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話(huà)題

論輪胎充氮的作用(整理篇)

對(duì)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(qǐng)自行對(duì)號(hào)入座。

為正視聽(tīng),偶曾開(kāi)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(chē)評(píng)網(wǎng)】,作者【tomyesdl】!

先普及幾條常識(shí):

常識(shí)1:空氣中含78%的氮?dú)猓?1%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(shí)2、嚴(yán)格說(shuō)來(lái)惰性氣體只有“氦氖氬氪氙”五種,氮?dú)庵荒芩?amp;ldquo;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(shí)3:氧氣分子量32,氮?dú)鉃?8,空氣分子量可近似取29。在普通場(chǎng)合中,三者的物理性能差異可以忽略不計(jì)。

上面提到了普通場(chǎng)合,何為普通場(chǎng)合?低至南極的-80℃,高至輪胎燃燒的火焰溫度1000℃(?待驗(yàn)證),如果覺(jué)得不夠,放寬到-150℃~3000℃也可以。

壓力范圍從1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓到3個(gè)大氣壓,這是普通輪胎的壓力,如果考慮到超高空飛機(jī)輪胎和超高壓礦車(chē)輪胎,放寬到0.01大氣壓~100個(gè)大氣壓也無(wú)所謂,都算通常情況。

具體的計(jì)算方程式不重新列了,因?yàn)橛袪?zhēng)議。爭(zhēng)議點(diǎn)無(wú)非是我認(rèn)為1.000028和1.000029沒(méi)區(qū)別,而ninjaklm認(rèn)為這是1.28和1.29的區(qū)別,有點(diǎn)大。

有興趣的同學(xué),請(qǐng)將此題轉(zhuǎn)交給流體機(jī)械專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,茶余飯后算一下:

題目1、1立方米純凈氮?dú)夂?立方米干燥空氣,壓力為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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?dú)夂?立方米干燥空氣,壓力為2.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(wàn)次,二者溫度壓力各為多少?

題目1是打氣過(guò)程的物理模型,題目2是輪胎滾動(dòng)過(guò)程的物理模型。

如果我說(shuō),兩道題的答案都會(huì)是“沒(méi)區(qū)別”,會(huì)有人無(wú)法接受嗎?——那就算算看嘍!

先假設(shè)上面兩題的答案都是“沒(méi)區(qū)別”,繼續(xù)下一個(gè)話(huà)題:

既然跟輪胎充填的氣體無(wú)關(guān),那么,輪胎跑起來(lái)為什么會(huì)發(fā)熱?

有3個(gè)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(chē)盤(pán)發(fā)出的熱量通過(guò)輪轂傳遞給輪胎;

為什么沒(méi)有氣體反復(fù)受壓發(fā)熱?——因?yàn)檩喬ナ軌鹤冃尾淮砬粌?nèi)體積也變化。我這樣說(shuō)不嚴(yán)謹(jǐn)哎!腔內(nèi)體積應(yīng)該會(huì)有微小變化的,好吧,嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)計(jì)算請(qǐng)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(shuō)的是,無(wú)論你里面填充神馬氣體,無(wú)論是真正的純凈的惰性氣體,無(wú)論是你能找到的所有氣體混合在一起,該升到100℃的,不會(huì)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(diǎn)調(diào)配到輪胎內(nèi)工況,同時(shí)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(chǎng)合了,超出命題范圍。

上面是理論分析純氮?dú)獾那闆r,實(shí)際充氮?dú)獾那闆r呢?回放一下輪胎店的流程:

1、放氣,至再也放不出來(lái);2、充氮?dú)?,充到?biāo)準(zhǔn)胎壓2.5KG,完活!

注意放完氣時(shí)輪胎內(nèi)是有空氣的,這時(shí)充氮?dú)庵皇?amp;ldquo;稀釋氧氣”而已。稀釋程度可以算出來(lái),大約稀釋到了原來(lái)的29%,也就是說(shuō)輪胎內(nèi)的氧含量降為6%,6%是相對(duì)比例,決定化學(xué)性質(zhì)的氧壓力呢?0.21個(gè)大氣壓,跟外面的大氣一樣。如果要將氧壓力降到忽略不計(jì)的0.01大氣壓以下,不但要求有99.9%以上的高純氮?dú)?,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?dú)?,而是PSA制氮機(jī)制出來(lái)的純度低于98%的氮?dú)?.....您先算著,我回家睡覺(jué)了先!

即使充純氮,對(duì)輪胎物理性能的影響都可以忽略不計(jì),那些充“稀釋空氣”的,不評(píng)論了。

輪胎充氮真正的意義,是利用氮?dú)飧艚^輪胎內(nèi)的氧氣(我妄自猜測(cè)的):

輪胎在長(zhǎng)期使用后,會(huì)脫落一些黑色的橡膠粉末,如果這種粉末極細(xì),細(xì)到可以懸浮在空氣中的話(huà),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?dú)?,不管是充氮?dú)膺€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(méi)有強(qiáng)氧化劑、沒(méi)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(huà)脫氧空氣最便宜了。

綜上所述:

1、車(chē)速經(jīng)常超300的朋友,如舒馬赫之流,氮?dú)鉀](méi)啥效果還是考慮充制冷劑,反正這樣的朋友不差錢(qián);

2、玩燒胎的朋友,其他一些能將輪胎搞到有燃燒危險(xiǎn)的朋友,充脫氧空氣可以降低爆胎危險(xiǎn),而且價(jià)格不貴;

3、跑超級(jí)長(zhǎng)途的朋友,輪胎很舊、已經(jīng)處于報(bào)廢邊緣還需要堅(jiān)持使用的朋友,慢點(diǎn)開(kāi)!經(jīng)常檢查一下輪胎溫度和壓力!氮?dú)饪梢越档捅ㄎkU(xiǎn),但不能降低爆胎危險(xiǎn);

4、其他的朋友,如果有免費(fèi)的、不繞路的就充一下。另外,千萬(wàn)別以為充氮?dú)饩筒槐チ?,持這種論調(diào)的人簡(jiǎn)直是犯罪!

雖然我在別的幾個(gè)論壇注冊(cè)名也叫tomyesdl,但無(wú)所謂,愿轉(zhuǎn)的TX隨便轉(zhuǎn),加上自己的論證也沒(méi)關(guān)系,算您原創(chuàng)。我自己實(shí)在沒(méi)精力在各大論壇一一回帖,本壇也不回了,有點(diǎn)耽誤工作......抱歉

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2011-10-21

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