タイヤに窒素を入れるのはどんな意味が有るのですか

質問

普通考えて有料の窒素も無料の空気も密度なんてほとんど同じだしそもそも空気中には８割もの窒素が含まれているし。

窒素を入れると路面の追従性が良いとか聞いたけれどバネ下重量の大きさに対して空気だろうが窒素だろうが無視できる差ではありませんか？
そのような理由からとても信じられないのですが、でも世の中に流通している以上はまるきりのインチキ商品でも無いような気もします。

実際のところどうなんでしょうか？
詳しい方教えてくださいませんか。

回答No.11

akadonta

窒素と空気の比熱比の違いは1/1000のオーダーですから、学術的な意味はあっても、実用的な意味は殆どありません＾＾;
密閉されているということで定積比熱だけを抜き出しても、その差は約0.02J/g・Kですので、ホイールやタイヤそのものが持つ熱容量を含めてしまうと、差はないといって差し支えありません。

実は、水蒸気と空気や窒素との比熱比の違いも1/100オーダーであり、こちらも実はそれほど大きくはありません。
しかし、タイヤに充填される空気は圧縮されていて、元々の空気が湿度50％以上で大気圧の2倍以上で封入される場合、何らかの形で除湿を行わないと湿度100％の空気が封入されてしまいます。
これは空気を封入した時点よりタイヤの空気温度が下がれば水分が結露して急激に圧力が下がり、温度が上がれば蒸発して急激に圧力が上がってしまうことを意味します。
ティースプーン一杯程度でも30～40kpaの気体の膨張以外による変動は簡単に起こってしまうのです。

少なくとも自動車用のタイヤで窒素ガスを充填する意義は、「最も安価な乾燥気体である」の一言に尽きると思います。

ボンベに封入されて市販されている高圧気体は、その製造方法によっても異なりますが、含まれる水分はほぼゼロで、僅かに含まれていたとしても常に同じ状態で供給され、工業的にも大量に作られており、成分や価格、供給量が安定しています。
しかし、乾燥空気、いわゆるドライエアは研究用途などの限られた用途で僅かに用いられるのみであるために市場価格は窒素の数倍はします。
そこで大量に需要がある場合には、自ら設備を導入してドライエアを生成する必要があります。

既に回答にあるとおり、究極の４輪自動車ともいえるF1のタイヤサプライヤーは「乾燥空気」を充填して各チームへ供給しています。この場合、1回のレースウィークで必要なタイヤ本数は数百本の単位ですから、自ら乾燥空気を生成するユニットを持ち込んで空気の充填、排出作業を行います。（タイヤをリムに組み込む際に用いられるのは通常の「空気」ですから、乾燥空気を送りながら内部の空気を排出するという気長な作業を行います。）

話は変わりますが、では充填する気体は乾燥空気がベストなのか。
以前にF1へタイヤを供給していたBSのエンジニアは「乾燥空気を入れて供給するが、その後はチームの自由」であったことを名言しています。
少し前にF1でマクラーレンのスパイ疑惑がありましたが、この時にやり取りされたと言われているのがタイヤの情報、特にタイヤに使用されている気体のデーターだったとされています。
この気体というのがHFC系ガスであったとも言われていますが・・・真相は闇の中。

お礼

回答有りがとうございます。

なるほど水分の量が多くなれば圧力変動も大きくなるので乾燥気体である窒素を使うと言う事ですね。
とすれば市場に出回っている“商品としての窒素”の代替品としてコンプレッサーにドライヤーを付ければ事足りると言えますがそれではお客さんから料金を頂きにくいので尤もらしく“商品としての窒素”を進める、と言う事でしょうか。

なんだか一般人が一般の使用で窒素を入れる意味が無いような気がしてきました。