工程車輛暖風機常見故障分析及改進①

田楚輝

摘 ?要：文章介紹了暖風機的結(jié)構(gòu)及工作原理，詳細闡述了暖風機的常見故障并進行原因分析，提出對暖風機結(jié)構(gòu)及貫流風機性能進行優(yōu)化的方案。運行數(shù)據(jù)表明暖風機常見故障得到了有效解決，故障率顯著降低，暖風機質(zhì)量得到了明顯提高。

關(guān)鍵詞：機車;暖風機;故障;改進

隨著行業(yè)的迅速發(fā)展，暖風機作為工程車輛司機室的一種重要的輔助供暖設備，在寒冷的冬季為機車司機工作環(huán)境的舒適起到了重要作用。然而部分暖風機自投入使用以來，質(zhì)量問題隨季節(jié)變化周而復始，只能通過在段改造來解決問題。隨著機車司乘對工作舒適性要求的提高，對暖風機的使用性能及質(zhì)量提出了更高的要求，解決機車暖風機在運行時噪聲大、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行分析，并提出改進方案。

1.暖風機結(jié)構(gòu)及工作原理

暖風機主要由貫流風機、發(fā)熱元件、溫控開關(guān)、溫度熔斷絲、連接器等組成。圖 1 為暖風機電氣控制原理圖，主要性能參數(shù)有：主電路加熱部分額定電壓 3AC 440 V/60 Hz，貫流風機額定電壓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：暖風機通電后，發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量加熱空氣，通過風機經(jīng)風道傳送至司機室。暖風機內(nèi)部采用溫控開關(guān)調(diào)節(jié)溫度：當暖風機正常工作時，發(fā)熱元件制熱，溫度逐漸上升，當溫控開關(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，此時風機仍然運行，發(fā)熱元件不制熱，溫度逐漸降低;當溫控開關(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.暖風機常見故障分析

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

從故障現(xiàn)象分析，暖風機存在的主要問題為：1）暖風機風道結(jié)構(gòu)設計不合理，內(nèi)部熱量不能及時散發(fā)，導致暖風機內(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，導致暖風機吹風時冷時熱，而溫控開關(guān)頻繁通斷也是導致溫控開關(guān)失效、暖風機

不工作的主要原因;3）貫流風機風量與風道結(jié)構(gòu)不匹配，造成 2 極電機貫流風機風量大、噪聲也大，而極電機貫流風機風量小，暖風機內(nèi)部熱量不易散發(fā)。

3 ?暖風機改進方案

3.1 ?改進思路

根據(jù)暖風機結(jié)構(gòu)原理及故障分析，改進思路為：1）對風道結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計，改變結(jié)構(gòu)，減少風阻; 2）對風機重新選型，使其相關(guān)參數(shù)能夠與風道結(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 ?改進內(nèi)容

3.2.1 ?優(yōu)化暖風機結(jié)構(gòu)及布局

調(diào)整溫控開關(guān)和熔斷絲在風道口的安裝位置，使溫控開關(guān)能在暖風機外罩表面溫度接近 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。改進前后的暖風機風道結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)改進后的暖風機因配件數(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)化貫流風機性能

對貫流風機重新選型并進行參數(shù)設定，調(diào)整轉(zhuǎn)速。貫流風機改進前后暖風機的試驗數(shù)據(jù)可知：改進前 2 極電機貫流風機風量大，噪聲也大;改進前 4 極電機貫流風機噪聲最小，但風量小，暖風機內(nèi)部熱量不易散發(fā)。改進后的貫流風機綜合前面兩種風機的性能，在 4 極電機貫流風機的基礎上，調(diào)高了轉(zhuǎn)速，增加了風量，同時保證了噪聲不高于 55 dB（A）。

3.3 ?暖風機改進前后對比

試驗數(shù)據(jù)可知：原機型 1 噪聲大，溫控開關(guān)動作頻繁，沒有解決出風時冷時熱問題;原機型 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，出風時冷時熱問題。改進后的暖風機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，解決了出風時冷時熱問題。

4 ?結(jié)束語

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

參考文獻

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