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輪胎流言終結者-充氮氣防爆?
文章來源:輪胎商業網     發布日期:(2014-03-16)          

 

輪胎商業網和大家一起來探究流傳于輪胎市場的流言蜚語,一起探究輪胎的真相。首先提到的是炎炎夏日大力吹廣的“氮氣”神話。

“輪胎氮氣機”的神話傳言言;下面截取一段某廠家的宣傳用語,你看到的可能不同,但是大體相當:

————

用干燥的氮氣來充填輪胎,可以解決上述問題.從而可大大提高行車安全度.首先,氮氣是惰性氣體,爆胎是公路交通事故中的頭號殺手,尤其是在夏天。據統計,高速公路46%的交通事故是由于輪胎發生故障引起的,其中爆胎一項就占輪胎事故總量的70%。俗話說:“氣壓是輪胎的生命,高溫是輪胎的主要殺手”,爆胎主要是由于輪胎氣壓過低或過高,在高速行駛中產生的高溫導致輪胎橡膠老化,疲勞強度下降,胎面磨損劇烈等造成的。所以保持胎壓正常穩定是防止爆胎,保證安全行駛的關鍵。

氮氣的分子自由行程λ比氧氣大,在胎膠內的滲透率低,因此,輪胎氣壓下降速率大幅度降低,可較長時間維持正常胎壓.(中空膜制氮機就是利用這一性能;空氣中的氧分子在通過中空膜組時,從膜壁滲透出去,氮氣則得到純化).有巴西人實踐過,氮氣充胎行駛了五萬公里仍不需要補氣.另外,干燥氮氣在溫度變化時,積體膨脹遠比含有水份的空氣低,因此當高速行駛輪胎升溫時,胎壓上升較少,從而降低了爆胎幾率.
    其次,氮氣充填輪胎可延緩橡膠老化,延長輪胎壽命.美國有關方面作過輪胎充氮氣和充空氣的對比實驗,實驗后統計結果表明,充氮氣的比充空氣的輪胎多跑26%的里程.同時,氮還能?;ぢ秩δ誆坎皇苧躉?
    第三,充氮輪胎,可以按設計的胎壓進行充氣,可達到汽車設計時的油耗指標.據悉,充氮輪胎比充空氣輪胎節油2-10%.減少空氣污染.

————

果然如此?數據說話:

 

我們對于輪胎充氮氣進行了測試,看看在高溫環境下充氮氣的作用,是否真的能達到很多輪胎店宣稱的能達到減少爆胎發生之類的功能。

  持充氮氣最主要的說法——

  1、減少爆胎:汽車行駛時,輪胎會因與地面磨擦而使溫度急劇上升,同時壓力會增高,特別是在高速行駛的過程中,胎內氣體溫度急速上升導致胎壓驟增,所以才增加爆胎的情況,而是用氮氣就會保險很多。

  2、降低噪音:氮氣是一種雙原子氣體,化學性質不活潑,而且音頻傳導性非常低,僅相當于普通空氣的1/5,所以使用氮氣能有效地減少輪胎在行駛過程中的噪音,對于提高行駛的寧靜度效果明顯。

  對了驗證以上兩點氮氣能起到效果,我們設計了以下兩個實驗進行驗證:1、長途開車測胎壓變化實驗;2、噪音實測實驗。

  測試項目一:長途開車測胎壓變化實驗驗證是否能減少有爆胎的可能性

  本次測試線路是京津高速公路,全程100公里。測試時氣溫34度,高速公路地表溫度43度,這是在中國大部分地區夏季比較普及的溫度。

  支持充氮氣的說法中,提到氮氣是一種惰性氣體,受溫度提高導致的體積膨脹變化很小,因此在夏季充氮氣可以減少輪胎胎壓的提升從而減小爆胎的發生。

  測試方法:

 

  在一輛車左側的兩條輪胎充空氣;右側兩條輪胎充氮氣,通過長距離且在不同速度下行駛檢測充氮氣是否能減少胎壓的升高且四條輪胎的初始胎壓都嚴格控制在2.55bar。

 

 氮氣是在專業輪胎店內進行更換的,方法是用抽氣泵將輪胎內的空氣抽空,然后再充入氮氣,這樣可以保證充入輪胎內氣體盡可能純的都是氮氣。

 

測試
時間 2012年7月10日 15:30
氣溫 34℃
地表溫度 43℃
路程 京津快速路:北京方向→天津市區
測試距離 100公里
輪胎 左前輪和左后輪充空氣;右前輪和右后輪充氮氣

 

 

  行駛20km時記錄 行駛50km時記錄 行駛100km時記錄
車速 80km/h 100km/h 120km/h
定速 每段測試距離內使用定速巡航勻速行駛(路況非常好)

 

  為了測試數據盡量精確,測試過程全部使用定速巡航完成。測試項目分為三個速度級,分別使用80km/h、100km/h、120km/h行駛一 段距離進行數據記錄,其中用80km/h行駛20km、用100km/h行駛30km,用120km/h行駛50公里。把每個速度級的數據進行對比,就可 以發現充氮氣有沒有效果。

 輪胎壓力對比

  實驗過程全部用胎壓計測量,數據保留兩位小數。出發前測得四條輪胎的氣壓均為2.55bar,下面我們來看看經過三種不同速度的行駛,充氮氣和充空氣的車輪都是怎樣的變化。


一般來說,平時在路上跑的車輪胎上都標注了最大可承受的極限胎壓值,因此當輪胎沒有損傷的情況下,只要輪胎內的壓力不超過這個標定值就基本不會有爆胎發生,我們實驗所采用的君威的輪胎最大胎壓數值為3.5bar,也就是說輪胎胎壓低于3.5bar就不會有爆胎的發生。

 

  實驗結果:胎壓上漲,最高漲幅0.05bar,可忽略不計。

  在34℃的氣溫環境下,以80km/h的時速行駛20公里,結果是四條輪胎的壓力完全無變化,均保持在2.55bar。說明如果是長期在城市中使用的車輛,氮氣不會起到作用,半年前使用同樣方法測試的數據也是如此。

  

輪胎壓力變化(單位:bar)

以下數據均為三次的平均值

  單位 進入高速路前壓力 行駛20km時
(車速80km/h)
行駛50km時
(車速100km/h)
行駛100km時
(車速120km/h)
左前
(空氣)
kpa 2.55 2.55 2.60 2.65
左后
(空氣)
2.55 2.55 2.55 2.60
右前
(氮氣)
2.55 2.55 2.55 2.60
右后
(氮氣)
2.55 2.55 2.55 2.60

  將車速提到100km/h行駛30公里,只有左前輪的氣壓微微升高0.05bar,這個漲幅比去年測試的數之差還要小,去年測試中漲幅最高達到了1.5bar。另外對于測試車輪胎最高3.5bar的可承受峰值來說,對于輪胎壓力穩定性來說可以忽略不計。

  用國內高速公路的最高限速120km/h行駛50公里后測試,除了充空氣的左前輪增加了0.1bar外,其余三條輪胎均增加了0.05bar。下面的柱狀圖看起來會更加直觀一些。

 

  前輪壓力對比:

結論:

  通過三個最常用速度級的測試來看,即使是在夏季高溫天氣環境下,氮氣對于穩定輪胎壓力這點的作用是可以忽略不計的。0.05bar的差值是根本不會導致爆胎發生的,當然前提是輪胎沒有損傷,因為變化的這點胎壓根本達不到車輛輪胎所能承受的最大極限胎壓數值,因此也就對安全不會造成影響。

  輪胎對比溫度


本次測試道路的地表溫度為43度,測試前四條輪胎的初始溫度也保持在43度左右。過程與胎壓測試相同,分別按照三個速度級行駛。

 

在以80km/h的時速行駛20公里后,測得4條輪胎的溫度非常相似,都比測試前溫度增加了4℃左右,4個車輪最大相差1.3℃,變化不明顯。


輪胎溫度變化(單位:攝氏度

以下數據均為三次的平均值

  單位 進入高速路溫度 行駛20km時
(車速80km/h)
行駛50KM時
(車速100km/h)
行駛100KM時
(車速120km/h)
空氣
(左前)
45.2 48.8 50.6 53.8
左后
(空氣)
44.6 49.6 48.6 49.8

右前
(氮氣)

42.4 48.3 49.8 49.8
右后
(氮氣)
43.6 49.6 48.2 49.2

  細心的經銷商會發現我們測試的輪胎胎面溫度前輪始終比后輪大,這是什么原因?在行駛的時候,對于我們做實驗的這種前置前驅布局的車來說,一般情況 前輪載荷大,所以輪胎行駛中被壓縮變形的比率比后輪高。所以,輪胎內空氣反復被碾壓壓縮的過程就比后輪多,所以在反復的形變當中,前輪的溫度也就比后輪的 溫度高。另一個原因,前輪靠近發動機倉,發動機產生的溫度會因為散熱作用傳遞給前輪,因此這是前輪比后輪溫度高的一個原因。

  在我們的實驗中,車輛行駛100km/h和120km/h兩段高速測試后,溫度依然沒有太大的改變,只有左前輪的溫度達到了53.8℃,其余車 輪的溫度都保持在49℃左右。高速階段只有左前輪溫度變化,而后輪的溫度差異相對很小,這也不排除是車輛散熱口設計對于前輪溫度的影響。

 

  前輪溫度對比:

  后輪溫度對比:

   結論:

 

  在夏天,對于43度的基礎溫度來說,無論是空氣和充氮氣溫度會有有所增加,平均增加了6度。從上表可以看出,氮氣對于減小輪胎溫度上升是有作用的,確實減小了溫度的增長速度,但是這個差異很小,不會影響到安全。

  測試項目二:充氮氣和充空氣對噪音的影響

  再來看看充氮氣對于噪音的影響。有人說氮氣為惰性氣體可以減少聲音的傳播,而空氣中除了78%的氮氣、21%的氧氣和稀有氣體,還會含有少量的水分和雜質,這對于降噪來說可能會弱于充氮氣。

  首先從理論上有些傳言就是錯的,氮氣并不是惰性氣體,惰性氣體只有“氦氖氬氪氙”這幾種氣體,氮氣只是很普通的氣體,因此我們也對充氮氣能減少噪音的說有疑問。那在實驗中氮氣是不是真的這樣。

  

噪聲測試(單位:分貝)
車速 80km/h 100km/h 120km/h
充空氣 64.3 66.6  72.6
充氮氣 63.7 65.7  71.8

  結論:

  從我們實際測試數據可以看出來,充氮氣之后在相同的環境下,使用80km/h、100km/h、120km/h三個速度進行測試,充氮氣和不充 氮氣在噪音的差異上都不到1分貝,而且我們在測試的時候環境的影響也對測試有影響,雖然的出來的數值有差異,但刨除外界環境影響,我們可以說充氮氣和不充 氮氣對降低噪音幾乎是沒有作用。

其實我們生存的空氣里的氮氣成分已經高達78%。

  全文總結:

  當然,我們只針對充氮氣的兩個所謂的“好處”進行了驗證,而實驗結果也顯而易見,對降低爆胎的發生效果微乎其微;而對降低噪音更是不可能。而除 了這兩個好處外,還有人說充氮氣肯減少對輪胎的腐蝕且對油耗所有降低。雖然我們沒有測試,但根據化學理論分析我們也可以給您答案。

  剛才說了氮氣并不是惰性氣體,其與空氣唯一的區別是:空氣中除了絕大部分(78%)為氮氣以外,還有21%-22%的氧氣和1%的其它氣體,而 這四分之一氧氣確實會引起橡膠氧化,但是請注意,現代輪胎的重要特征之一就是輪胎橡膠的抗氧化性能夠絕對保證輪胎在的正常質保期能夠保證不會因氧化老化而 引起安全性問題,如果任何一家輪胎公司連這一點都保證不了,它早就完蛋了。

  關于省油,汽車的油耗由這幾個原因決定:發動機的排氣量、風阻洗漱、汽車的地面摩擦力、汽車的載重和駕駛習慣。如果說充氮氣能省油的話,那么汽 車廠家為什么不出廠就把車輛的輪胎里充氮氣呢,如果真的省油相信廠家一定會這么去做的,這可是能作為他們的一大宣傳賣點啊,既然廠家也沒這么去做,可見充 氮氣對油耗的影響幾乎可以為0。而且,就算充氮氣有用能省油,你的駕駛習慣不好所節省的燃油也被你的駕駛習慣給消耗沒了,所以想省油先管好你的腳。

  關于充氮氣,我個人的感覺是真心沒必要。與其靠充氮氣來降低爆胎的發生還不如經常檢查輪胎是否有外面的損傷來的實在;與其靠充氮氣來減少噪音, 真的不如去給車做個隔音來的更有效果;與其期望充氮氣來節省燃油不如從日常的駕駛習慣入手來的迅速,你少深踩一腳油省的汽油絕對比充氮氣省的油多。合格的空氣和氣壓的檢查比氮氣要重要很多倍。

 

輪胎市場有太多的流言,且看輪胎商業網為您逐步揭示:

- 輪胎過了3年或5年已經老化,必須換新的

- 新的輪胎必須放在前輪才安全

- 夏季輪胎應該適當放氣,減少氣壓

- 上高速時應該多充些氣(有人建議少充些氣)

- 冬天應該放泄氣,減少氣壓

- 每隔半年就要輪胎換位

- 爆胎是因為輪胎老化,時間太久

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