Как изменяется давление в шинах при изменении температуры

A-RCS › Блог › Шины — давление и температурные изменения

Шины держат на себе вес вашего автомобиля, не так ли? Нет, не так! Вес машины держит находящийся в них воздух. Если вы хотите, чтобы ваши шины демонстрировали всё, на что они способны в том, что касается управляемости, сцепления и износостойкости, следите, чтобы они всегда были хорошо накачаны.
К сожалению, нельзя просто накачать шину – и забыть о ней! Необходимо периодически контролировать давление, чтобы удостовериться, что оно не изменилось со временем под воздействием окружающей температуры или скрытого прокола.
Давление, которое указано в сервисной книжке вашего автомобиля или на информационной табличке, это рекомендованное давление в холодной шине. Это означает, что проверять его нужно утром, до того, как вы совершите длительную поездку, или до того, как солнце или растущая температура воздуха нагреют шину.
Поскольку воздух – вещество газообразное, он расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. Поэтому в большинстве районов России осенью и в начале зимы нужно особенно тщательно следить за давлением: дни становятся короче, температура воздуха падает – и давление в ваших шинах снижается!
При изменении температуры окружающего воздуха на 8°С давление в шине изменится примерно на 0,1 атм. (вырастет при повышении температуры и упадет при понижении).
В большинстве районов России разность средней летней и зимней температур составляет приблизительно 28° С, поэтому с установлением зимних температур давление падает примерно на 0,35 атм. А недостаток 0,35 атм. уже существенно влияет на управляемость, сцепление и износ!
Кроме того, разница между холодной ночной температурой и тёплой дневной в большинстве регионов страны составляет около 11°С. Это значит, что давление, установленное утром, в полдень окажется примерно на 0,13 атм. выше (если автомобиль припаркован в тени). И всё бы ничего, но если вы накачаете колесо в жаркий полдень, на следующее утро давление в холодной шине будет на 0,13 атм. ниже.
И, наконец, если автомобиль припаркован на солнце, то давление искусственным образом ненадолго повысится под действием его тепла.

Мы решили проверить теорию на практике. Сначала мы смонтировали две шины на диски и оставили их полежать на ночь, чтобы уравнять и стабилизировать температуру и давление. Следующим утром мы накачали каждую до 2,45 атм. Одно колесо разместили в тени, а другое выставили на солнце. В течение дня мы замеряли температуру воздуха, температуру шин и давление в них. По мере того, как дневная температура росла с 19°С до 30°С, давление в шине, которая лежала в тени, поднялось с 2,45 до 2,55 атм. Шина, размещённая на солнце, нагревалась за счёт теплового излучения и температуры воздуха. В ней давление выросло с 2,45 до 2,79 атм. В обоих случаях, если бы мы установили нужное давление в полдень, на следующее утро значения были бы на 0,1 – 0,35 атм. ниже.
Затем мы изучали влияние нагрева шин во время езды. Мы решили исключить непостоянные факторы, возникающие в дорожных условиях, и провели тест на нашем «прогревочном» барабанном стенде для спортивной резины. Чтобы сымитировать реальные условия движения, колесо катится по роликам стенда под нагрузкой. Мы фиксировали изменение давления каждые пять минут. Тестовые шины были накачаны до 1,0; 1,4; 1,7 и 2,0 атм. При одинаковой нагрузке давление во всех шинах поднималось примерно на 0,07 атм. каждые 5 минут в течение первых 20 минут движения. Затем давление стабилизировалось и не поднималось выше 0,07 атм. в течение следующих 20 минут. Это означает, что даже если вы ненадолго съездите подкачать шины у ближайшей заправки, на следующее утро вполне можете недосчитаться пары десятых долей атмосферы в колёсах.
Сложите вместе всё сказанное выше, и вы поймёте, что выбрать подходящие условия для подкачки шин почти так же важно, как накачать их.
Важно запомнить, что рекомендуемое для колёс вашего автомобиля давление – это «холодное» давление в шинах. Проверять его нужно утром, прежде чем вы преодолеете десяток километров, или до того как оно изменится под воздействием температуры воздуха и солнечных лучей.
И кстати, если вы живёте на севере и ставите машину в отапливаемый гараж, зимой вы начнёте терять давление, едва выехав из тёплого помещения. Добавьте к холодному давлению в шинах по 0,1 атм. на каждые 10°С разницы в температуре воздуха на улице и в гараже.

