Почему велосипедные шины не способны поддерживать давление с течением времени, в то время как с автомобильными покрышками проблем, похоже, меньше?

Типичный автомобиль может иметь давление в шинах 2,5 бар и использовать систему клапанов Шредера.

Типичный горный велосипед также может иметь примерно такое же давление в шинах, возможно, немного больше, а также использовать клапан Шредера.

Почему кажется, что автомобильная шина способна поддерживать большую часть своего давления через год, в то время как нескольких недель может быть достаточно, чтобы заметить значительную разницу в давлении в велосипедной шине?

Здесь есть и другие сопутствующие вопросы, например:

Существуют ли комбинации шин/камер/клапанов, которые не пропускают воздух?

Как долго шоссейная шина должна держать давление?

На эти вопросы есть ответы, в которых обсуждается, как воздух может просачиваться в основном через саму резину, а также через систему клапанов.

Это только возвращает меня к моему собственному вопросу: отличается ли резина на автомобиле? Есть ли шины, которые я могу получить для своего велосипеда, которые не будут протекать? Я уверен, что я не единственный, кто находит раздражающим обслуживание велосипедной шины, если в ней действительно нет необходимости с правильными свойствами материала и системами клапанов, чтобы предотвратить это. Когда люди могут оправдать траты больших сумм на относительно незначительные выгоды, почему бы не уделить больше внимания необслуживаемым шинам?

Рассмотрим отношение объема к площади поверхности трубы.
(И есть также несколько напыщенных ультратонких велосипедных камер, которые едва удерживают воздух в течение 24 часов.)
Велосипедные шины, особенно шоссейные, накачиваются до значительно более высокого давления, чем автомобильные шины, что означает, что их состояние дальше от равновесия, чем в автомобильных шинах, что приводит к относительно большей потере воздуха. Автомобильные шины гораздо сложнее снимать/устанавливать, чем велосипедные, поэтому борт шины будет более плотно прилегать к ободу, создавая хорошее уплотнение. (хотя я понимаю, что это не может быть хорошим сравнением, поскольку большинство автомобильных шин бескамерные, а большинство велосипедных — нет).
Это не совсем относится к вопросу, но: 2,5 бар на самом деле довольно много для шины MTB. Во многих ситуациях гонщики могут выбрать всего 1,5 бар для лучшего сцепления. Только на неровной и сухой каменистой местности следует повышать давление выше 2,5 бар (во избежание проколов) или при движении по асфальту (для уменьшения сопротивления качению).
Клапаны Шредера используются в оборудовании HVAC, некоторые из которых работают под давлением выше 400 фунтов на квадратный дюйм. Это не клапана. Согласно «Интернету», некоторые клапаны рассчитаны на 3000 фунтов на квадратный дюйм, и им потребовалось до 10 тысяч фунтов на квадратный дюйм, чтобы повредить сердечник, который после замены работал нормально.
@Mazura Я подозреваю, что качество клапана тоже сильно различается . Клапан Шредера за 5 долларов США имеет гораздо больше смысла для автомобильной шины за 100 долларов США или оборудования HVAC стоимостью 20000 долларов США, чем для велосипедной камеры за 5 долларов США.
@Mazura гелиевые системы (криостаты до 200 бар), с которыми я работаю, не используют Schrader, но в них используются компоненты, которые лучше сидят при более высоком давлении; на самом деле это довольно распространено. Недавно мне пришлось сделать переходник Schrader на 1/8NPT для устранения неполадок в установке низкого давления He.
@Maarten: грузовые шины часто работают под давлением 8-9 бар. И AFAIK считалось бы совершенно неприемлемым, если бы грузовая шина потеряла половину своего давления в течение нескольких недель.
@AndrewHenle: последняя замена клапанов Schrader для автомобилей и легких грузовиков, которые я купил, стоила где-то от 0,2 до 0,5 евро за штуку. Они являются стандартным продуктом, и я обычно теряю <0,2 бара за 6 месяцев (смена зимней/летней шины — хороший момент, если предположить, что температуры примерно одинаковы. Сравнение зимы и лета может означать разницу в 0,5 бар только из-за изменения температуры). ).
Заполнение шин 100% азотом по сравнению с обычным воздухом (который содержит около 73% азота) также поможет уменьшить потерю давления через резиновую трубку.
@ all: Я регулярно скачиваю шины своей машины, а затем снова накачиваю их, так как через некоторое время воздух внутри начинает гнить. ;-) Кстати: Вы чувствовали запах воздуха, который выходит из клапана?
@CrossRoads: шины самолетов заполнены азотом по двум причинам: предотвращение окисления резины, но, прежде всего, предотвращение прогорания шин из-за перегрева при торможении.
Как самолеты попали в это (хотя я тоже пилот небольшого самолета)? Кроме того, как гниет воздух?

