爱车实验室:夏季轮胎充氮气有用吗?

  • 时间:2020-09-28 05:19
  • 作者:188金宝搏app官网
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  在秋末的时候我们曾经对轮胎充氮气是否有作用进行过测试,那时候气温比较低,效果可能仅代表秋末时的情况,而且很多网友也提出了应该在夏季再测试一下轮胎充氮气的是否有用。因此在苦苦等待了半年之久,我们再次对于轮胎充氮气进行了测试,看看在夏季的高温环境下充氮气的作用,是否真的能达到很宣称的减少爆胎发生之类的功能。

  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。

  对了验证以上两点氮气能起到的效果,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。

  本次测试线路是京津高速公路,全程100公里。测试时气温34℃,高速公路地表温度43℃,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。但我们学化学都知道,氮气不是惰性气体,所以对于氮气能防止爆胎的表述我们比较怀疑。

  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。

  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。

  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的危险。

  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。

  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。

  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。

  本次测试道路的地表温度为43℃,测试前四条轮胎的初始温度也保持在43℃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。

  细心的网友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。

  在夏天,对于43℃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℃。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。

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