Источник: www.drive2.ru

Как изменяется давление в шинах при изменении температуры

Состав сухого воздуха приведен в табл. 1.

В воздухе присутствует и водяной пар. Его содержание составляет по объему

Таблица 1. Состав сухого воздуха на высоте уровня моря

Содержание газа по объему, %

Содержание газа по весу, %

Углекислый газ (СО2)

до 4%. По данным исследований состав воздуха на различной высоте атмосферной оболочки до 22 км сходен с составом воздуха у поверхности Земли. Коэффициенты объемного расширения основных газов воздуха β, 10-3К-1 составляют: азот-3,672; аргон — 3,676; водород — 3,664; гелий — 3,66; углекислый газ3,726; кислород -3,672; неон -3,661, а сухого воздуха — 3,665.

По данным срочных наблюдений за изменением температуры воздуха в различных климатических зонах земного шара можно сделать вывод, что она существенно зависит от поступления в атмосферу и на земную поверхность солнечной радиации. Из-за вращения Земли вокруг своей оси наблюдается суточный ход потоков солнечной энергии, а в зависимости от ее положения на орбитесезонный. Кроме того, сферичность планеты обуславливает зависимость поступления солнечной радиации от географической широты. Неоднородность полей температуры определяется особенностями теплообмена земной поверхности с атмосферой, фазовыми преобразованиями воды, свойствами подстилающей поверхности. Диапазон изменения температур может быть охарактеризован такими данными. Минимальная температура воздуха в феврале 1892г. в Верхоянске составляла -67,8ºС, на станции «Восток» в Антарктиде88,3ºС, а максимальная в Тиндуфе (пустыня Сахара) — 57,1ºС. На континентах колебание суточных значений температуры воздуха достигает 20-25ºС, а в пустынных, засушливых районах -30-35ºС. Анализ многочисленных материалов наблюдений показывает, что на формирование суточного хода температуры значительное влияние оказывают особенности рельефа и высота местности над уровнем моря. В своих исследованиях выдающийся русский исследователь А.И.Воейков доказал, что в вогнутых формах рельефа суточная амплитуда колебания температуры воздуха больше, а на выпуклых меньше, чем на равнине. В вогнутых формах рельефа, котловинах, долинах и т.п. в дневное время увеличивается прогревание воздуха, а в ночноевыхолаживание. В низкие формы рельефа стекает воздух с выпуклых формвершин, склонов, охлажденный на них ночью. горно-долинная и бризовая циркуляция также определяют особенности суточного хода температуры. Данные срочных наблюдений за температурой воздуха в мегаполисах показывают большие перепады между центром и окраинами в одно и то же время. Так, в г. Москве она достигает 10-12ºС ( особенно в зимнее время).

Рассмотрим вопросы изменения давления в шине 175/70R13 легкового автомобиля ВАЗ при изменении температурного режима окружающей среды. Принимаем, что объем закачиваемого в шину газа составляет 40л, а рекомендуемое заводом-изготовителем давление составляет 2.0 кгс/см2. При закачке в шины воздуха принимаем, что содержание водяных паров в нем составляет 2%. Тогда содержание закачиваемых основных компонентов воздуха в шину при давлении 101,3 кПа по объему в соответствии с законом Дальтона о парциальном давлении всех входящих в него газов составит: азот — 30,61л; кислород — 8,21л; пары воды — 0,8л; аргон — 0,37л; углекислый газ — 0,01л. Осуществление работ по закачке газов в шину может выполняться при различном температурном режиме окружающей среды. Определим массу основных закачиваемых в шину газов при температуре воздуха 5ºС, 10ºС и 20ºС и доведении давления до 2,0 кгс/см2. Расчет выполняем по уравнению:

a =0.01605 p M V/273+t ( 1)

• а -весовое количество газа (в г) в данном объеме V (в л );
• р — давление газа в мм рт. ст.; М — молекулярный вес газа;
• t — температура в ºС.