Ответы (4)

У автомобильной шины резина намного толще, чем у бескамерной велосипедной шины, и даже толще камеры. Стальные проволоки в брекере автомобильной шины газонепроницаемы и занимают значительную часть площади этого слоя. Так что есть разница в материале. В обоих случаях обод можно считать непроницаемым, а боковину более проницаемой, чем протектор.

Автомобильные шины, несмотря на более квадратное поперечное сечение, имеют большее отношение объема к площади поверхности. Объем определяет остаточное давление, а площадь поверхности определяет скорость утечки.

Даже принимая это во внимание, автомобильные шины не могут удерживать достаточно воздуха в течение года. Тот факт, что они могут обеспечивать приемлемую управляемость в течение нескольких месяцев подряд, во многом связан с тем, насколько снисходительное вождение автомобиля можно сравнить с бегом на двух колесах. Попробуйте спросить у мотоциклиста (габариты и конструкция близки к автомобильным шинам), как часто он дозаправляет воздух. Но, тем не менее, несколько месяцев на автомобиле должно хватить, хотя доливка раз в месяц должна улучшить расход топлива.

Я не езжу без камер, поэтому следующее предполагает использование камер. Мой турер и гибрид, накачанные до максимального давления, дают приемлемую езду около 3 недель на шинах ~ 32 мм с дешевыми камерами. Это начинается с почти 6 бар (85 фунтов на квадратный дюйм), что вдвое больше, чем у большинства автомобилей. На моем MTB в данный момент мало кто ездит, но опять же с дешевыми камерами (хотя и явно более толстыми) я могу выдерживать давление на трассе немного дольше. На практике я накачиваю его почти при каждом использовании, потому что я обычно езжу по дороге к тропам, а затем выпускаю немного воздуха.

Кроме того, вы не приводите автомобиль в движение с помощью мышечной силы, поэтому повышенное сопротивление качению не сразу заметно на автомобиле, как на велосипеде.
Я не согласен с вашим утверждением, что автомобильные шины не держат воздух в течение года. Единственный раз, когда у меня когда-либо была потеря воздуха из автомобильной шины, это если в ней была настоящая утечка. Мой грузовик поддерживает постоянное давление во всех 4 шинах уже год, а мой внедорожник уже более 2 лет (с момента их установки). Конечно, если ваша автомобильная шина ежемесячно нуждается в нагнетании воздуха, у вас есть дыра в ней или неисправный клапан.
@Jesse_b, ты тоже сам меняешь масло? Потому что в противном случае магазин выпьет воздух, когда они их делают.
@whatsisname: да. Я также неукоснительно проверял воздух в шинах своего грузовика, по крайней мере, раз в два месяца в течение последних нескольких месяцев, так как мой TPSM сломался, и я ожидаю, что давление немного изменится из-за зимы, но они не изменили ни одного PSI.
Я нахожу сомнительным, чтобы стальные провода имели к этому какое-то отношение. Кроме того, 85 фунтов на квадратный дюйм — это ≈5,9 бар, а не почти 9.
@leftroundabout, лопнув в прошлом году протектор шины фургона, я был удивлен, увидев, что ремень почти полностью стальной. Может быть, толстой резины достаточно, но сталь означает, что площадь резины, доступная для выхода газа, намного меньше, чем кажется снаружи. Хорошее место для ошибки/опечатки в расчетах, спасибо
@JesseB, если вы не получите никаких изменений в течение года, это действительно очень удивительно. Когда я ежедневно водил старую машину, я ежемесячно проверял несколько вещей (шины, жидкости и т. д.), и шины часто нуждались в небольшом количестве. Моему фургону теперь нужно немного масла в каждую шину перед каждой дальней поездкой, то есть несколько раз в год, но он не ездит каждую неделю.
Местная сеть по продаже шин предлагает бесплатную услугу проверки воздуха. Я использую это раз в пару месяцев, и обычно им приходится добавлять немного воздуха. Все четыре шины ведут себя одинаково, поэтому я не думаю, что это утечки.
«Попробуйте спросить мотоциклиста, как часто он доливает воздух». Может быть, я исключение - когда-либо у меня был только один мотоцикл - но за 2 года, что он у меня был, мне нужно было дозаправиться только один раз. Давление проверяли - чаще, но ниже нормы было только один раз.
Грузовые шины часто эксплуатируются при давлении 8-9 бар. И, насколько мне известно, значительная потеря давления за 3 недели будет считаться там просто неприемлемой. Но затем, на моем велосипеде я использую довольно толстые, тяжелые шины (Marathon Mondial в 2 дюймах) и камеры, и если я не проверяю и не накачиваю между ними, они теряют 4,5 -> 3 бара примерно за 3 месяца. Когда я бежал немного тоньше трубки какое-то время, у меня сложилось впечатление, что мне нужно сцеживаться чаще (но я не удосужился вести дневник для проверки).
@PatriciaShanahan: также есть потери воздуха из-за проверки. В зависимости от объема ваших шин (низкопрофильные шины?) и состояния уплотнения их пневматического пистолета это уже может быть заметно.
Подводя итог этому ответу: менее протекающие трубки были бы настолько тяжелыми, что немногие/никто не захотели бы их водить: негерметичность трубки по сравнению с весом - это компромисс, а перекачка каждые несколько недель - типичная рабочая точка.
@cbeleites доводя его до крайности толщиной с автомобильную резину, вы получите такую ​​толстую и жесткую резину, что пространство для воздуха значительно сократится. Это, вероятно, означало бы жесткую, неэффективную езду. В моем случае (стальной турер, а я не легкий) лишний вес чуть более толстых камер не имеет большого значения, но это не означает, что я буду меньше проверять шины, просто меньше качаю их, когда делаю это. (мой насос - это мой манометр, и при проверке он потребляет немного воздуха).
@user622505 user622505 Я только что связался с мотоциклистом, с которым делю офис. Он проверяет еженедельно и должен пополнять каждые несколько недель. Любое ускорение указывало бы на медленный прокол.

Самыми большими драйверами являются:

  1. Давление само по себе: велосипедные шины обычно имеют гораздо более высокое давление, чем автомобильные, и это давление является движущей силой утечек, поэтому велосипедные шины пропускают больше.

  2. Давление, остающееся внутри шины, по сути, представляет собой количество оставшегося воздуха, а автомобильные шины имеют значительно больший объем. Это означает, что при той же абсолютной величине утечки они теряют меньше воздуха по сравнению с количеством воздуха, которое они содержат (следовательно, сохраняют более высокое давление).

Этот эффект также заметен для разных типов велосипедов — шоссейный велосипед, работающий при давлении 8–10 бар, нуждается в подкачке гораздо чаще, чем горный велосипед, работающий при давлении 2–3 бар.

Я думаю, у вас неправильная отправная точка.

В это время по голландскому радио транслируется реклама, напоминающая автовладельцам о том, что раз в два месяца нужно доливать шины. Так как потеря воздуха заставляет машину тратить больше энергии на движение, хотя в машине разницы не замечаешь.

С другой стороны, когда я хорошо заправляю свои велосипедные шины (камера в шинной системе), мне не нужно повторять это в течение достаточно долгого времени. На данный момент мне около 3 месяцев, и шины не нуждаются в доливке. Были времена, когда я мог выдержать это дольше, в зависимости от температуры и использования велосипеда.

Конечно, конструкция камер и шин будет иметь значение. Будет большая разница между самыми легкими версиями для гоночных велосипедов и прочными камерами и шинами, используемыми на велосипедах для езды по пересеченной местности, которая может быть больше, чем между средней автомобильной шиной и велосипедной шиной.

Предполагая, что мы говорим о бескамерных автомобильных шинах и велосипедах с камерами, я думаю, что самая большая разница в основном в том, что это толстая бескамерная шина, предназначенная для удержания воздуха, а не тонкий слой резины.

Автомобильная шина имеет толстый каркас из различных материалов, которые являются частью удержания воздуха, но у велосипеда есть только внутренняя камера, и это один относительно тонкий слой бутилкаучука.

Как упоминалось в связанных вопросах и ответах, сами внутренние камеры не на 100% герметичны. Бутилкаучук проницаем и позволяет газам выходить. Чего я не нашел, так это данных, показывающих, как быстро вы должны ожидать потери воздуха из камеры велосипеда. Однако ожидается, что автомобильная шина будет терять около 1-3 фунтов на квадратный дюйм в месяц .

Это также зависит от того, чем вы наполнили внутреннюю трубу. CO2 растворяется в бутилкаучуке , поэтому, когда вы используете картридж с CO2 для накачки шины, вы должны ожидать, что его нужно будет долить очень скоро.

Вы могли бы подумать, что бескамерные велосипедные шины будут лучше, но по моему опыту, они теряют воздух быстрее, чем мои камерные шины.

Таким образом, комбо с минимальными затратами на техническое обслуживание, вероятно, будет толстая камера хорошего качества в шине для горного велосипеда, заполненная аргоном.