田楚輝

摘要：文章介紹了暖風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，詳細(xì)闡述了暖風(fēng)機(jī)的常見故障并進(jìn)行原因分析，提出對暖風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及貫流風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行優(yōu)化的方案。運行數(shù)據(jù)表明暖風(fēng)機(jī)常見故障得到了有效解決，故障率顯著降低，暖風(fēng)機(jī)質(zhì)量得到了明顯提高。

關(guān)鍵詞：機(jī)車;暖風(fēng)機(jī);故障;改進(jìn)

隨著行業(yè)的迅速發(fā)展，暖風(fēng)機(jī)作為工程車輛司機(jī)室的一種重要的輔助供暖設(shè)備，在寒冷的冬季為機(jī)車司機(jī)工作環(huán)境的舒適起到了重要作用。然而部分暖風(fēng)機(jī)自投入使用以來，質(zhì)量問題隨季節(jié)變化周而復(fù)始，只能通過在段改造來解決問題。隨著機(jī)車司乘對工作舒適性要求的提高，對暖風(fēng)機(jī)的使用性能及質(zhì)量提出了更高的要求，解決機(jī)車暖風(fēng)機(jī)在運行時噪聲大、異音、外殼表面溫度過高、溫控開關(guān)易損壞等問題迫在眉睫。本文對其結(jié)構(gòu)原理及近年來的運行故障進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)方案。

1.暖風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

暖風(fēng)機(jī)主要由貫流風(fēng)機(jī)、發(fā)熱元件、溫控開關(guān)、溫度熔斷絲、連接器等組成。圖 1 為暖風(fēng)機(jī)電氣控制原理圖，主要性能參數(shù)有：主電路加熱部分額定電壓 3AC 440 V/60 Hz，貫流風(fēng)機(jī)額定電壓AC ?230 V/60 ?Hz，控制電路電壓 DC ?110 V;總功率1500 W，由 3根 500 W 翅片式發(fā)熱元件并聯(lián)組成;溫控開關(guān) TG1，TG2 的斷開溫度為 80 ?℃，熔斷絲RD1 的斷開溫度為 121 ℃。其工作原理如下：暖風(fēng)機(jī)通電后，發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量加熱空氣，通過風(fēng)機(jī)經(jīng)風(fēng)道傳送至司機(jī)室。暖風(fēng)機(jī)內(nèi)部采用溫控開關(guān)調(diào)節(jié)溫度：當(dāng)暖風(fēng)機(jī)正常工作時，發(fā)熱元件制熱，溫度逐漸上升，當(dāng)溫控開關(guān)處溫度上升到（80±5）℃時，溫控開關(guān)斷開，切斷發(fā)熱元件供電電源，此時風(fēng)機(jī)仍然運行，發(fā)熱元件不制熱，溫度逐漸降低;當(dāng)溫控開關(guān)處溫度降至（60±5）℃時，溫控開關(guān)閉合，接通發(fā)熱元件供電電源，發(fā)熱元件開始制熱，如此循環(huán)工作。如圖1所示：

2.暖風(fēng)機(jī)常見故障分析

機(jī)車暖風(fēng)機(jī)在運行中主要表現(xiàn)為以下故障現(xiàn)象：1）暖風(fēng)機(jī)外殼表面溫度高;2）吹風(fēng)時冷時熱;3）風(fēng)機(jī)噪聲大、異音;4）暖風(fēng)機(jī)不工作。出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象時，故障元件通常為溫控開關(guān)、貫流風(fēng)機(jī)或熔斷絲，而表現(xiàn)最明顯的就是溫控開關(guān)失效，同時伴隨暖風(fēng)機(jī)外殼表面溫度高。

從故障現(xiàn)象分析，暖風(fēng)機(jī)存在的主要問題為：1）暖風(fēng)機(jī)風(fēng)道結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，內(nèi)部熱量不能及時散發(fā)，導(dǎo)致暖風(fēng)機(jī)內(nèi)部積熱，外殼表面溫度高;2）溫控開關(guān)位置不合理，頻繁通斷，導(dǎo)致暖風(fēng)機(jī)吹風(fēng)時冷時熱，而溫控開關(guān)頻繁通斷也是導(dǎo)致溫控開關(guān)失效、暖風(fēng)機(jī)

不工作的主要原因;3）貫流風(fēng)機(jī)風(fēng)量與風(fēng)道結(jié)構(gòu)不匹配，造成 2 極電機(jī)貫流風(fēng)機(jī)風(fēng)量大、噪聲也大，而極電機(jī)貫流風(fēng)機(jī)風(fēng)量小，暖風(fēng)機(jī)內(nèi)部熱量不易散發(fā)。

3 ?暖風(fēng)機(jī)改進(jìn)方案

3.1 ?改進(jìn)思路

根據(jù)暖風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理及故障分析，改進(jìn)思路為：1）對風(fēng)道結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，改變結(jié)構(gòu)，減少風(fēng)阻; 2）對風(fēng)機(jī)重新選型，使其相關(guān)參數(shù)能夠與風(fēng)道結(jié)構(gòu)更加匹配;3）改變發(fā)熱元件的結(jié)構(gòu)，增加發(fā)熱元件的散熱面積4）合理布置溫控開關(guān)、熔斷絲的位置，減少溫控開關(guān)的動作頻率，延長使用壽命。

3.2 ?改進(jìn)內(nèi)容

3.2.1 ?優(yōu)化暖風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及布局

調(diào)整溫控開關(guān)和熔斷絲在風(fēng)道口的安裝位置，使溫控開關(guān)能在暖風(fēng)機(jī)外罩表面溫度接近 80 ℃時動作;改變翅片發(fā)熱元件的結(jié)構(gòu)并增加散熱面積，將發(fā)熱元件數(shù)量由 3 個改為 2 個，減少風(fēng)阻，通過更改發(fā)熱元件的電氣連接方式保持功率 1.5 kW 不變。改進(jìn)前后的暖風(fēng)機(jī)風(fēng)道結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的暖風(fēng)機(jī)因配件數(shù)量減少，裝配更加方便和快捷，而且成本降低了10%

3.2.2 ?優(yōu)化貫流風(fēng)機(jī)性能

對貫流風(fēng)機(jī)重新選型并進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，調(diào)整轉(zhuǎn)速。貫流風(fēng)機(jī)改進(jìn)前后暖風(fēng)機(jī)的試驗數(shù)據(jù)可知：改進(jìn)前 2 極電機(jī)貫流風(fēng)機(jī)風(fēng)量大，噪聲也大;改進(jìn)前 4 極電機(jī)貫流風(fēng)機(jī)噪聲最小，但風(fēng)量小，暖風(fēng)機(jī)內(nèi)部熱量不易散發(fā)。改進(jìn)后的貫流風(fēng)機(jī)綜合前面兩種風(fēng)機(jī)的性能，在 4 極電機(jī)貫流風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上，調(diào)高了轉(zhuǎn)速，增加了風(fēng)量，同時保證了噪聲不高于 55 dB（A）。

3.3 ?暖風(fēng)機(jī)改進(jìn)前后對比

試驗數(shù)據(jù)可知：原機(jī)型 1 噪聲大，溫控開關(guān)動作頻繁，沒有解決出風(fēng)時冷時熱問題;原機(jī)型 2 外罩表面溫度過高，存在一定安全隱患，且同樣存在溫控開關(guān)頻繁通斷，出風(fēng)時冷時熱問題。改進(jìn)后的暖風(fēng)機(jī)有效解決了這些問題，噪聲及表面溫度都降低了，并且溫控開關(guān)不再頻繁動作，延長了溫控開關(guān)的壽命，解決了出風(fēng)時冷時熱問題。

4 ?結(jié)束語

通過對近年來機(jī)車用暖風(fēng)機(jī)故障信息及維修情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)大部分暖風(fēng)機(jī)故障現(xiàn)象是由于風(fēng)道組成結(jié)構(gòu)不合理及貫流風(fēng)機(jī)與風(fēng)道組成不匹配造成的。對項目前期問題進(jìn)行了跟蹤和分析，采用上述方案進(jìn)行整改后，暖風(fēng)機(jī)故障得到有效解決，整改后的暖風(fēng)機(jī)運用效果良好，改進(jìn)方案也為后續(xù)研發(fā)可靠性更高的新型暖風(fēng)機(jī)提供了參考。

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