Результаты расчетов сведены в таблицу 2

Таблица 2. Весовое количество основных компонентов воздуха и азота (в г. ), закачиваемых в шину легкового автомобиля при различной температуре окружающей среды и доведения давления до 2 атм ( 202,6 кПа)

Масса основных газов воздуха и азота, закачиваемых в шину при температуре окружающей среды в ºС

Источник: top-technologies.ru

MAFIK › Blog › ◉ Давление в шинах: рекомендации ◉

Практически каждый автомобилист знает, насколько важно поддерживать правильное давление шин. От этого зависит и расход топлива, и поведение автомобиля при вождении, и рабочие характеристики шины.

Не секрет, что при правильном давлении срок службы шины увеличивается. Водитель на дороге ощущает комфорт и безопасность. Но все ли применяют эти знания на практике?

Часто ли Вы проверяете давление в шинах своего автомобиля? Знаете ли Вы, к чему приводит избыточное или недостаточное давление? Правильное давление поможет избежать различных деформаций протектора и покрышки в целом. Потребительские качества шины будут сохранены со всеми параметрами, разработанными производителем.

Считается, что давление в шинах надо проверять минимум раз в две недели. Но и этого очень часто бывает мало. Ведь на давление могут влиять многие факторы: аккуратность водителя, конструкция шины, перепад температуры. Летом, например, желательно давление в шинах проверять каждые 200-300 км. Знайте, что каждые 10°С повышения или понижения температуры приводят к изменению в давлении шины на 1 psi. Также нужно проверять свою резину и после любой продолжительной стоянки. Причем, делать это не «на глазок», и не излюбленным методом «пинка» по колесам. Единственный прибор, который правильно измерит давление, — это манометр.

☑ Как узнать правильное давление?
Давление проверяется автомобильным компрессором или стационарным компрессором на заправке или на шиномонтаже. Перед проверкой убедитесь, что шина «холодная». Нельзя понижать внутреннее давление в «горячих» шинах. И помните, при езде происходит нагревание покрышки, следовательно, давление увеличивается.

☑ Минусы недостаточного давления.
❶ При недостаточно накачанной шине создается неравномерное давление на полотно, поэтому сцепные свойства ухудшаются. Результат – быстрый износ шины.
❷ Недостаточное давление увеличивает амплитуду деформаций, повышает нагрев. Теряется энергия, увеличивается расход топлива.
❸ 20-процентное снижение нормы давления приведет к уменьшению срока эксплуатации шины на 30%.
❹ Недокачанная шина опасна. При движении она сильно нагревается, это разрушает ее каркас. Покрышка может разбортироваться или лопнуть.

☑ Минусы излишнего давления.
❶ Перекачанная покрышка становится твердой, она легче катится, но и одновременно теряет сцепные свойства. Если автомобиль попадет в яму, повредится не только шина. Возрастет нагрузка на кузов и подвеску.
❷ Жесткие шины приносят дискомфорт, так как передают больше шума в автомобиль.

☑ В каких случаях допускается снижение или повышение давления?
Иногда бывает, что снижение или повышение давления относительно заводских рекомендаций идет на пользу автомобилю. Речь идет о пятне контакта. Чем меньше в шинах давление, тем больше, соответственно, пятно контакта. И наоборот. В каких же случаях это может помочь?
❶ Движение по мягкому грунту (глина, грязь и др.). Если уменьшить давление на четверть, произойдет увеличение пятна контакта в 1,3 раза, а то и больше. Это даст меньшее давление на грунт.
❷ Езда по мокрой дороге. Увеличение давления в шинах уменьшит пятно контакта. Снизится риск аквапланирования. Заметим, что для современных шин это правило неактуально. В них отвод воды уже конструктивно заложен.
Повышение давление приведет и к улучшенной управляемости, снижению расхода топлива. Но увлекаться не стоит, так как со всеми плюсами вы получите и существенный минус – вероятность взрыва у шины увеличится.
❸ Движение по каменистому грунту. Увеличивая давление, Вы снижаете риск повреждения боковины шины.
Главное, чтобы Вы не забывали после прохождения сложного участка возвращать давление в шинах в норму.

