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轮胎靠氮气防爆,很扯蛋!

轮胎商业 2020-06-29 15:21:24

不少轮胎店内,会配备氮气机”给轮胎充氮气防爆“是一大卖点;而且商业机会容易实现,不断有用户前来要求给车胎充入氮气以防爆胎。商家更是使劲鼓吹,氮气还节油,氮气还能降低噪音。真是神话一样的氮气,这氮气真的有用吗?


2016年的8月17日,来自西安的孙小姐表示,她刚在轮胎店里换的轮胎充完氮气(更安全)后上了高速,大约行驶了190公里,右后轮胎突然爆裂:“当时店主非常肯定的说,夏天天热,换充氮气可以预防爆胎。没想到还是出事了。”

那么,换氮气防爆胎的原理何在?换过之后真的有效果吗?


充氮实际效果有限

从理论上来讲,如果氮气中少有水分、油和氧气,确实对轮胎防爆有一点儿好处,特别是在高负荷轮胎上。至于车胎换氮气能降低噪声,是纯扯淡。能够保持更好的胎压也基本上是扯犊子。


保持正常胎压,使用干燥的空气才是重点!

 

轮胎商业网和大家一起来探究流传于轮胎市场的流言蜚语,一起探究轮胎的真相。这是炎炎夏日大力吹广的“氮气”神话。


充氮气最主要的说法——

1、减少爆胎:汽车行驶时,轮胎会因与地面磨擦而使温度急剧上升,同时压力会增高,特别是在高速行驶的过程中,胎内气体温度急速上升导致胎压骤增,所以才增加爆胎的情况,而是用氮气就会保险很多。

2、降低噪音:氮气是一种双原子气体,化学性质不活泼,而且音频传导性非常低,仅相当于普通空气的1/5,所以使用氮气能有效地减少轮胎在行驶过程中的噪音,对于提高行驶的宁静度效果明显。


如果有人甚至提到氮气节油,专家一定会哈哈大笑!


对了验证以上两点氮气能起到效果,我们设计了以下两个实验进行验证:1、长途开车测胎压变化实验;2、噪音实测实验。


测试项目一:长途开车测胎压变化实验验证是否能减少有爆胎的可能性


本次测试线路是京津高速公路,全程100公里。测试时气温34度,高速公路地表温度43度,这是在中国大部分地区夏季比较普及的温度。


支持充氮气的说法中,提到氮气是一种惰性气体,受温度提高导致的体积膨胀变化很小,因此在夏季充氮气可以减少轮胎胎压的提升从而减小爆胎的发生。


测试方法:

在一辆车左侧的两条轮胎充空气;右侧两条轮胎充氮气,通过长距离且在不同速度下行驶检测充氮气是否能减少胎压的升高且四条轮胎的初始胎压都严格控制在2.55bar。

氮气是在专业轮胎店内进行更换的,方法是用抽气泵将轮胎内的空气抽空,然后再充入氮气,这样可以保证充入轮胎内气体尽可能纯的都是氮气。

测试
时间2012年7月10日 15:30
气温34℃
地表温度43℃
路程京津快速路:北京方向→天津市区
测试距离100公里
轮胎左前轮和左后轮充空气;右前轮和右后轮充氮气


行驶20km时记录行驶50km时记录行驶100km时记录
车速80km/h100km/h120km/h
定速每段测试距离内使用定速巡航匀速行驶(路况非常好)

为了测试数据尽量精确,测试过程全部使用定速巡航完成。测试项目分为三个速度级,分别使用80km/h、100km/h、120km/h行驶一段距离进行数据记录,其中用80km/h行驶20km,用100km/h行驶30km,用120km/h行驶50公里。把每个速度级的数据进行对比,就可以发现充氮气有没有效果。


轮胎压力对比

实验过程全部用胎压计测量,数据保留两位小数。出发前测得四条轮胎的气压均为2.55bar,下面我们来看看经过三种不同速度的行驶,充氮气和充空气的车轮都是怎样的变化。


一般来说,平时在路上跑的车轮胎上都标注了最大可承受的极限胎压值,因此当轮胎没有损伤的情况下,只要轮胎内的压力不超过这个标定值就基本不会有爆胎发生,我们实验所采用的君威的轮胎最大胎压数值为3.5bar,也就是说轮胎胎压低于3.5bar就不会有爆胎的发生。

实验结果:胎压上涨,最高涨幅0.05bar,可忽略不计。


在34℃的气温环境下,以80km/h的时速行驶20公里,结果是四条轮胎的压力完全无变化,均保持在2.55bar。说明如果是长期在城市中使用的车辆,氮气不会起到作用,半年前使用同样方法测试的数据也是如此。

轮胎压力变化(单位:bar)

以下数据均为三次的平均值


单位进入高速路前压力行驶20km时
(车速80km/h)
行驶50km时
(车速100km/h)
行驶100km时
(车速120km/h)
左前
(空气)
kpa2.552.552.602.65
左后
(空气)
2.552.552.552.60
右前
(氮气)
2.552.552.552.60
右后
(氮气)
2.552.552.552.60

将车速提到100km/h行驶30公里,只有左前轮的气压微微升高0.05bar,这个涨幅比去年测试的数之差还要小,去年测试中涨幅最高达到了1.5bar。另外对于测试车轮胎最高3.5bar的可承受峰值来说,对于轮胎压力稳定性来说可以忽略不计。用国内高速公路的最高限速120km/h行驶50公里后测试,除了充空气的左前轮增加了0.1bar外,其余三条轮胎均增加了0.05bar。下面的柱状图看起来会更加直观一些。


