Сколько литров воздуха в колесе r15

Опубликовано: 16.05.2024

Обычно объёмом шины интересуются, когда надо подобрать подходящий компрессор, чтобы не курить по полчаса, когда накачиваешь колёса, но у меня компрессор имеется, поэтому интерес был другой.

Поскольку в интернете с этим примитивным вопросом полный разброд и шатание, внутренний объём варьируют от 37 до 160 л, а шинные калькуляторы калькулируют совсем другие размеры, было решено разобраться с этим вопросом по-научному, заодно уточнив ещё несколько вопросов для будущего раздела "Занимательная шинология".

Итак, имеются шины 205/60R16 Nexen N'blue HD 92H, установленные на дилерские литые диски.
Задача: посчитать количество воздуха в них, заодно отработать способ получения для других размеров.

Самый простой практический способ — предварительно взвесив, накачать шину вместо воздуха водой до рабочего давления, потом ввесить ещё раз. Разница в килограммах и будет внутренним объёмом в литрах. Способ простой и точный (заодно колесо промоется изнутри), но по причине неудобности в городе был отложен до дачных выездов, а за основу возьмём размеры, вытекающие из наименования.

Что означают цифры в названии шины? Наверное, это детсадовский вопрос для опытного автомобилиста, но у меня они не вызывают явных ассоциаций. Далеко ходить не надо, этот вопрос разобран у mironidze : Что означает маркировка шин?

Нас интересуют:
205: 205 мм — ширина шины (по протектору);
60: 205*60%=123 мм — высота профиля;
16: 2,54*16=406 мм — посадочный диаметр шины в месте стыковки к диску.

Путём простейших расчётов вычисляем:
406+2*123=652 мм — внешний диаметр шины (соответствует практическим измерениям неизношенной шины).

Если принять сечение шины, как прямоугольник со сторонами 205 на 123 мм, то, по формуле вычисления объёма цилиндра ¼·πD²h вычисляем внешний объём, занимаемый покрышкой и воздухом в ней.
1/4*3,14*123*(652²-406²)=25,14 млн куб мм, или 25,1 литров.

Какой объём занимает резина? Это трудно измерить линейкой, но можно посчитать, зная вес и плотность резины. Вес можно определить здесь: Вес и объём шин
Для нашей покрышки он равен 10,4 кг. С учётом того, что металл в весе шины составляет 12-14% (см. здесь), убавим эту массу на 12% (по ссылке приведены данные для изношенных шин). Плотность автомобильной резины порядка 1400 кг/м3, или 1,4 кг/л (каучук 70% — 1190, сера 30% — 2000).
Итого получаем 10,4*(1-0,12)/1,4=6,5 литров.
Остаётся 25,1-6,5=18,6 л.
Это получилась оценка объёма снизу. Но выяснилось, что сильно снизу, т.к. исходные предположения о прямоугольной форме сечения шины оказались весьма неверны (или прямоугольник надо мерить не по ширине протектора), поэтому:

UPD:
Второй вариант расчёта внутреннего объёма шины.
Поскольку шина снаружи больше похожа на тор, чем на цилиндр, был применён другой способ расчёта:
был измерен малый внешний периметр бублика, он оказался равным 620 мм. Что даёт величину его радиуса, равную 620/2/3,14=98,7 мм, а большой радиус тора получился 652/2-98,7=227 мм.
По формуле объёма тора это даёт 2*3,14*3,14*227*98,7*98,7=43,7 млн мм2, или 43,7 литра.
Но сюда входит объём резины и объём литого диска.
Объём резины мы уже рассчитывали, а объём диска можно рассчитать, исходя из его веса и плотности алюминия.
Вес моих колёс (припоминается) около 19 кг, что даёт вес диска 19-10,4=8,6 кг. Плотность алюминия — 2,7 г/см³.
Поэтому объём диска 8,6/2,7=3,18 л. В торе задействован не весь алюминий. поэтому примем объём алюминия в наших расчётах, равный 2,5 л.

Итого имеем объём воздуха в шине, равный 43,7-6,5-2,5=34,7 л.
Это оценка несколько завышена, поскольку мы не учли неидеальность тора, воздух в бороздках и т.д.
Пусть будет 34 л.