Давление с течением времени, изо дня в день, уменьшается. Летом давление падает чуть больше, в холодное время – медленнее. Важным моментом является и то, что у некоторых автомобилей разные показатели давления шин задней и передней оси.

Проверяйте регулярно давление в шинах. В любом удобном случае: когда заправляете бензобак, после прохождения ям и других препятствий, при смене колес. Не забывайте поддерживать правильное давление и в запасном колесе. Следуйте нашим рекомендациям, и Ваше вождение станет комфортным и безопасным для окружающих, для Вас и для Вашего автомобиля.

Источник: www.drive2.com

Аркан-блог

Зачем нужно повышенное давление в шинах?

04/07/2012 в Ликбез 22 492 19

Cреди автолюбителей есть мнение: повышенное на 0,2 атм давление следует поддерживать постоянно, чтобы снизить износ покрышки. Читатели раз за разом задают этот вопрос.

Указанное в инструкции нормальное давление в шинах является оптимальным для обычных условий эксплуатации автомобиля, поскольку удовлетворяет сумме всех многочисленных, часто противоречивых требований к ним. Отклонение от нормального давления в ту или иную сторону улучшает одни, но ухудшает другие характеристики автомобиля. Например, на перекачанных шинах можно достичь большей максимальной скорости и снизить расход топлива (благодаря уменьшению сопротивления движению), зато проиграть в управляемости и устойчивости автомобиля, комфортабельности.
Рекомендация производителя повышать давление на 0,2 кгс/см 2 при длительном (более часа) движении со скоростями, превышающими 115—120 км/ч, вызвана необходимостью обеспечить нормальную работу шин в таких условиях. Здесь уже учтено возможное повышение давления на 0,3 кгс/см 2 вследствие нагрева покрышки. При обычных же скоростях, которые даже на шоссе, не говоря уже о неровных дорогах (даже асфальтированных, но с выбоинами и заметными стыками), не должны превышать 90 км/ч, перекачанная шина при наездах на неровности в меньшей степени поглощает толчки, которые передаются через подвеску кузову. Кроме того, из-за уменьшения пятна контакта шины с дорогой ухудшается сцепление, а стало быть устойчивость автомобиля. Что касается влияния повышенного давления на износ покрышки, то, даже если водитель и отметил большую сохранность рисунка протектора, это не значит, будто обязательно увеличился срок ее службы. Не стоит забывать, например, о том, что шина с повышенным давлением больше подвержена проколам, легче пробивается острыми предметами (камнями, щебнем и т. п.), да и протектор у нее стирается более неравномерно.

Известно, что давление зависит от температуры шины. Как учитывать это в поездках?

Зависимость давления воздуха в шине от ее температуры выражена законом Шарля, согласно которому определенная масса газа при нагревании на 1°С в постоянном объеме увеличивается на 1/273 часть его давления при нулевой температуре. Подсчитанные по соответствующей формуле давления в шине при разных температурах приведены в таблице. Из нее видно, например, что давление 1,7 кгс/см 2 , зафиксированное при нормальной температуре (то есть 20°С), повысится в нагретой до 40° шине всего на 0,1 кгс/см 2 , Эта величина не оказывает заметного влияния на работу шины и поведение автомобиля.
Шина резиновая и при накачивании воздуха расширяется только до тех пор, пока давление не превысит 1 кгс/см 2 . Дальше ее объем практически не увеличивается, потому что этому препятствует каркас (корд), который практически не растягивается.

Давление (кгс/см 2 ) в шине при разных температурах

Источник: arkan.people.zr.ru

Зависимость давления в шинах от температуры

Подробно о давлении в шинах велосипеда описано в отдельной статье на нашем сайте: «Давление в велосипедных шинах».

Здесь же мы обсудим только один нюанс: влияние температуры на давление в накачанном колесе. Причем это влияние имеет одинаковую природу и последствия для любых шин – велосипедных, мопедных, мотоциклетных и автомобильных.

