Как делается накачка шин азотом и есть ли смысл

Введение

Относительно недавно во многих сервисных центрах России появилось новое заманчивое предложение — накачка шин азотом. Стоит сразу отметить, что услуга не имеет отечественных корней, подобный способ используется в Европе и США для заправки шин коммерческих автомобилей или автобусов. В правилах эксплуатации любой машины не сказано о необходимости этой процедуры, скорее всего, это выбор самого владельца авто. Впервые колёса начали накачивать азотам во время гонок Формулы-1. Смесь азота с воздухом наполняла шины гоночных болидов, хотя по регламенту проведения скоростных гонок разрешено ездить и на обыкновенном воздухе. Каждый автолюбитель вправе сам решать: необходима ему такая процедура или нет. Если прислушаться к мнению сотрудников СТО, на которой оказывают такую услугу, заправка азота просто необходима, владельцу машины расскажут о массе приобретаемых преимуществ. Однако, большинство автомобильных экспертов уверены, что это не что иное, как новый маркетинговый ход, который позволяет сервисным центрам попросту выкачивать дополнительные деньги из неразборчивых автолюбителей. Разберёмся со всем по порядку.

Технология закачивания газа

Из школьного курса физики известно, что в окружающем воздухе уже содержится 78% азота (имеются в виду объемные доли). Оставшиеся 22% распределяются между кислородом (почти 21%) и добрым десятком различных газов, чья доля составляет около 1%. Также в воздушной среде растворен водяной пар, составляющий от 0,2 до 2,5% от объема газов. Эта величина меняется в зависимости от погоды, периода года и широты местности.

Суть технологии проста: выделить из воздуха 78% газа и наполнить автомобильные баллоны. На практике закачка азота в шины производится следующим образом:

Колесный вентиль подключается шлангом к автоматической вакуумно-азотной установке.
После включения агрегат полностью отсасывает из покрышки воздушную смесь.
Пропустив ее через систему специальных фильтров и осушитель, установка выдает азот чистотой не менее 95%.
Очищенный газ закачивается в колесо с соблюдением требуемого производителем давления.

Обрабатывая обычный воздух, азотный генератор не только удаляет кислород и другие примеси, но и улавливает водяной пар. Данный факт следует учитывать в дальнейшем рассмотрении вопроса, чтобы отделить реальные плюсы и минусы процедуры от мифов.

Справка. Перед техническими специалистами, обслуживающими гонки «Формула-1» и разнообразные ралли, подобный вопрос не стоит. Скаты всех болидов по умолчанию заполняются азотом.

Преимущества азота

Обычный воздух, которым дышит каждый человек, состоит на 3/4 из азота и только на 1/4 из кислорода. Ввиду того что молекулы азота обладают существенно большим размером, по сравнению с молекулами кислорода, при утечке давления из колеса выходит кислород и пары, в небольшом количестве присутствующие в шинах. Выходя сквозь стенки камеры, кислород способствует окислению корда, бортового кольца и диска. В результате чего уменьшается прочность шины и уровень безопасности во время движения.

Шина, накачанная сжатым воздухом, обычно допускает утечки, приблизительно равные 0,09 атмосфер в месяц. Из-за своих химических особенностей кислород способен быстрее азота проникать через стенки покрышки на 40%. Устранить проникновение практически невозможно, оно будет продолжаться до создания одинакового давления газов. Однако, если соблюдать правила и накачать в шину кислород, уровень которого для легковых авто не превысит 5%, а для грузовых 2,5%, частичное давление будет сбалансированным, утечка не появится.

Отрицательные стороны закачки колёс азотом

В накачке шин азотом есть плюсы и минусы. Что делать водителю, которому предлагают данную услугу на станции техобслуживания? Конечно, только положительными сторонами данный способ не может быть ограничен, и в итоге он не настолько эффективен, как это может показаться со слов консультантов. Так, основные минусы закачки колёс азотом, являющиеся реальностью жизни и основанные на научных фактах и многолетней практике вождения авто профессионалами, перечислены в следующем списке:

Стоимость процедуры, так как при накачке колёс воздушной смесью она нагнетается компрессором прямо из атмосферы, что сводит себестоимость услуги практически к нулю.

