Азот в шинах - за и против

Советы специалистов

В последние годы накачивание автомобильных шин азотом постепенно становится в Соединенных Штатах обычной практикой. Сейчас техническое обслуживание более миллиона накачанных азотом шин, имеющих характерный зеленый клапан, предлагают около четырех тысяч технических центров страны, включая крупные и небольшие частные предприятия.
Новая технология позволяет дилерам, продающим шины, широкие возможности увеличить свои заработки и одновременно повысить безопасность клиентов. Об этом последнем стоит поговорить подробнее.
Как известно, основными составляющими воздуха являются азот и кислород – соответственно 78 и 21 процент. Молекулы азота имеют больший размер, чем кислорода, поэтому легче и быстрее проходят через стенки шин, образуя утечку. Недостатком сжатого воздуха, представляющего собой смесь этих двух газов, является и высокая химическая активность кислорода, окисляющего металлические элементы колеса и снижающего таким образом его прочность.
При накачивании шин азотом давление в них становится более стабильным. Обычно этот показатель рекомендуется проверять с периодичностью раз в две недели. Использование азота позволяет проводить подобную операцию в три раза реже. За счет наполнения им шин автомобиля улучшается их сцепление с дорогой. По сравнению с воздухом, который обычно подвергается сильному влиянию изменений температуры и давления, азот в чистом виде обладает повышенными демпфирующими свойствами, то есть колесо работает как дополнительный амортизатор.
Благодаря этим преимуществам новшество начинают использовать все большее количество автолюбителей и транспортных компаний. При этом Национальная транспортная администрация по безопасности движения на хайвеях (National Highway Traffic Safety Administration - NHTSA) официально одобрила накачивание азотом шин больших многоколесных грузовиков, обосновав свое решение в первую очередь данными о замедлении старения таких шин.
Несмотря на это, некоторые компании-изготовители сообщают, что они уже разрабатывают новые шины, которые будут намного лучше справляться с утечками воздуха. Признавая преимущества азота, они не видят особой необходимости в нем, поскольку он удорожает каждую шину на пять и больше долларов.
В связи с возникшими разногласиями журнал Consumer Reports решил выяснить, оправдывает ли азот такое повышение цены. С этой целью была закуплена система для накачивания азота и проверена годичная утечка из 31 пары шин разных моделей. В этом тесте участвовали шины, которые раньше испытывались лабораторией журнала на изнашивание.
Сам тест был достаточно простым. По одной шине каждой модели при комнатной температуре надували воздухом или азотом до давления 30 psi (фунтов на квадратный дюйм). Затем шины выносились из помещения на открытый воздух, где они находились в течение года и затем снова измерялось давление в них при комнатой температуре.
Тест начался 20 сентября 2006 года, а заключительные измерения были произведены 20 сентября 2007 года. Шины надувались азотом по три раза, чтобы выгнать из них весь воздух. Использовался также анализатор кислорода, чтобы убедиться, что содержание азота в шине не менее 95 процентов – такова требуемая чистота системы, которая производит газообразный азот из окружающего воздуха.
Результаты показали, что азот действительно уменьшает падение давления в течение долгого времени. Средняя потеря заполненных воздухом шин равнялась 3,5 psi от первоначально установленного давления в 30 psi. Заполненные же азотом шины потеряли в среднем 2,2 psi. Что более важно, утечка наблюдалась у всех шин, независимо от того, чем их накачивали. Это в очередной раз доказало необходимость проверки давления в шинах всеми автовладельцами, как этого и требуют инструкции по обслуживанию автомобиля. Иначе говоря, потребители могут использовать азот и при этом утечка из их шин будет меньше, но это никоим образом не отменяет
Поскольку эти испытания и их результаты вызвали большой интерес и множество вопросов, журнал пригласил ответить на них старшего инженера шинного отдела Джин Петерсен. Эти вопросы и ответы на них представлены ниже:
Вопрос: Устанавливали ли вы тестируемые шины на автомобиль? Если да, то какое влияние имеет вес машины на утечку газа из шин?
Ответ: Нет, мы не устанавливали их на автомобили и соответственно не определяли влияния веса машин на утечку. Однако ваш вопрос вполне правомерен.