От чего зависит температура воздуха в покрышке?

Прежде всего от температуры воздуха окружающей среды, где находится велосипед, (мотоцикл, автомобиль) при стоянке. Т.е. если колеса накачаны до давления 2,5 атмосферы дома или в гараже, где температура 20 °С, а затем байк (мотоцикл, автомобиль) выезжает на улицу, где температура +30 °С, то давление в шине уже чуть-чуть поднимается.

Далее. Колеса начинают катиться по горячему асфальту и соответственно нагреваются от соприкосновения с самим асфальтом и от возникающей силы трения резины об асфальт. В результате давление опять поднимается. Конечно, на велосипеде нагревание от трения заметно очень и очень мало и волнует только больших профессионалов на гонках, но при большом перепаде температур – в сильную жару или в холод это уже становится заметно. Этот фактор (нагрев от трения резины об асфальт) для автомобилистов и мотоциклистов гораздо важнее – скорости там значительно больше, чем на велосипеде и, соответственно, сила трения то же.

Нельзя сказать, что этот вопрос критически важен, но учитывать его нужно и особенно это заметно при значительных перепадах: более 15-20 градусов.

Например, если велосипед хранится зимой в теплой квартире или отапливаемом гараже при температуре +20 – +25 °С, а кататься Вы выезжаете зимой на -10 °С, то перепад составляет 30-35 градусов. Едет велосипед по снегу, снежной корке или льду, холодному замёрзшему асфальту, у которого температура то же не +20, и в итоге давление в колесе уменьшается примерно на 0,3 bar. А это уже значительно.

Как рассчитать давление в колесе в зависимости от температуры?

Мы не будем глубоко вдаваться в физику процесса.

Это все объясняет закон Шарля (второй закон Гей-Люссака), о котором можно почитать в учебниках физики или в википедии.

Приведем его основную идею и формулу для расчета.

Закон Шарля гласит, что «Давление газа фиксированной массы и фиксированного объёма прямо пропорционально абсолютной температуре газа.» В накачанном колесе как раз газ (воздух) фиксированной массы и объёма и чем выше температура – тем выше давление. Зимой на холоде в колесах оно уменьшается, а летом на солнце – увеличивается.

Сама формула рассчета давления в шинах в зависимости от температуры воздуха выглядит следующим образом:

Пример расчета: Если известно давление в колесе при 0°С, например, оно составляет 2,5 атмосферы (bar), то для расчета давления при температуре 25°С используем эту формулу и получаем:

«Давление при 0°С» * (273 + 25) / 273

2,5 * (273+25) / 273 = 2,73 ≈ 2,7 bar

Еще раз напомним, что: 273 – это температура в градусах по шкале Кельвина, а не в градусах по Цельсию.

Для облегчения жизни приведем таблицу изменения давления в колесе, накаченном при 0°С, в зависимости от температуры воздуха.

Если Вы измеряли давление при +20°С и хотите понять какое оно станет зимой на улице при температуре -15°С, то формула примет вид:

2,5 * (273 + -15) / (273 + 20) = 2,5 * 258 / 293 = 2,2 bar

В общем случае, если считать очень грубо и приблизительно, то можно сказать, что при давлении более 2 bar изменение температуры на каждые 8-10 °С приводит к изменению давления примерно на 0,1 Bar.

Опять, же для удобства приведем таблицу быстрого получения значений давления в колесе в зависимости от температуры воздуха на улице, в случае, если байкер накачивал его дома, при +20 °С.

Изменение давления особенно нужно учитывать в случаях, если шины накачиваются летом в домашних условиях до давления близкого к максимальному и поездка предстоит по жаре или наоборот, колеса качаются близко до минимальных значений, а поездка предстоит по холоду. Главное, чтобы не выйти за пределы минимальных и максимальных значений, указанных на покрышке.

Эта таблица работает так же для мотоциклетных и автомобильных колес. Даже если их накачивают гелием. Гелий ведь то же газ и так же подчиняется всем законам физики, несмотря на то, что об этом говорят работники СТО.

Источник: www.sportek.in.ua