استفاده از گاز نیتروژن به جای هوا در لاستیک خودرو

 باد معمولی خودروها یا همان هوا دارای 21% اکسیژن، 78% نیتروژن و 1% هم گازهایی مانند ازن، آرگون و مقداری رطوبت به واسطه وجود اکسیژن است. پس طبیعی است كه با حذف اکسیژن از هوا باعث حذف رطوبت از داخل لاستیك می شویم که موجب کاهش اثر خورندگی سیمهای فولادی داخل لاستیك خواهد شد.

در حال حاضر مدتی است که در بین خودروسواران، تب استفاده از گاز نیتروژن به جای باد معمولی در لاستیک خودروها بالا گرفته و افراد جامعه اعم از پیر و جوان و زن و مرد هر كدام اظهارنظرهای متفاوتی را در خصوص استفاده از نیتروژن به جای هوا برای باد زدن لاستیكها ارائه می دهند. این در حالی است كه تا به حال عمده ترین کاربرد استفاده از نیتروژن در حوزه وسایل نقلیه، مربوط به خودروهای نظامی و سنگین، هواپیماهای تجاری، خودروهای مسابقه ای و شاتلهای فضایی بوده است. در اینجا به ذكر چند نكته در خصوص مزیتهای استفاده از نیتروژن به جای باد معمولی (هوا) در لاستیك خودروها می پردازیم:

    باد معمولی خودروها یا همان هوا دارای 21% اکسیژن، 78% نیتروژن و 1% هم گازهایی مانند ازن، آرگون و مقداری رطوبت به واسطه وجود اکسیژن است. پس طبیعی است كه با حذف اکسیژن از هوا باعث حذف رطوبت از داخل لاستیك می شویم که موجب کاهش اثر خورندگی سیمهای فولادی داخل لاستیك خواهد شد. زیرا به دلیل کاهش میزان حمله رطوبت به سیمهای فولادی لاستیک، افزایش عمر لاستیکها امكان پذیر می گردد.

     از طرف دیگر نیتروژن در فرآیند احتراق به همراه اكسیژن شرکت نمی کند، پس از نظر ایمنی هم نسبت به هوا ارجح است. ملکولهای نیتروژن، نسبت به اکسیژن بزرگتر هستند. احتمال خروج و فرار ملکولهای بزرگتر نیتروژن از تایر و کاهش فشار باد لاستیک و خطرهای ناشی از آن کمتر است. بر اساس مطالعات متخصصان شرکت لاستیك سازی میشلن (Michelin Tires) سرعت کاهش فشار گاز نیتروژن در لاستیك خودرو، سه برابر کمتر از هوای معمولی می باشد. نیتروژن از هوا سبک تر است، وزن ملكولی هوا تقریباً دو برابر نیتروژن می باشد و البته استفاده از آن، موجب کاهشی در حدود4% وزن هوای پرشده در لاستیكها می شود. این سبک تر بودن در وزن باد لاستیكها می تواند كاهش مصرف سوخت را به همراه داشته باشد. لازم به ذكر است كه این کاهش، با انتخاب رینگ و لاستیک مناسب برای خودرو، بسیار چشمگیرتر است.

    نیتروژن، نسبت به هوا گرمای خود را زودتر از دست می دهد و در واقع با زدن نیتروژن درون لاستیكها، ترکیدگی لاستیک در روزهای گرم تابستان بر اثر افزایش دما و انبساط گاز درون لاستیک، کمتر اتفاق خواهد افتاد که باز هم ایمنی بیشتر آن را نشان می دهد. به خصوص برای خودروهای مسابقه ای فرمول یك، سوپر اسپرتهایی كه سرعتهای بالاتر از 200 مایل بر ساعت دارند و یا خودروهایی كه كاربرد آنها در شرایط طولانی و سخت می باشد. همچنین میزان تغییرات فشار با دما در نیتروژن کمتر از هوا می باشد، چرا که هوای معمولی دارای اکسیژن و رطوبت است که میزان فشار رطوبت آن (هر چند ناچیز) با دما بیشتر تغییر می کند.

