Сколько пыли карьера доходит до цилиндров и когда менять воздушный фильтр? Меняй запыленность, наработку и высоту, продувай элемент и ослабляй хомут: смотри на индикатор засоренности, мощность и кремний в масле.
Воздух карьера несет кварцевую пыль: она тверже стали гильз и колец. Сначала его закручивает предочиститель, и центробежная сила выбрасывает крупную пыль наружу. Потом бумажный основной элемент задерживает почти всю мелкую пыль, а защитный элемент за ним страхует на случай, если основной порвался. Индикатор засоренности меряет разрежение за фильтром и показывает, когда элемент пора менять. Дальше чистый воздух сжимает турбокомпрессор, охлаждает интеркулер, и через впускной коллектор он попадает в цилиндры. Как турбина держит мощность на высоте, разбирает тема 3.4.
Двигателю нужна масса воздуха, а фильтр пропускает объем. Пыль копится в элементе пропорционально объему и запыленности. Числа под формулами берутся из опыта.
Почему на высоте фильтр забивается раньше?
На 4000 м воздух на треть реже. Чтобы получить те же килограммы, через фильтр приходится протянуть в полтора раза больше кубометров. Сопротивление бумаги растет вместе с объемным расходом, поэтому и разрежение больше.
Сколько пыли собирает фильтр?
Каждый кубометр приносит c миллиграммов пыли. Предочиститель отбирает долю ηп, остальное садится на бумагу основного элемента. Сначала слой пыли даже помогает фильтровать, но потом разрежение растет все быстрее.
Чем опасна щель после фильтра?
После фильтра тракт под разрежением, поэтому любая щель всасывает наружный воздух вместе с пылью, мимо всех элементов. Даже доля процента такого воздуха приносит больше пыли, чем весь исправный фильтр.
Менять основной элемент нужно по индикатору, а не по часам и не на глаз. Снаружи элемент может выглядеть грязным, а работать хорошо: слой пыли на бумаге сам немного фильтрует. А может выглядеть чистым и уже быть порванным. Каждое лишнее вскрытие корпуса пускает пыль на чистую сторону, поэтому корпус открывают только для замены.
Продувка сжатым воздухом сбивает пыль с поверхности, но мелкие частицы остаются в глубине бумаги. После каждой продувки фильтр начинает с большего разрежения и забивается быстрее. Струя воздуха к тому же рвет поры, и сквозь бумагу начинает проходить пыль. Поэтому многие производители продувать элементы карьерных машин вообще не разрешают, а защитный элемент не продувают никогда, его только меняют.
Если пыль все же попала в двигатель, это видно в масле: растут кремний, а за ним железо, хром и алюминий от гильз, колец и поршней. Как это читать, разбирает тема «Анализ масла».
Механический индикатор с окошком или датчик разрежения на панели проверяют каждую смену. Красный флажок после сброса снова встал, значит, элемент действительно пора менять.
Основной элемент меняют по индикатору, защитный обычно через две-три замены основного или сразу, если основной оказался порванным. Перед установкой нового протирают корпус влажной салфеткой, а не продувают.
Хомуты, патрубки и резиновые переходы после фильтра проверяют на каждом ТО. Пыльная дорожка на внутренней стороне патрубка показывает, где сосало грязный воздух.
Кремний выше обычного вместе с ростом железа и хрома в пробе почти всегда означает пыль во впуске. Сначала ищут негерметичность тракта, а не меняют масло. Подробнее в теме «Анализ масла».
Резиновый клапан выброса пыли внизу корпуса должен быть мягким и целым. Если он затвердел на морозе или пропал, пыль копится в корпусе и сразу летит на элемент.
При −40 °C и в метель снег и иней налипают на элемент, и разрежение растет за минуты. Индикатор в красной зоне после метели может быть ложным, но элемент все равно осматривают: мокрая бумага после оттаивания теряет прочность.
Двигатель класса QSK60 на полной нагрузке, ему нужно 3,2 кг воздуха в секунду на любой высоте. Плотность воздуха по стандартной атмосфере. Разрежение чистого фильтра 2,0 кПа у моря, растет пропорционально объемному расходу и квадрату массы пыли в элементе, 6,2 кПа у моря достигаются при 20 кг пыли во всех элементах двигателя. Предочиститель убирает 90 % пыли, основной элемент пропускает 0,1 %, защитный задерживает половину того, что прошло. Каждая продувка оставляет в элементе 18 % от его пылеемкости и втрое увеличивает пропуск пыли. Турбокомпрессор дает не больше 4,6 по степени сжатия, нужное давление наддува 300 кПа, ЭБУ не дает α опуститься ниже 1,7. Кремний в масле посчитан для 220 кг масла и смены через 250 ч, в масло попадает 5 % пыли, прошедшей в цилиндры, начальный уровень 4 ppm. Числа показывают порядок величин, а нормы для своей машины берутся из руководства.