В: Тестируемые шины были на новых или старых ободах?
О: Шины были взяты с теста на изнашивание, который мы выполняли в 2006 году. За время их испытаний моделируемый “пробег” составил 16 тысяч миль. При этом условия теста гарантировали, что они полностью соответствуют условиям реальной эксплуатации на дорогах.
В: После того как шины на моем автомобиле Toyota Prius были накачаны азотом, я сразу заметил, что стал тратить меньше бензина, то есть проезжать на каждом галлоне горючего 3-5 дополнительных миль. Именно это привлекло меня, когда дилер предложил замену. Хотелось бы знать, почему измерение столь важного показателя не входило в программу испытаний.
О: Экономия горючего связана с сопротивлением качению шины, которое является функцией нагрузки и давления внутри нее. Высокая нагрузка или низкое давление вызывают повышение сопротивления качению и, как следствие, повышают расход горючего. Если азот поддерживает давление в шине лучше, чем воздух, а это так и есть, то повышается и экономия горючего. Впрочем, если вы сможете обеспечить надлежащее давление в шине каким-то другим способом, вы сэкономите еще больше за счет того, что не придется тратить дополнительные средства на закачку азота.
В: Если вспомнить, что азот составляет примерно 75-78 процентов окружающего воздуха, наполнение шин азотом практически не должно создавать никакой разницы при эксплуатации шин. Так ли это?
О: Нет, не так. Как уже говорилось, разница есть и весьма заметная. Хочу добавить также, что не весь воздух имеет одно и то же качество. Попадающие в него из воздушного компрессора пары воды, машинное масло и другие загрязнители могут отрицательно повлиять на долговечность шин. В генераторе же азота влага и масло отфильтровываются и практически полностью отсутствуют.
В: Без проверки физического износа шин на движущемся автомобиле этот тест кажется мне бесполезным. Почему бы не проводить долгосрочные испытания, заполняя две шины азотом и две воздухом, а затем проезжать на этой машине десять тысяч миль и после этого инспектировать шины на изнашивание, давление в них и т.д?
О: Наш тест должен был ответить на один вопрос - насколько хорошо воздух и азот удерживаются в шине. Эта методология позволила нам проверить более 30 моделей в строго контролируемых условиях. Мы не исследовали обнаруженные преимущества азота по замедлению старения шины и не смотрели на динамический эффект утечки газа при езде. Эти интересные темы остались вне этого теста. Кроме того, в ходе испытаний на реальных автомобилях на изнашивание шин в значительной степени повлияла бы периодическая подкачка шин водителем - независимо от используемого газа (воздуха или азота).
В: Что можно сказать по поводу колебаний давления в шинах из-за существенных изменений температур окружающего воздуха?
О: Азот обладает небольшим температурным расширением - в 7-8 раз ниже расширения кислорода. Это означает, что давление в шине, наполненной азотом, меньше зависит от температуры. А как мы знаем, во время движения в шине выделяется довольно большое количество тепла, причем чем выше скорость и напряженнее режим движения, тем больше. Из-за нагревания давление внутри шины растет. В шинах с азотом – меньше, чем в шинах, накачанных воздухом. Следовательно, на шинах, накачанных азотом, поведение автомобиля будет более стабильным. Такова теория. Однако в ходе измерений давления в шинах при различных окружающих температурах мы не смогли найти существенных различий между воздухом и азотом. Пока мы не делаем из этого никаких выводов, а просто констатируем факт.
В: Что можно сказать в отношении преимуществ использования азота в тяжелых грузовиках с 18 шинами, в которых поддерживается давление около 100 psi?
О: Преимущества использования азота при высоких давлениях в больших шинах грузовиков были зарегистрированы в промышленности. Наш же тест сосредоточился только на шинах пассажирских автомобилей.
В: Нужно ли проверять давление в шинах, заполненных азотом, так же часто, как в накачанных воздухом?
О: Измерять давление в шинах необходимо - независимо от того, что в них закачано: воздух или азот. Люди могут подумать, что как только они заполнили шины азотом, то могут больше не проверять давление в них. Это не так. Использование азота никоим образом не отменяет регулярных проверок давления.