Азот в колеса зачем

Замечали ли вы, что некоторые автомобильные шиномонтажные сервисы предлагают такую услугу, как накачка колес азотом? Возможно, вам покажется, что это совершенно новая опция, но если копнуть глубоко в прошлое, то подобная услуга навязывается доверчивым потребителям уже около 10 лет. И, стоит отметить, многие клюют на это предложение. Зачем качать колеса азотом, стоит ли вообще это делать – мы постараемся в этом разобраться.
Итак, прежде чем приступим, давайте выделим основные рекламные слоганы, которые описывают, что заправка колес азотом имеет смысл:
По заявлению тех, кто навязывает нам эту услугу, азот в колесах способствует повышению уровня комфорта автомобиля, мол, ходовая часть становится значительно мягче, в салон не так сильно проникают ощущения от неровности дороги.
Накачать колеса азотом необходимо для того, чтобы уменьшить нагрузку на полуоси. Мотивируется это тем, что азот по своему весу легче воздуха и он позволяет продлить срок службы элементов ходовой части.
Азот в колеса закачивается в целях безопасности, якобы азот препятствует горению и он более безопасный при взрыве шины.
Так как молекулы азота больше, чем молекулы воздуха, то колеса, накачанные азотом, гораздо реже нуждаются в подкачке.
Главная слабость, по которой бьют маркетологи, объясняя зачем качать колеса азотом, является утверждение о том, что это помогает экономить топливо.

А теперь давайте разберемся с каждым из указанных нами мифов в отдельности и выясним, есть ли вообще смысл качать колеса азотом?
Автомобиль с азотом в колесах намного комфортнее.
Разницы между воздухом и азотом нам заметить не удалось. Другой случай, если вместо положенных 2х атмосфер вам закачали, к примеру, 1.8, тогда, конечно же, автомобиль станет мягче. Но ведь и ситуация с закачкой воздуха обстоит точно так же. Следовательно, это чистой воды миф.
Азот в колесах оказывает меньше нагрузку на ходовую часть
С тем, что азот легче, чем кислород, мы не можем не согласиться. Но здесь есть свой нюанс – насколько азот легче? Разница составляет порядка 7%. Это абсолютно не ощутимое отличие. Другой случай, если бы колеса накачивались давлением не в 2, а в 20 атмосфер, тогда можно было бы увидеть отличие, а в подобном случае – это снова миф.
Азот безопаснее при взрыве шины
Складывается впечатление, что данный слоган придумывал человек, который и вовсе далек от мира автомобилей. Все мы знаем, что шины не взрываются, а разрываются. Следовательно, азотом они накачаны, или кислородом – разницы абсолютно никакой нет.
Азот медленнее испаряется из колес
Как уже упоминали, мотивируется это тем, что молекулы азота больше, чем кислорода. В принципе, это так, колеса, накачанные азотом, спускают меньше, но если обратить внимание на то, что в обычном колесе, накачанном воздухом, потеря давления составляет 0.08 атмосферы в год, то это практически бесполезное преимущество.
Накачав колеса азотом, можно экономить топливо
Опять-таки, мотивируется это меньшим весом, в сравнении с кислородом. Вопрос веса мы уже проходили, поэтому с уверенностью можно сказать, что сэкономить вам уж точно не удастся.

В последние годы шиномонтажные мастерские пытаются популяризовать новую услугу – заполнение автомобильных шин азотом вместо обычного воздуха. Данная тема обросла множеством небылиц и мифов, поскольку продавцы наделяют «азотные» скаты вымышленными преимуществами, а противники выдвигают теории, не проверенные практикой. Зачем накачивать колеса чистым азотом и какие реальные плюсы получает водитель, читайте в данной публикации.

Технология закачивания газа

Из школьного курса физики известно, что в окружающем воздухе уже содержится 78% азота (имеются в виду объемные доли). Оставшиеся 22% распределяются между кислородом (почти 21%) и добрым десятком различных газов, чья доля составляет около 1%. Также в воздушной среде растворен водяной пар, составляющий от 0,2 до 2,5% от объема газов. Эта величина меняется в зависимости от погоды, периода года и широты местности.

Суть технологии проста: выделить из воздуха 78% газа и наполнить автомобильные баллоны. На практике закачка азота в шины производится следующим образом:

1. Колесный вентиль подключается шлангом к автоматической вакуумно-азотной установке.
2. После включения агрегат полностью отсасывает из покрышки воздушную смесь.
3. Пропустив ее через систему специальных фильтров и осушитель, установка выдает азот чистотой не менее 95%.
4. Очищенный газ закачивается в колесо с соблюдением требуемого производителем давления.

Обрабатывая обычный воздух, азотный генератор не только удаляет кислород и другие примеси, но и улавливает водяной пар. Данный факт следует учитывать в дальнейшем рассмотрении вопроса, чтобы отделить реальные плюсы и минусы процедуры от мифов.

Справка. Перед техническими специалистами, обслуживающими гонки «Формула-1» и разнообразные ралли, подобный вопрос не стоит. Скаты всех болидов по умолчанию заполняются азотом.

