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【國王學苑】輪胎充氣怎麼選:氮氣填充 vs 壓縮空氣

2018年06月19日 發表

【國王學苑】輪胎充氣怎麼選:氮氣填充 vs 壓縮空氣

圖片來源:Michelin/Gas Africa

之前曾經透過專題【國王學苑】顧安全省荷包 「輪胎保養方式」報你知來告訴讀者關於輪胎胎壓的重要性,但是你知道為輪胎充氣的氣體有兩種嗎?以輪胎充氣的氣體來說,可以分為壓縮空氣以及氮氣兩種。壓縮空氣顧名思義只是把大氣中的空氣壓縮進空壓機,再經由空壓機為輪胎充氣;氮氣填充則是以純氮氣來為輪胎充氣,這種輪胎充氣方式廣泛的使用在全球的各大賽車運動當中,因為成本並不高,因此在多年前就已經開始導入乘用車市場當中。

但是使用壓縮空氣和氮氣為輪胎充氣有什麼差別?又為什麼賽車領域需要使用氮氣?消費者又應該怎麼在這兩種充氣方式之間選擇?這就是本篇【國王學苑】要探討的議題。

【國王學苑】輪胎充氣怎麼選:氮氣填充 vs 壓縮空氣

圖片來源:Formula 1

壓縮空氣

首先,我們周遭的空氣是由78%的氮氣、21%的氧氣以及1%的其他氣體所組成。壓縮空氣即是透過空壓機把一般的空氣以高壓壓縮以後再透過管路釋出,壓縮空氣是許多工業工具的動力來源,有著許多用途,也是為輪胎充氣最為便利且成本最低的方法。

▼我們生活周遭的空氣組成為78%的氮氣、21%的氧氣以及1%的其他氣體

【國王學苑】輪胎充氣怎麼選:氮氣填充 vs 壓縮空氣

圖片來源:Pixabay

氮氣填充

氮氣是地球大氣當中含量最多的氣體,其化學性質穩定,因此不容易有化學變化。正因為如此,氮氣被廣泛的用於填充食品的包裝來隔絕氧氣,也被賽車領域拿來做為填充輪胎氣壓的主要方式。

▼瓶裝氮氣

【國王學苑】輪胎充氣怎麼選:氮氣填充 vs 壓縮空氣

圖片來源:Gas Africa

那麼,這兩種充氣方式各有何優缺點?壓縮空氣的優勢當然是唾手可得,而雖然一般空氣當中已經含有高達78%的氮氣,但是對於輪胎有影響的是那21%的氧氣。由於氧氣的分子相當小,小到能夠穿過橡膠分子之間的孔隙,所以即使完好無損的輪胎,在使用壓縮空氣充氣之後一段時間就會有胎壓逐漸降低的狀況。相較之下,氮氣有著比較大的分子,較難穿透輪胎,因此能夠維持胎壓更長的時間。而無論是壓縮空氣或者氮氣,其氣體在輪胎內受熱膨脹的程度都大約為「每攝氏10度增加1 psi」,因此從溫度與胎壓的關係來看,兩者差異並不大。

兩種充氣方式真正差異的關鍵在於「水氣」,一般空氣當中除了氣體之外,也含有不同程度的水氣。在壓縮空氣的過程當中,隨著壓力增加,空氣中的含水量會降低,而這些被「擠出」的水氣就會在壓縮氣瓶以及管路內凝結成液態的水。當壓縮空氣被釋出時,就會帶著這些水噴出,這也是為什麼有時候在使用氣槍時會有細微的水霧從氣嘴噴出。水從液態轉化為氣態之後,體積會增加1600倍之多,而這正是造成胎壓變化不穩定的最大影響因素。

▼空氣壓縮的過程當中,水氣會在壓縮機及管路內凝結為水珠,這些水分進入輪胎內以後就會造成不穩定的胎壓變化

【國王學苑】輪胎充氣怎麼選:氮氣填充 vs 壓縮空氣

圖片來源:Pixabay

氮氣由於是所謂的「乾氣體」,不帶任何水氣。所以F1等高階賽事才多半會使用100%的氮氣來填充其輪胎,目的正是為了穩定且可預測的胎壓變化。而目前氮氣填充唯一的缺點只有成本比壓縮空氣高。

這樣來說,填充氮氣似乎比壓縮空氣還要好?理論上的確如此,但是這必須建立在你能夠填充100%氮氣的前提之下。F1等賽車車隊擁有完善的設備與時間來確保輪胎充滿100%氮氣,但是說實在,坊間幾乎沒有店家能夠做到相同的程度,也很難確定其氮氣填充的機器內是100%的氮氣且管路當中完全沒有水氣。而且,除非像是賽車那種會讓輪胎溫度產生劇烈變化的駕駛方式,一般乘用車使用氮氣和壓縮空氣根本感覺不到差異。更別說如果空壓機有加裝濾除水分的過濾系統,讓壓縮空氣含水量盡可能降低之下,壓縮空氣和氮氣的差別幾乎只有胎壓緩慢流失的速率不同而已。

▼賽車車隊有足夠的儀器、設備和時間來確保輪胎達到最佳狀況,坊間店家很難達到相同的水準

【國王學苑】輪胎充氣怎麼選:氮氣填充 vs 壓縮空氣

圖片來源:Formula 1

下方這支影片即是英國汽車節目Fifth Gear的主持人兼前F1車手Tiff Needell進行氮氣與壓縮空氣輪胎測試的片段,如果連一位擁有F1經驗、對車輛敏感度極高的職業車手都「完全感覺不到差異」,其實就說明了在一般乘用車的用車方式與環境之下,壓縮空氣與氮氣填充對於乘用車輪胎和車輛操控性的影響,幾乎是微乎其微甚至零。

當然,如果有機會能夠為輪胎填充氮氣並不是一件壞事,但是充其量也只會延長胎壓降低的時間,並不會對輪胎性能和車輛操控產生什麼大幅改變。因此,與其計較氮氣填充或者壓縮空氣之間那微不足道的差異,不如安裝胎壓偵測器或者時常檢查並保持良好胎壓來得實際一些。

影片來源:Fifth Gear
-資料來自網路(KINGAUTOS)

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