Эта оценка совпадает с результатами наполнения шины Кока-колой, как продемонстрировано в следующем ролике:

Правда, там наполнялась зимняя шина 205/60 R16, и давление, создаваемое газировкой, не обязательно равнялось рекомендуемому.

Итак, примем объём воздуха в шине 205/60 R16 равным 34 литрам.
Если накачать её до давления 240 кпа, то, в пересчете на атмосферное давление, это будет
(100+240)/100*34=116 литров.

-----
P.S. В первоначальные расчёты по первому варианту вкралась досадная ошибка при расчёте посадочного диаметра (а и считать не надо было, он равен 16 дюймов=406 мм, а не 529). За указание на запредельное несоответствие спасибо более опытным товарищам, а именно: w-elder . Всё пересчитано по-правильному, вместо 10 получилось 20 л, но и эта цифра оказалась сильно заниженной, поэтому был применён 2 вариант расчета, о котором было доложено выше.
------

Сколько весит воздух в шине (и зачем это знать)? Об этом в блоге: Занимательная шинология 1. Сколько весит воздух в шине?.

Самый главный вопрос — это не сколько весит воздух в шине (наверное, не слишком много, чтобы его мерить в граммах), а вопрос: зачем это знать?

Иногда довод, что шина будет весить меньше, приводится для того, чтобы убедить клиента, что надо накачивать шины не воздухом, а азотом. Правда, всякий мало-мальски знакомый с физикой, даже не прибегая к расчётам, скажет, что это не тот вес, который стоит учитывать в автомобиле.

А всё-таки, сколько лишнего веса мы постоянно возим с собой в каждой шине? Попробуем посчитать.
Внутренний объём колеса 205/60 R16 (например), как было показано в записи БЖ Шины. Какой объём воздуха в шине?, составляет 34 литра. Примем избыточное давление, равное 240 кпа, а атмосферное — 100 кпа.
Обычный воздух состоит из 78% азота, 21% кислорода и 1% аргона, не считая остальных малозначимых составляющих.

Но что это нам даёт, как вычислить массу этой смеси при нашем давлении 240+100=340 кпа?

Есть такое понятие, как парциальное (частичное) давление. Закон Дальтона гласит, что общее давление равно сумме парциальных давлений составляющих газов. В нашем случае 340 кпа сложится как
340*78%=265 кпа азота;
340*21%=71 кпа кислорода;
340*1%=3 кпа аргона.
Итого 265+74+3=339 кпа. Совпало? Нет, но это из-за округления, если посчитать точнее, то совпадёт.

Давление каждого газа знаем, а как вычислить массу каждого газа? Очень просто, выводится из уравнения Менделеева-Клайперона (если кто помнит, я — нет, но найти было нетрудно):
M=PmV/R/T, где
М — масса газа, г; P — давление, кпа; V — объём, л; R — универсальная газовая постоянная, для наших единиц= 8,31; T — температура в градусах кельвина (273+температура в градусах цельсия);
m — молярная масса: у азота — 28, кислорода — 32, аргона — 40.

В результате имеем, для воздуха, температуры 30 градусов С:
(265*28+71*32+3*40)*34/8,31/(30+273)=132 грамма.

А для смеси 95% азота и 5% кислорода, которой обычно накачивают шины:
(0,95*28+0,05*32)*340*34/8,31/(30+273)=129 грамм.

Итог: шина, накачанная азотом, весит на 3 грамма меньше накачанной воздухом.
Хорошо? Да. Но не о чем говорить.

Всё? Нет, не всё! Забыли самое главное.

В атмосферном воздухе присутствует водяной пар.
А с ним всё не так просто. В отличие от остальных составляющих воздуха, парциальное давление пара не может превысить некоторой предельной величины, которая зависит от температуры и называется давлением насыщенного пара.
На этот случай имеется график (как же без этого):

При 30 градусах цельсия оно составляет 4,3 кпа,
(а при 50 градусах — уже 12,42 кпа, в 3 раза больше, и, к слову, составит 5% от давления в шине).

В 34 литрах шины это соответствует:
18*4,3*34/8,31/(30+273)=1,05 грамма водяного пара. (18 — молярная масса H2O).

И не больше. В 34 литрах. При 30 град С. При любом давлении в шине.

