對于坊間一度流行的輪胎充氮,效果神奇,各種版本不一一列舉,請自行對號入座。
為正視聽,偶曾開帖論證,感謝ninjaklm等TX的啟發(fā),大幅辯論以后,更正了一些想法,整理成本文。歡迎轉(zhuǎn)帖,但須注明出處【新車評網(wǎng)】,作者【tomyesdl】!
先普及幾條常識:
常識1:空氣中含78%的氮氣,21%的氧氣,還有1%是二氧化碳、水蒸汽及其它一些微量氣體。
常識2、嚴格說來惰性氣體只有“氦氖氬氪氙”五種,氮氣只能算“化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的氣體”。至于“傳熱性”那是物理性能,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的不代表傳熱性低。
常識3:氧氣分子量32,氮氣為28,空氣分子量可近似取29。在普通場合中,三者的物理性能差異可以忽略不計。
上面提到了普通場合,何為普通場合?低至南極的-80℃,高至輪胎燃燒的火焰溫度1000℃(?待驗證),如果覺得不夠,放寬到-150℃~3000℃也可以。
壓力范圍從1個標準大氣壓到3個大氣壓,這是普通輪胎的壓力,如果考慮到超高空飛機輪胎和超高壓礦車輪胎,放寬到0.01大氣壓~100個大氣壓也無所謂,都算通常情況。
具體的計算方程式不重新列了,因為有爭議。爭議點無非是我認為1.000028和1.000029沒區(qū)別,而ninjaklm認為這是1.28和1.29的區(qū)別,有點大。
有興趣的同學(xué),請將此題轉(zhuǎn)交給流體機械專業(yè)的學(xué)生,茶余飯后算一下:
題目1、1立方米純凈氮氣和1立方米干燥空氣,壓力為1個標準大氣壓,溫度為20℃,絕熱壓縮到0.3立方米,二者溫度壓力各為多少?
題目2、1立方米純凈氮氣和1立方米干燥空氣,壓力為2.5個標準大氣壓,溫度為20℃,絕熱壓縮到2.6大氣壓后絕熱膨脹回2.5大氣壓,如此重復(fù)100萬次,二者溫度壓力各為多少?
題目1是打氣過程的物理模型,題目2是輪胎滾動過程的物理模型。
如果我說,兩道題的答案都會是“沒區(qū)別”,會有人無法接受嗎?——那就算算看嘍!
先假設(shè)上面兩題的答案都是“沒區(qū)別”,繼續(xù)下一個話題:
既然跟輪胎充填的氣體無關(guān),那么,輪胎跑起來為什么會發(fā)熱?
有3個發(fā)熱源:1、輪胎橡膠與地面摩擦發(fā)熱;2、輪胎橡膠反復(fù)變形內(nèi)部分子摩擦發(fā)熱;3、剎車盤發(fā)出的熱量通過輪轂傳遞給輪胎;
為什么沒有氣體反復(fù)受壓發(fā)熱?——因為輪胎受壓變形不代表腔內(nèi)體積也變化。我這樣說不嚴謹哎!腔內(nèi)體積應(yīng)該會有微小變化的,好吧,嚴謹科學(xué)計算請參考上面的題目2.
輪胎發(fā)熱危害大嗎?——很大很大!但,這不是本文討論的內(nèi)容。
——本文說的是,無論你里面填充神馬氣體,無論是真正的純凈的惰性氣體,無論是你能找到的所有氣體混合在一起,該升到100℃的,不會因氣體原因只到99℃!
PS:經(jīng)同學(xué)提醒,一些新型的混合物制冷劑如R410A/R407C等,可以將臨界狀態(tài)點調(diào)配到輪胎內(nèi)工況,同時以氣體和液體在輪胎內(nèi)存在......這種情況,已經(jīng)不屬于普通場合了,超出命題范圍。
上面是理論分析純氮氣的情況,實際充氮氣的情況呢?回放一下輪胎店的流程:
1、放氣,至再也放不出來;2、充氮氣,充到標準胎壓2.5KG,完活!
注意放完氣時輪胎內(nèi)是有空氣的,這時充氮氣只是“稀釋氧氣”而已。稀釋程度可以算出來,大約稀釋到了原來的29%,也就是說輪胎內(nèi)的氧含量降為6%,6%是相對比例,決定化學(xué)性質(zhì)的氧壓力呢?0.21個大氣壓,跟外面的大氣一樣。如果要將氧壓力降到忽略不計的0.01大氣壓以下,不但要求有99.9%以上的高純氮氣,還要不惜工本地多次充放才可以!要充放多少次?有興趣的算一下,但愿不被嚇一跳。
如果充的不是純氮氣,而是PSA制氮機制出來的純度低于98%的氮氣......您先算著,我回家睡覺了先!
即使充純氮,對輪胎物理性能的影響都可以忽略不計,那些充“稀釋空氣”的,不評論了。
輪胎充氮真正的意義,是利用氮氣隔絕輪胎內(nèi)的氧氣(我妄自猜測的):
輪胎在長期使用后,會脫落一些黑色的橡膠粉末,如果這種粉末極細,細到可以懸浮在空氣中的話,就屬于易燃易爆品了,必須要跟氧氣隔絕。跟氧氣隔絕不代表要充純氮氣,不管是充氮氣還是二氧化碳還是別的神馬氣體,不管是純凈的還是幾十種氣體混合,只要里面沒有強氧化劑、沒有接近臨界狀態(tài)的氣體(如水蒸汽)就行,關(guān)鍵是要便宜,這樣的話脫氧空氣最便宜了。
綜上所述:
1、車速經(jīng)常超300的朋友,如舒馬赫之流,氮氣沒啥效果還是考慮充制冷劑,反正這樣的朋友不差錢;
2、玩燒胎的朋友,其他一些能將輪胎搞到有燃燒危險的朋友,充脫氧空氣可以降低爆胎危險,而且價格不貴;
3、跑超級長途的朋友,輪胎很舊、已經(jīng)處于報廢邊緣還需要堅持使用的朋友,慢點開!經(jīng)常檢查一下輪胎溫度和壓力!氮氣可以降低爆炸危險,但不能降低爆胎危險;
4、其他的朋友,如果有免費的、不繞路的就充一下。另外,千萬別以為充氮氣就不爆胎了,持這種論調(diào)的人簡直是犯罪!
雖然我在別的幾個論壇注冊名也叫tomyesdl,但無所謂,愿轉(zhuǎn)的TX隨便轉(zhuǎn),加上自己的論證也沒關(guān)系,算您原創(chuàng)。我自己實在沒精力在各大論壇一一回帖,本壇也不回了,有點耽誤工作......抱歉
你輕輕一贊
是我大大的動力
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