    می توان چنین نتیجه گرفت که کاهش مصرف سوخت، افزایش دوام لاستیک خودرو، ایمنی بیشتر، بهبود فرمان پذیری، افزایش چسبندگی لاستیك به زمین، نرمی بیشتر لاستیک و سهولت استفاده از خودرو به دلیل عدم نیاز به تکرار تنظیم باد لاستیکها، از مهمترین مزایای استفاده از گاز نیتروژن در لاستیک خودروها به جای هوای معمولی می باشد. مسئله ای که باید در این خصوص مورد توجه قرار گیرد، این است كه در حال حاضر در آمریكای شمالی برای زدن نیتروژن به هر لاستیك باید حدود 2 تا 2.5 دلار هزینه نمایید كه برای چهار لاستیك خودرو حدوداً 8 تا 10دلار خرج برمی دارد و این یعنی حداقل 10 برابر قیمتی كه باید برای باد معمولی لاستیكها بپردازید. ضمناً شما به هیچ وجه نمی توانید از صحت و كیفیت گاز نیتروژن تزریق شده، اطمینان حاصل نمایید. همچنین نحوه تزریق باد جدید، یعنی مکش کامل باد قبلی لاستیک و سپس تزریق نیتروژن واقعی به آن، مسئله مهمی است که باید به همراه انتخاب و خرید رینگ و لاستیک مناسب برای کاهش مصرف سوخت و کارآیی خودرو در نظر گرفته شود. 

     استفاده از نیتروژن به جای اكسیژن در لاستیك خودروها، باعث افزایش عمر لاستیك تا 30٪ و كاهش مصرف بنزین تا 15% خواهد شد و به دلیل كاهش وزن لاستیكها، شتاب و سرعت خودرو نیز بهبود می یابد. استفاده از گاز نیتروژن خشك در لاستیكها علاوه بر راحتی راننده و نرمی بیشتر خودرو، باعث ثابت ماندن فشار لاستیكها و سرد بودن آنها در طول سال و در نتیجه امنیت بیشتر لاستیك می گردد. به دلیل اینكه مولكولهای نیتروژن از اكسیژن بزرگتر هستند, بنابراین از هوا راحت تر در لا‌ستیك حركت می كنند و ضمناً در برابر گرما از هوا مقاوم تر می باشند.

     یكی دیگر از مزیتهای نیتروژن نسبت به اكسیژن این است كه نیتروژن از اكسیده شدن سیمهای فولادی درون لا‌ستیك و تخریب آن جلوگیری كرده، عمر لاستیك را افزایش داده و عملكرد خودرو را نیز بهبود می بخشد. در صنایع حمل و نقل از گاز نیتروژن برای باد كردن چرخهای هواپیما، شاتلهای فضایی، خودروهای نظامی، كامیونها و بیلهای مكانیكی بزرگ در معادن و ماشینهای مسابقه ای استفاده می گردد. در نهایت می توان چنین نتیجه گرفت كه استفاده از این گاز مزیتهای زیر را به همراه دارد:

1. افزایش فوق العاده عمر لاستیک: به دلیل سرد بودن دائمی لاستیک با استفاده از این گاز، عمر لاستیک تا 40% افزایش می یابد.
2. نرم شدن کمک فنرهای خودرو: به دلیل نرم شدن لاستیکها، جلوبندی خودرو استهلاك كمتری خواهد داشت و این امر باعث سالم ماندن اتاق خودرو می گردد و چرخها تا 70% بالانس می شوند.
3. تنظیم دائمی باد لاستیکها: به دلیل اینكه مولکولهای نیتروژن درشت تر از هوا یا اكسیژن می باشند، هوای گرم و سرد تاثیر زیادی روی این گاز ندارد و همیشه ثابت است. در نتیجه خروج مولكولهای بزرگتر از لاستیك زمان بیشتری نیاز دارد.
4. کاهش مصرف سوخت: چون به دلیل تزریق گاز نیتروژن به لاستیك، اصطکاک آن با زمین کاهش می یابد، در نتیجه مصرف سوخت به میزان 10% تا 15% كاهش خواهد یافت.
5. عملكرد عالی ترمز خودرو در سرعتهای بالا: به دلیل نرمی بیش از حد لاستیکها با گاز نیتروژن، عملكرد ترمز خودرو تا 30% بهبود می یابد.
6. عملكرد بهتر رینگهای اسپرت: خشك بودن و کوبیدن رینگ اسپرت خودروها برطرف می شود و در نتیجه عمر جلوبندی افزایش پیدا كرده و استهلاك لاستیكها كمتر می شود.

منابع:

1. Mike Alan; "Nitrogen vs. Air in Tires", 2009, Popular Mechanics Site

2. Michael Martineck; "Filling your Tires with Nitrogen", 2010, the Truth about Cars