А сколько пара может быть в исходном воздухе, которым, накачивают шину?
Если накачивали шину до избыточного давления 240 кпа при атмосферном 100 кпа, то воздуха потребовалось
34*(240+100)/100=116 литров.
В этих 116 литрах атмосферного воздуха при 30 градусах может содержаться уже
18*4,3*116/8,31/(20+273)=3,69 грамма водяного пара.

Итак, при 30 градусах цельсия:
1) в 116 литрах воздуха, используемого для накачки шины, может быть не больше 3,69 г воды в виде пара;
2) в 34 литрах сжатого из этих 116 литров воздуха в шине, может быть не больше 1,05 г воды в виде пара.

Вопрос к знатокам:
Что будет с этими лишними 2,64 граммами водяного пара при накачке шины:

1. Останутся в атмосфере.
2. Исчезнут без следа.
3. Испарятся.
4. Выпадут в осадок.
5. Это ошибка в расчётах.

Ответ см. в следующей серии:
Занимательная шинология. 2. Куда девается лишняя влага при накачке шины?

Как посчитать объем воздуха в колесе (в литрах), скажем на 35х12.5 R15?

У меня грубо получилось 157 литров, может такое быть?

Авто: 4х4
Имя: Дмитрий
Пол: Мужчина
Город: Киев, Оболонь

Авто: Wrangler TJ 4.0 + Prado 4.0
Имя: Слава
Пол: Мужчина
Город: Kiyv, Ukraine

Авто: Ford Scorpio
Имя: Борис
Пол: Мужчина
Город: Киев

Авто: 2006 Suzuki GV XL-7 2.7i
Имя: Владимир

Внутренняя полость колеса представляет собой фигуру, близкую к полноторию.
Но его объем сложно, поэтому предлагаю представить лежащее на земле колесо цилиндром с внешним диаметром основания D и высотой h.
"Дырку от колеса" предлагаюю считать цилиндром с диаметром основания d и такой же высотой h.
Таким образом, объем внутренней полости колеса рассчитывается как разность объемов этих двух цилиндров:

V вн. = Пи х D^2 / 4 х h - Пи x d^2 / 4 x h

V вн. = Пи x h x (D^2 - d^2) / 4

Авто: Wrangler TJ 4.0 + Prado 4.0
Имя: Слава
Пол: Мужчина
Город: Kiyv, Ukraine

Авто: ЛБК
Имя: ОСТАП
Пол: Мужчина
Город: гондурас

Бери Беркут R-20, стоит дешевле Viair, но сделан на той же фабрике и практически являет собой копию с аналогичной модели Viair. Проверено во многих боях на 36х колесах, сдуться в ноль и потом накачать все 4 за раз - не проблема и быстро. Плюс универсальность - он хоть и переносной, а стационарно ставится за милую душу.

Технические характеристики:Напряжение: 12 В
Максимальный ток потребления: 30 А
Максимальное давление: 14 Атм. (кг/см2)
Время непрерывной работы: 40 мин.
Производительность: 72 л/мин.
Рабочая температура: -40°С +80°С
Масса: 4,6 кг

Каждый автопроизводитель в обязательном порядке указывает, какое давление в шинах должно быть для оптимальной эксплуатации машины. Соблюдение допустимых порогов является обязательным, если условия нарушены – это может вызвать негативные последствия:

снижение управляемости;
увеличение расхода топлива;
возможность повреждения покрышки и диска;
интенсивный износ резины.

В совокупности факторы снижают комфорт вождения. Следовательно, рекомендуемое давление необходимо соблюдать, не смотря на доводы «опытных» автомобилистов. Правильное количество воздуха внутри шин гарантирует необходимую безопасность во время езды.

Единицы измерения давления в шинах

Измеряется тремя общепринятыми шкалами:

BAR;
PSI;
Ат;
Кг/см²;
МПа – более удобно применять кПа.

Разница между ними – область применения. В странах СНГ популярны технические атмосферы, паскали и метрическая система (Кг/см²;). В Европе и Америке измерения осуществляются в фунтах на квадратный дюйм и барах.

Соотношение единиц измерения между собой:

1 кг/см²=98 кПа;
1 БАР= 100кПа;
1PSI= 6,89 кПа.