Что же касается азота, то добыть его в бытовых условиях непосредственно из окружающего воздуха практически невозможно, несмотря на тот факт, что он преобладает в химическом составе земной атмосферы. Таким образом, его вырабатывают в лабораторных условиях, наполняют им баллоны и доставляют их на место реализации по заказу продавца.

Вторая важная проблема заключается в том, что при прохудившемся ниппеле или иной причине потери давления в колесе подкачать его прямо на дороге портативным автомобильным компрессором, конечно, можно. Но весь положительный эффект от азота внутри колеса будет сразу потерян.

Для того чтобы этого не было, компрессор должен иметь специальный адаптер для возможности переключения источника забора газа с атмосферы на баллон с азотом, и он также должен быть в арсенале автолюбителя.

Состав атмосферного воздуха

Плюсы современного процесса

Использование азота, по мнению сотрудников СТО, приносит своим владельцам немалые преимущества:

покрышки практически не изнашиваются и не стареют, пропадает возможность коррозии диска, обеспечивается это за счёт полного отсутствия влаги и пыли — всех тех частиц, из-за которых работоспособность колёс регулярно снижается;
взрыв шины снижается до минимума. Во время длительной езды на большой скорости покрышки не нагреваются и не расширяются, нет «проскоков» тормозов;
уровень давления в покрышке стабилизируется. Если на обычном воздухе проводить проверку уровня давления приходится каждые две недели, то азот в шинах позволяет «забыть» об этом на 1,5 месяца.
повышается сцепление с дорожным покрытием. Чистый азот имеет повышенный уровень демпфирующих свойств, благодаря чему колёса функционируют как ещё один амортизатор;
различные ямки и подъёмы дороги водитель и его пассажиры смогут проходить максимально плавно и мягко;
амортизация покрышек повышается, снижая при этом нагрузку на подвеску машины;
управлять собственным авто становится проще и легче;
автомобиль приобретает дополнительную устойчивость на поворотах, во время перестроений и съездов;
тормозной путь значительно уменьшается, а сцепление с дорогой повышается;
во время резкого начала движения исчезает или уменьшается до минимума пробуксовка колеса;
автомобиль во время езды «идёт» по дороге практически бесшумно, т. е. уменьшается или исчезает шум, который обычно появляется в результате прикосновения покрышек к дороге;
заправка колёс азотом позволяет уменьшить колебания уровня давления, причём происходит это вне зависимости от скорости движения, загруженности машины и показателей окружающей среды;
снижаются износ покрышек и повреждения диска во время непредвиденных ситуаций, например, при попадании колеса в ямы, наездах на бордюры;
материал, из которого произведён диск, не окисляется.

Однако, главный аргумент, который приводят работники сервисного центра — это не улучшение работоспособности покрышки, а полная безопасность, гарантированная автовладельцу во время движения по любому дорожному покрытию.

Уровень давления в шинах с азотом практически не меняется

Мифы и реальность подкачки азотом

Каждый автолюбитель, кто знает данный метод подкачки шин, имеет определённое мнение по этому поводу, и оно далеко не всегда совпадает с фактами, рекламируемыми консультантами в сервисных центрах. Так, многочисленные отзывы водителей об использовании азота в покрышках собственных авто говорят о следующих фактах и мифах:

Зачем колеса накачивают азотом и насколько это эффективно? Бытует мнение, что водитель при езде на шинах, давление в которых создано при помощи азота, будет испытывать больше удобств, чем тот, кто использует обычный воздух. Да, действительно, такое же давление, созданное азотом, будет несколько смягчать амортизацию транспортного средства, однако данный фактор практически незаметен. Если же водитель задаст внутри колеса воздушное давление не 2,2 атм., как это прописано на пороге водительского места, а на 0,05 атм. меньше, то эффект будет абсолютно сопоставим.

