Почему замена фильтра строго по графику может стоить дороже, чем кажется? Проживи год с экскаватором или самосвалом, меняй пыль, уплотнения и класс фильтра и сравни замену по часам с заменой по индикатору перепада.
Грязь в масло попадает постоянно: пыль через сапун бака, по штокам цилиндров мимо изношенных уплотнений, с маслом, долитым из открытой бочки, и от износа самих деталей. Фильтр задерживает ее, и первое время перепад почти не меняется: грязь садится на поверхность, а свободных пор еще много. Потом поры забиваются, и перепад начинает расти круто. Если элемент вовремя не сменить, откроется перепускной клапан, о нем тема 7.8. На пыльном карьере с текущими уплотнениями элемент наберет свою грязеемкость в три раза быстрее, чем у машины с исправным сапуном.
Перепад зависит от того, сколько грязи уже в элементе. Интервал зависит от притока грязи. Цена года складывается из фильтров и износа. Числа под формулами из опыта.
Как растет перепад?
Пока грязи мало, она садится на поверхность и почти не мешает. Когда поры забиваются, перепад растет круто. Функция g от 0 до 1 описывает эту форму: в начале пологая, в конце крутая.
Сколько проработает элемент?
Масса грязи до срабатывания индикатора, деленная на то, сколько грязи элемент ловит за час. Пыль и уплотнения увеличивают I, и тот же фильтр живет вдвое-втрое меньше.
Сколько стоит год?
Замены стоят денег, но износ насосов или форсунок стоит намного больше. Износ за год считают долей ресурса D: чем хуже класс чистоты, тем быстрее она набирается (тема 5.6). Все цены здесь в ценах одного оригинального фильтра этой машины, а итог года сравнивается с заменой по индикатору, она принята за 100 %.
График придумывают для средних условий. Но весной карьер мокрый, а летом сухой и пыльный, уплотнения сегодня целые, а через месяц текут. На рисунке справа одна и та же машина: первые 1500 ч пыли мало, потом втрое больше.
При замене раз в 500 ч весной элемент выбрасывают полупустым, а летом он забивается раньше срока и стоит на перепуске (оранжевые участки). Индикатор сам подстраивается: весной меняют реже, летом чаще, и перепуск не наступает.
Индикатор смотрят только на прогретой машине: на холодном масле он загорается и у нового элемента. Снятый элемент полезно разрезать: пыль говорит про сапун и уплотнения, блестящая стружка и бронза про износ насоса. Это дешевая диагностика вместе с анализом масла.
На ТО элемент разрезают специальным ножом и разворачивают гофру. Серая пыль ведет к сапуну и уплотнениям, блестящая стальная стружка и желтая бронза к насосу или гидромотору, куски резины к уплотнениям.
Проба масла говорит, сколько частиц сейчас, а фильтр хранит все, что пришло за интервал. Вместе они ловят начало износа раньше, чем насос зашумит.
Сапун с фильтром 3 мкм и заливка через передвижную установку с фильтром дешевле, чем лишние замены и износ. Грязь, которая не попала в бак, не нужно ловить.
На современных самосвалах датчик перепада на фильтре передает данные в диспетчерскую. Замену ставят в план, когда перепад на прогретой машине подходит к границе (тема «Телеметрия и цифровой двойник»).
Летом на сухом карьере воздушный фильтр двигателя забивается в разы быстрее. Его тоже меняют по индикатору разрежения, а не по календарю. Подробно в теме 3.9 «Система питания воздухом».
Вода и грязь из топливного бака и заправщика забивают топливный фильтр. Перед ним стоит отстойник-сепаратор, воду из него сливают каждую смену. Об этом тема 3.10 «Топливная система низкого давления».
Год считается как 6000 моточасов с постоянными условиями. Приток грязи, грязеемкость, β, цены фильтров, работы, насосов и форсунок приблизительные, только для сравнения вариантов; для своей машины их берут из каталога, нарядов и бухгалтерии. Деньги в опыте не называются: цены даны через цену оригинального фильтра этой машины (дешевый ×0,4, стекловолокно ×1,5), а итог года через замену по индикатору, она равна 100 %. Кривая роста перепада одна для всех элементов. Класс чистоты считается равновесным: растет с притоком грязи и падает с долей частиц, которые ловит фильтр. Ресурс насосов и форсунок от класса чистоты взят грубой зависимостью из темы 5.6: каждый лишний код уменьшает его примерно в 1,6 раза. Холодные пуски, когда клапан открыт даже у нового фильтра, не учтены, вода в масле тоже. Потеря мощности у топливного фильтра оценена условной ценой часа недовыработки: четверть цены фильтра за час.