Какое давления в шинах должно быть летом

Для периода летней жары актуально принудительно занижать накачку резины. При повышении температуры воздуха и нагреве асфальта, покрышки также накаляются, что приводит к увеличению объема воздуха внутри баллона. К примеру, во время передвижения по трассе самопроизвольное расширение увеличивает давление на 0,2-0,3 БАР, что провоцирует износ шин и жесткость хода.

Показатели актуальны для легкового седана, джипа и грузовой машины, независимо от конструкции баллона.

Какое давление в покрышках должно быть зимой

Для зимней эксплуатации рекомендуется наоборот перекачивать покрышки. Факт вызван обратной реакцией воздуха на замерзание – плотность газа увеличивается, что провоцирует падение давления.

Во время выезда из теплого гаража, перепад температуры может составлять до 30 °С, что непременно вызовет падение давления на 0,3-0,4 Ат. Следовательно, предварительно необходимо резину перекачать на величину изменения. Это актуально для задних и передних колес, при этом тип машины не имеет значения, будь то внедорожник или городской лифтбек.

Определить конкретное давление поможет сервисное руководство или специальная табличка, бирка, как правило, прикреплена на водительской двери или под капотом.

Если у легковушек достаточно установить номинальный показатель один раз и поддерживать его, то с грузовиками все сложнее. Обычно грузовик делится на тягач и полуприцеп/прицеп (фура). Здесь используется два порога:

пустой;
с грузом.

Нормальная накачка шин фуры составляет от 4,0 до 6,5 Ат без загрузки, под тяжестью показатель увеличивается на 0,5 – 1,0 единицы. Точный порог зависит от модели автомобильных шин, разновидности транспорта, количества колес и нагрузки на ось.

Некоторые изготовители автошин типа Мишлен или Континенталь наносят на боковые стенки рекомендуемые параметры под покрышку, но при этом не учитывается конструкция ТС, и ось, где будет установлено изделие.

Если давление в шинах r13 и r14 будет повышенным, то, например, при наезде на препятствие покрышка может даже взорваться. Неправильное давление в шинах r15 окажет также влияние, на маневренность при вхождении в поворот, развороте и т.д. Лучше всего при разных уровнях накачки автомобильных колес покажет следующий рисунок.

Давление в шинах

Как видим, уже по износу протектора можно определить, в чем проблема накачки обода, но лучше до этого не доводить, а поддерживать определенную атмосферу на необходимых значениях.

Давление в колесах необходимо проверять как минимум 1 раз в месяц. Водители-профессионалы проверяют каждые 2 недели и перед каждой дальней поездкой. А внешний осмотр колес должен быть ежедневным перед тем как завести автомобильный двигатель. Хотя если вы счастливый обладатель низкопрофильной резины, то определить, какое давление должно быть в шинах на глаз невозможно.

Какие колеса выбрать: с камерой или без?

В последнее годы специалисты по шиномонтажу и ремонту автомобилей советуют приобретать бескамерные колеса. Но еще десятилетие назад это казалось фантастикой. На сегодняшний день эксплуатация шин с камерами этот единичные случаи и спустя пару-тройку лет колеса с камерой внутри можно будет встретить, наверное, только на велосипеде.

Бескамерная шина обладает лучшими износостойкими характеристиками за счет повышенной вулканизации. За счет более легкого веса их технические характеристики лучше за счет меньшей инерции. Кроме того, бескамерная шина лучше балансируется. Срок эксплуатации их также длиннее. Кроме того, в случае прокола, «бескамерка» будет держать воздух дольше, что позволит спокойно доехать до сервисной службы.

Также мы не будем рассматривать вопрос о том, что зимой нужно ездить на зимних шинах с шипами и с большей глубиной протектора, т.к. это влияет на вашу безопасность и сохранность не только автомобиля, но жизни и здоровья окружающих. Поэтому летом мы пользуемся летними колесами и никакой «всесезонки» в иные периоды, если вы не проживаете в бесснежной Европе. Выбор марки производителя покрышек – ваш выбор, единственное, на что стоит обратить внимание, что радиус колес должен точно совпадать с рекомендованным в сервисной книжке транспортного средства.

Какое давление в покрышках должно быть?