前轮压力对比:

 

结论:通过三个最常用速度级的测试来看,即使是在夏季高温天气环境下,氮气对于稳定轮胎压力这点的作用是可以忽略不计的。0.05bar的差值是根本不会导致爆胎发生的,当然前提是轮胎没有损伤,因为变化的这点胎压根本达不到车辆轮胎所能承受的最大极限胎压数值,因此也就对安全不会造成影响。


轮胎对比温度

本次测试道路的地表温度为43度,测试前四条轮胎的初始温度也保持在43度左右。过程与胎压测试相同,分别按照三个速度级行驶。

在以80km/h的时速行驶20公里后,测得4条轮胎的温度非常相似,都比测试前温度增加了4℃左右,4个车轮最大相差1.3℃,变化不明显。

轮胎温度变化(单位:摄氏度℃)

以下数据均为三次的平均值


单位进入高速路温度行驶20km时
(车速80km/h)
行驶50KM时
(车速100km/h)
行驶100KM时
(车速120km/h)
空气
(左前)
45.2 48.850.653.8
左后
(空气)
44.6 49.648.649.8

右前
(氮气)

42.4 48.349.849.8
右后
(氮气)
43.6 49.648.249.2

细心的经销商会发现我们测试的轮胎胎面温度前轮始终比后轮大,这是什么原因?在行驶的时候,对于我们做实验的这种前置前驱布局的车来说,一般情况前轮载荷大,所以轮胎行驶中被压缩变形的比率比后轮高。所以,轮胎内空气反复被碾压压缩的过程就比后轮多,所以在反复的形变当中,前轮的温度也就比后轮的温度高。另一个原因,前轮靠近发动机仓,发动机产生的温度会因为散热作用传递给前轮,因此这是前轮比后轮温度高的一个原因。


在我们的实验中,车辆行驶100km/h和120km/h两段高速测试后,温度依然没有太大的改变,只有左前轮的温度达到了53.8℃,其余车轮的温度都保持在49℃左右。高速阶段只有左前轮温度变化,而后轮的温度差异相对很小,这也不排除是车辆散热口设计对于前轮温度的影响。


前轮温度对比:

 

后轮温度对比:

 

结论:在夏天,对于43度的基础温度来说,无论是空气和充氮气温度会有有所增加,平均增加了6度。从上表可以看出,氮气对于减小轮胎温度上升是有作用的,确实减小了温度的增长速度,但是这个差异很小,不会影响到安全。


测试项目二:充氮气和充空气对噪音的影响

再来看看充氮气对于噪音的影响。有人说氮气为惰性气体可以减少声音的传播,而空气中除了78%的氮气、21%的氧气和稀有气体,还会含有少量的水分和杂质,这对于降噪来说可能会弱于充氮气。


首先从理论上有些传言就是错的,氮气并不是惰性气体,惰性气体只有“氦氖氩氪氙”这几种气体,氮气只是很普通的气体,因此我们也对充氮气能减少噪音的说有疑问。那在实验中氮气是不是真的这样。 

噪声测试(单位:分贝)
车速80km/h100km/h120km/h
充空气 64.366.6 72.6
充氮气 63.765.7 71.8

结论: 从我们实际测试数据可以看出来,充氮气之后在相同的环境下,使用80km/h、100km/h、120km/h三个速度进行测试,充氮气和不充 氮气在噪音的差异上都不到1分贝,而且我们在测试的时候环境的影响也对测试有影响,虽然的出来的数值有差异,但刨除外界环境影响,我们可以说充氮气和不充氮气对降低噪音几乎是没有作用。


其实我们生存的空气里的氮气成分已经高达78%。

全文总结:当然,我们只针对充氮气的两个所谓的“好处”进行了验证,而实验结果也显而易见,对降低爆胎的发生效果微乎其微;而对降低噪音更是不可能。而除 了这两个好处外,还有人说充氮气肯减少对轮胎的腐蚀且对油耗所有降低。虽然我们没有测试,但根据化学理论分析我们也可以给您答案。


刚才说了氮气并不是惰性气体,其与空气唯一的区别是:空气中除了绝大部分(78%)为氮气以外,还有21%-22%的氧气和1%的其它气体,而 这四分之一氧气确实会引起橡胶氧化,但是请注意,现代轮胎的重要特征之一就是轮胎橡胶的抗氧化性能够绝对保证轮胎在的正常质保期能够保证不会因氧化老化而引起安全性问题,如果任何一家轮胎公司连这一点都保证不了,它早就完蛋了。


关于省油,汽车的油耗由这几个原因决定:发动机的排气量、风阻洗漱、汽车的地面摩擦力、汽车的载重和驾驶习惯。如果说充氮气能省油的话,那么汽车厂家为什么不出厂就把车辆的轮胎里充氮气呢,如果真的省油相信厂家一定会这么去做的,这可是能作为他们的一大宣传卖点啊,既然厂家也没这么去做,可见充氮气对油耗的影响几乎可以为0。而且,就算充氮气有用能省油,你的驾驶习惯不好所节省的燃油也被你的驾驶习惯给消耗没了,所以想省油先管好你的脚。

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