Таким образом, как бы аккуратно не эксплуатировалось транспортное средство, износ начинается всегда с внешней стороны – при контакте протекторов с асфальтом или прочих элементов резины с агрессивной окружающей средой. Именно эта часть гораздо быстрее придёт в негодность, нежели внутренний слой шины.

Те же лица, которые пытаются преподнести данные узкоспециализированные методы нагнетания давления в жизнь простого автолюбителя, просто ведут коммерческую деятельность и пытаются дать максимально эффективную рекламную кампанию.

С полной уверенностью можно сказать, что обычному водителю, эксплуатирующему свой автомобиль на городских дорогах или загородных трассах, не ставящих перед собой каких-либо состязательных целей, данная услуга совершенно ни к чему. Они всегда могут обойтись практически бесплатной накачкой колёс атмосферным воздухом, что можно сделать в любых условиях – как на шиномонтаже, так и просто на дороге при наличии маленького бытового компрессора.

В то же время уровень безопасности водителя и пассажиров на дороге во время передвижения никак не зависит от того, чем накачать колеса – азотом или воздухом.

Процесс накачки шин азотом

Если говорить о том, как происходит процесс закачивания в покрышки автомобиля азота, следует упомянуть об азотных генераторах. Подобная установка для накачки шин азотом — специализированное устройство, которое во время вращения способствует преобразованию смеси воздуха. До того как попасть в покрышку, воздух подвергается нескольким существенным обработкам. В первую очередь в генератор подаётся огромное количество сжатого воздуха, его объём не должен быть меньше 8 атмосфер. Дальше происходит детальная фильтрация, которая также складывается из нескольких уровней. Закачанный воздух полностью обезжиривается, из него удаляются все лишние примеси, в частности, влага, примеси масла и отдушки в виде гидрокарбонов. Чистый воздух, проходя через внутренние мембраны, теряет молекулы азота.

Достаточно длительный цикл обработки воздуха в результате позволяет понять, для чего было затрачено столько усилий — азот на выходе обладает 95% чистотой. По утверждению специалистов, подобное соотношение воздушной смеси, в которой кислород имеет всего 5%, — идеальный состав для наполнения машинных покрышек.

Установка для накачки шин азотом

Подкачка колёс происходит следующим образом: вентиль покрышки соединяется со специальным агрегатом, предварительно очистившим воздух и под давлением, заполнившим им шину. Накаченное таким образом колесо не пропускает во внутрь кислород и влагу. Благодаря этому диск покрышки не будет подвергаться коррозии, и, следовательно, не сможет потерять свою герметичность.

Азот в шинах – подкачка или надувательство?

Многие шиномонтажные мастерские в качестве дополнительной услуги предлагают накачать шины азотом вместо атмосферного воздуха. По утверждению персонала, результатом должны стать улучшенная динамика автомобиля, повышенная ходимость резины, заметное увеличение плавности хода и снижение шума. Так ли это на самом деле? Разберем все пункты по порядку.

Для начала немного арифметики. Как известно из школьного курса, атмосферный воздух на 20% состоит из кислорода, еще 2% приходится на различные газы, вроде углекислого, водорода, гелия и т.д. И главное – 78% занимает азот. Уже немало. По нормативам шиномонтажа, после подкачки азотом, этого газа в шинах должно быть около 95%. То есть, все обещанные изменения нам якобы обеспечат дополнительные: 95 — 78 = 17% азота. Именно за них нам и предлагают заплатить.

Основной аргумент шиномонтажников – молекулы азота крупнее частиц кислорода и потому они значительно меньше улетучиваются через резиновый слой покрышки, а стало быть, и давление в колесе сохраняется дольше. Теоретически это правда. Как верно и то, что конструкция современных шин сама по себе успешно противостоит утечке – внутри как правило предусмотрен герметизирующий слой, который чаще делают из бутилкаучука. Будьте уверены, потратив миллионы на разработку новых моделей, шинники про размер молекул тоже не забыли. Если же колесо имеет проколы, повреждения, заводские дефекты, огрехи в сборке, то тут уже диаметр молекул не поможет – «травить» будет обязательно. Хорошо, предположим, что у вас некачественная покрышка, и через ее поры выходит кислород. Что тогда остается внутри? Правильно – азот. Несколько раз подкачал колесо – вот, по логике, уже и обещанная концентрация. Но раз продолжает сдуваться и дальше, то, как мы уже сказали, вопрос не молекулах. Так что если шина долго сохраняет давление, дело не в азоте или кислороде, а в качественной резине и прямых руках шиномонтажника.

Еще один веский аргумент в пользу азота – безопасность. У этого газа коэффициент теплового расширения в несколько раз меньше, чем у кислорода. То есть, с колебаниями внутренней и внешней температуры колеса, давление в нем должно оставаться относительно стабильным. Теоретики много спорят по этому поводу, приводя формулы и законы о прямой зависимости между температурой и давлением газа в замкнутом объеме, а также об одинаковом коэффициенте объемного (не теплового) расширения для всех газов. Но мы практики, поэтому вернемся к нашим цифрам и инструментам – обещанные 17% азота при давлении в 2-2,5 бар не дают заметного эффекта, позволяющего обнаружить разницу в давлении привычным манометром. Погрешность прибора иногда больше.

Еще одно слово в пользу безопасности. Азот – газ инертный и не поддерживает горение при аварии и возгорании машины как кислород. Спорить не будем, это актуально – где-нибудь на планете без атмосферы. Но уж если машина, упаси ее, загорелась, неужели считанные лишние литры кислорода из каждого колеса будут хоть сколько заметны на фоне неисчислимых литров из атмосферного воздуха?

Кроме того, инертный азот в отличие от очень активного кислорода, по идее, должен весьма бережно относиться к внутреннему резиновому слою шины, а также ободу диска. Тем более, что из атмосферного воздуха внутрь колеса попадает немного водяного пара, а это уже все предпосылки для коррозии. Возразить трудно, да мы и не станем. Вот только снаружи колесо изо дня в день подвергается воздействию воды, грязи, реагентов, ультрафиолетового излучения и многих других реалий внешнего мира. Пока небольшой объем кислорода вместе с мизерным количеством воды успеют нанести внутри заметный урон, снаружи колесо успеет истлеть дотла. А в реальности быстрее сотрется протектор.

Считается, что раз удельная масса азота меньше, чем у кислорода, то и накачанное им колесо весит меньше. А значит уменьшаются неподрессоренные массы – ход автомобиля становится мягче, управляемость лучше, снижается нагрузка на подвеску. И всего этого следует ожидать от суммы масс молекул газа после замены 17% объема? Тогда для большего эффекта надо согнать с обода еще и парочку микробов. Чтобы результат снижения неподрессоренных масс был действительно заметен, надо поменять стальные диски на литые, а литые на кованые. И не забыть про спортивные шины с легким каркасом.

Еще нам обещают значительное снижение деформации покрышки. И это после того, как перед накачкой колеса азотом из него принудительно откачивают воздух до такой степени, что шины на дисках становятся похожи на четырехугольные национальные пельмени. В то время как квалифицированный персонал в шинных магазинах избегает малейших перегибов, заломов, скручиваний протектора и боковины покрышек. Уж если мы заговорили о безопасности, то после таких издевательств над внутренним каркасом шины разговоры о молекулах и процентах кажутся неуместными.

Так есть ли положительный эффект от накачки шин азотом? Есть, в каждом отмеченном нами пункте. Только он настолько мал, что даже в сумме практически незаметен, порой и с помощью приборов. В гонках «Формулы 1», где на счету в буквальном смысле каждый грамм и тысячная доля секунды, это может быть и актуально. А в повседневных поездках, если хотите заметно улучшить поведение автомобиля, лучше купите шины классом повыше.

Противоположное мнение или недостатки процедуры

Из приведённых выше аргументов становится ясно, зачем накачивать шины азотом — в первую очередь автовладелец обеспечивает собственную безопасную езду, при этом совершая передвижения в более комфортных условиях.

Однако, некоторые автомобилисты считают оказание подобной процедуры самым простым способом «заставить» автовладельца больше денег заплатить квалифицированным специалистам сервисного центра. В свою пользу эта категория людей приводит обратные доводы:

накачка покрышек на две десятые атмосферы меньше обычного уровня позволит владельцу машины ощутить непривычную мягкость во время движения;
нагрузка на подвеску автомобиля если и снизится, то совсем несущественно, ведь масса молекул чистого азота только на 7% ниже воздуха, ввиду чего такая небольшая разница не будет ощутима ни для водителя, ни для автомобиля;
азот закачивается в колёса не для того, чтобы повысить безопасность пассажиров и водителя. В гоночные болиды «заливается» азот из-за своих химических свойств, в частности, исключения возможности горения, т. е., если во время гонки автомобиль загорится, накаченные азотом колёса попросту позволят уменьшить последствия от пожара.
несмотря на то что молекулы азота имеют больший размер, любая покрышка способна спускать воздух естественным образом.

Перед тем как накачивать колесо азотом, необходимо спустить воздух
Кроме этого, следует знать, что подкачка колёс азотом не способна уменьшить расход поглощаемого автомобилем топлива.

Рекламный ход

На брендовом дорогом шиномонтаже почти любому автовладельцу, а особенно владелице, наверняка предложат накачать шины азотом. Аргументов в пользу этой процедуры приведут массу. Разберем, какие из них правда, а какие вымысел:

Давление в шине будет стабильным, потому что азот почти не расширяется от нагрева.
Но в воздухе и так 78% азота, так что изменения приходятся на долю остальных газов, которые тоже не расширяются сверх меры. Разница в коэффициенте объемного расширения составляет ничтожную величину со значащей цифрой в четвертом знаке после запятой.
Молекулы азота крупнее и потому не так быстро проникают сквозь стенки шины наружу, сохраняя давление стабильным.
Но не забываем, что кислорода с прочими газами не так и много — около 22%. И когда они станут улетучиваться, а мы начнем подкачивать шину, то концентрация азота будет расти. Так, у 5-6-летнего колеса внутри образуется почти чисто азотная «атмосфера».
Колесо, заполненное азотом, легче, чем колесо, накачанное атмосферным воздухом. Это позволяет экономить топливо.
Несложные расчеты показывают, что колесо среднеразмерного кроссовера полегчает всего на несколько граммов. А сколько весят камешки, застрявшие в протекторе? Давайте лучше чаще очищать протектор, тем более что инженеры-проектировщики шин это очень рекомендуют.
Отсутствие кислорода защищает материал шины от преждевременного старения.
Этот тезис шинники поддерживают, но вы же не надеетесь, что ваши шины по прошествии века будут располагаться на пьедестале, подобно колесам ленинского броневика. Износ и старение внешних слоев резины под воздействием солнца, озона, влаги происходит гораздо быстрее.
Лучшее сцепление с дорогой и большая безопасность за счет стабильности показателей.
Не соглашусь: проверять давление в шинах все равно периодически надо, а с каждым «пшиком» будет выходить драгоценный азот. И ведь сам не подкачаешь. Так сервисмены и норовят привязать автолюбителя к своей мастерской даже по такой ничтожной проблеме, как проверка давления и подкачка колеса.