Не быть профессионалом, чтобы ответить на вопрос: «Как мерить давление в шинах?» Измеряется давление в автомобильных шинах манометрами, которые могут быть стрелочными, механическими и цифровыми (электронными). Для лучшего результата измерять надо на холодном автомобиле, до начала движения, т.к. при работе колеса разогреваются, следовательно, возрастает и давление. Измерять манометром нужно все четыре колеса, т.к. давление может быть везде различным. Очень часто функция манометра установлена в насосах (компрессорах) для накачки автомобильных покрышек. Компрессоры подключаются либо в прикуриватель автомобиля, либо к клеммам аккумулятора.

Давление в шинах указывается в атмосферах. Атмосфера – это значение килограмма на квадратный метр. Обычно рекомендации по тому, какое давление в колесах автомобиля должно быть указано в сервисной книжке автомобиля. Также рекомендованные значения атмосферного давления могут быть размещены на наклейке, расположенной либо на люке бензобака, либо на стойке рядом с водителем.

Таблица давления в шинах автомобиля ВАЗ

Если же вы не нашли рекомендованных параметров, то лучше позвонить в любой дилерский центр вашей марки автомобиля. Значения, определенные заводом-изготовителем, не имеют альтернативы, поэтому следует придерживаться заданных значений. Бывают рекомендаций на самих покрышках, но они не актуальны, т.к. определенную марку колес можно устанавливать на различные автомобили.

Сколько должно быть давление в шинах r14? Принято считать, что давление в шинах r14 или покрышках любого другого радиуса должно быть в пределах 2-2,2 атмосфер. А при полной нагрузке до 2,4. Но это не совсем правильно. Каждый автомобиль имеет различный вес. Да и радиус колес может различаться, кроме этого на рекомендуемую плотность давления влияют погодные условия и поверхность дорожного покрытия. Также делают различные параметры давления в колесах автомобиля на переднюю и заднюю оси автомобиля. Это зависит от типа ведущих колес.

Когда вы определите необходимый диапазон плотности в шинах, то лучше накачивать до минимального его значения, т.к. при таком уровне сцепление колес с дорогой будет максимальным, следовательно, будет проще управлять и автомобилем.

Нужна ли закачка азота?

Некоторое время назад специалисты по шиномонтажу уверяли, что в случае закачки азота в шины автомобиля изменения в плотности давления при перепадах температур или нагреве колес практически не происходят. Процедура закачки в колеса азота в отличие от обыкновенно воздуха более дорогостоящая. Но в последнее время было доказано, что к изменениям это не приводит и это лишняя трата денежных средств, следовательно, говорить об этом не будем.

Особенности накачки шин зимой и летом

Как было сказано выше, проверять плотность в покрышках надо на холодной машине. Подкачивать шины особенно зимой лучше тоже не сразу после эксплуатации автомобиля, а когда колеса немного «остынут». Это правило применимо как для зимнего, так и летнего обслуживания. В зимнее время замеряем давление и подкачиваем колеса не ранее чем через 2 часа после остановки. В летний период в связи с высокой окружающей температурой остывание проходит гораздо медленнее, это стоит также учитывать. Зимой идеальным вариантом будет подкачка шин в теплом боксе или шиномонтаже, это поможет избежать разницы в давлении, да и показатели в таком случае будут приближены к идеальным.

Обращаем внимание, что если машина загружена полностью, то давление в покрышках возрастет сильно, это стоит также учитывать. Изменения значимые произойдут и когда температура окружающего воздуха сильно скачет. Поэтому при смене погоды замерять давление в шинах надо чаще.

Когда необходимо чуть приспускать шины

В некоторых случаях бывают рекомендации слегка сделать давление в колесах меньше, чем определено в рекомендациях. Таких случаев два:

В зимний период если давление немного меньше, то происходит лучшее сцепление с дорогой. Но при изменении температуры внутренний объем в покрышке также меняется.
Самое популярное применение чуть приспущенных колес – это поездка по бездорожью. В данном случае колеса будут действовать по принципу гусениц. Что увеличит проходимость.

Но неопытному водителю сложно определить, на какие показатели снижать давление. Поэтому экспериментировать не советуем.

Вывод: давление в автомобильных покрышках нужно регулярно проверять, поддерживать на уровне, рекомендованном производителем, учитывать погодные и дорожные условия. Это продлит их срок службы и поможет сделать вашу езду более безопасной.

Читайте также: