньше утечек

Действительно, поскольку молекулы крупнее, им сложнее выбраться из шины.

Топливная эффективность [так]

Полагаю, это можно считать возможным, если шина сохраняет оптимальное давление в течение длительного времени, а конечный пользователь не проверяет давление и не подкачивает шину по мере необходимости. Это утверждение основано скорее на поведении, чем на свойствах азота.

Меньше неравномерного износа

Неверно. Я не могу найти ни одного источника, в котором говорилось бы, что азот изнашивается неравномерно меньше, чем обычный воздух. Опять же, это может быть связано с поведением, если вы склонны не проверять давление в шинах с помощью обычного воздуха.

Отсутствие присутствия кислорода

Это не так, в шинах всегда будет присутствовать НЕКОТОРОЕ количество кислорода, даже если оно составляет десятую долю процента. Более точным утверждением было бы «меньше кислорода».

Отсутствие окисления

Это не так, более точным утверждением было бы «значительно меньше окисления»

Более длительный срок службы шин

Ложь. Опять же, это утверждение о поведении, основанное на поддержании давления в шинах с помощью обычного атмосферного воздуха. Но такая возможность, безусловно, есть.

Отсутствие ухудшения состояния

Неверно. Несмотря на то, что износ отсутствует, он всё равно будет. Поскольку уровень кислорода значительно снижается, окисление внутренней части резины происходит в меньшей степени. При нынешнем положении дел кислород будет разрушать резину, но не с такой скоростью, которую мы могли бы считать опасной для внутренней части шины.

Неудивительно, что самолёты и болиды «Формулы-1» используют азот для накачивания шин!

Это правда. В шинах болидов «Формулы-1» и самолётов используется азот.