Реальные и вымышленные преимущества

Для начала стоит перечислить все плюсы, указанные на рекламных щитах возле шиномонтажных мастерских. Что дает использование азота в баллонах автомобиля по заверениям продавцов услуги:

• неизменное давление в шинах независимо от температуры окружающей среды и дорожного покрытия;
• улучшение сцепления с дорогой и замедление износа протектора;
• ход машины становится мягче;
• покрышки не спускают с течением времени;
• сокращение тормозного пути и улучшение разгонной динамики;
• вероятность взрыва покрышек при нагрузках заметно снижается.

Дальше предлагается разобрать каждый пункт по отдельности и выяснить достоверность этих утверждений, опираясь на практические наблюдения.

При нагреве резины давление не увеличивается

Об эффекте теплового расширения воздуха в шинах знают все водители, покачивающие скаты самостоятельно. Суть в следующем: когда на улице наступает потепление, газ в баллонах расширяется и давление в колесах возрастает на 0,2–0,5 Бар. И наоборот, после наступления холодов скаты «проседают». Реклама утверждает: коэффициент теплового расширения азота в 7 раз меньше, поэтому давление в шинах практически не меняется.

Противники данной теории опираются на законы физики, согласно которым все газы расширяются одинаково. То есть, разница давлений в колесах, накачанных азотом и воздушной смесью, мизерна.

На практике дело обстоит иначе: накачка шин азотом действительно позволяет удерживать давление на одном уровне независимо от температуры на улице. Вероятно, здесь играет роль наличие в воздухе водяных паров, отсутствующих в азотной среде (вспомните – газ перед закачкой осушается).

Улучшение эксплуатационных свойств резины

Сцепление рабочей поверхности колеса с покрытием дороги зависит от многих факторов, в том числе:

• свойства резины, качество изделия;
• форма, рисунок и конструкция протектора;
• величина пятна контакта и распределение усилий в нем;
• тип и состояние дорожного покрытия.

Разновидность газа, закачанного в шину, никакого влияния на сцепление и износ протектора не оказывает. Можно искусственно менять давление в скатах и таким способом увеличивать либо уменьшать пятно контакта, но содержимое баллона значения не имеет. Утверждение не соответствует действительности.

Мягкий ход автомобиля

Еще один ответ на вопрос, для чего заполнять шины азотом, звучит следующим образом: накачанный этим газом баллон не настолько упругий, как воздушный. В результате колесо меньше отскакивает от неровностей дороги, езда становится комфортнее, а подвеска служит дольше.

Аргумент поясняется меньшим удельным весом азота по сравнению с воздухом, хотя в действительности разница невелика. Тут есть интересный момент: удельный вес воздушной смеси – величина переменная, зависящая от температуры и содержания влаги. Если закачивать холодный воздух при минус 20 °С, то вес 1 м 3 равен 1,396 кг, теплого (+10 °С) – 1,248 кг.

Практические наблюдения показали, что смягчение хода ощущается при езде по мелким неровностям на автомобилях бюджетной ценовой категории с классической подвеской. В машинах бизнес– и премиум-класса улучшение комфорта не чувствуется, поскольку там используется эффективная многорычажная подвеска.

Скаты не спускают

Реклама гласит: молекула азота больше частицы воздуха, поэтому она не «пролезает» в микротрещины резины, неизбежно образующиеся в результате эксплуатации по неровным дорогам. Поэтому шины не спускают длительное время и не требуют подкачки.

Утверждение относится к разряду абсурдных. Разница между частицами воздуха и азота настолько мизерна (0,02 нанометра), что в случае возникновения трещины молекулы обоих газов свободно в нее проникнут. Что происходит на практике: за одинаковый промежуток времени «воздушное» колесо теряет 0,5 Бар, заполненное азотом – 0,47 Бар.

Повышение ездовых качеств и безопасности

Когда шины накачивают азотом, улучшается разгонная динамика и укорачивается тормозной путь автомобиля. Данный аргумент является логическим следствием не правдивого утверждения о повышении сцепления с дорожным покрытием. Значит, в реальности разгон и торможение машины остается неизменным, а преимущество – вымышленным.

Безопасность езды повышается на том основании, что «азотные» скаты меньше взрываются. Доля истины в подобных выводах есть: покрышки лопаются от большой нагрузки и нагрева, отчего давление воздуха в баллоне возрастает до критического. Азот более терпим к увеличению температуры и не дает роста давления, поэтому резина взрывается реже.

Очевидные недостатки

В целом накачивать шины азотом полезно. Не зря данный газ широко применяется в сфере кольцевых гонок и ралли. Минусов всего два:

• приличная цена услуги;
• невозможность подкачки и потеря азотной смеси в случае прокола колеса в пути.

По сравнению с обычным воздухом цена заполнения азотом выше в 5–10 раз в зависимости от региона. Зная, какие реальные минусы и плюсы дает эта процедура, вы примете верное решение о пользовании услугой. Вреда она точно не нанесет.

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?