田楚辉

摘要：文章介绍了暖风机的结构及工作原理，详细阐述了暖风机的常见故障并进行原因分析，提出对暖风机结构及贯流风机性能进行优化的方案。运行数据表明暖风机常见故障得到了有效解决，故障率显著降低，暖风机质量得到了明显提高。

关键词：机车;暖风机;故障;改进

随着行业的迅速发展，暖风机作为工程车辆司机室的一种重要的辅助供暖设备，在寒冷的冬季为机车司机工作环境的舒适起到了重要作用。然而部分暖风机自投入使用以来，质量问题随季节变化周而复始，只能通过在段改造来解决问题。随着机车司乘对工作舒适性要求的提高，对暖风机的使用性能及质量提出了更高的要求，解决机车暖风机在运行时噪声大、异音、外壳表面温度过高、温控开关易损坏等问题迫在眉睫。本文对其结构原理及近年来的运行故障进行分析，并提出改进方案。

1.暖风机结构及工作原理

暖风机主要由贯流风机、发热元件、温控开关、温度熔断丝、连接器等组成。图 1 为暖风机电气控制原理图，主要性能参数有：主电路加热部分额定电压 3AC 440 V/60 Hz，贯流风机额定电压AC  230 V/60  Hz，控制电路电压 DC  110 V;总功率1500 W，由 3根 500 W 翅片式发热元件并联组成;温控开关 TG1，TG2 的断开温度为 80  ℃，熔断丝RD1 的断开温度为 121 ℃。其工作原理如下：暖风机通电后，发热元件产生的热量加热空气，通过风机经风道传送至司机室。暖风机内部采用温控开关调节温度：当暖风机正常工作时，发热元件制热，温度逐渐上升，当温控开关处温度上升到（80±5）℃时，温控开关断开，切断发热元件供电电源，此时风机仍然运行，发热元件不制热，温度逐渐降低;当温控开关处温度降至（60±5）℃时，温控开关闭合，接通发热元件供电电源，发热元件开始制热，如此循环工作。如图1所示：

2.暖风机常见故障分析

机车暖风机在运行中主要表现为以下故障现象：1）暖风机外壳表面温度高;2）吹风时冷时热;3）风机噪声大、异音;4）暖风机不工作。出现上述故障现象时，故障元件通常为温控开关、贯流风机或熔断丝，而表现最明显的就是温控开关失效，同时伴随暖风机外壳表面温度高。

从故障现象分析，暖风机存在的主要问题为：1）暖风机风道结构设计不合理，内部热量不能及时散发，导致暖风机内部积热，外壳表面温度高;2）温控开关位置不合理，频繁通断，导致暖风机吹风时冷时热，而温控开关频繁通断也是导致温控开关失效、暖风机

不工作的主要原因;3）貫流风机风量与风道结构不匹配，造成 2 极电机贯流风机风量大、噪声也大，而极电机贯流风机风量小，暖风机内部热量不易散发。

3  暖风机改进方案

3.1  改进思路

根据暖风机结构原理及故障分析，改进思路为：1）对风道结构进行优化设计，改变结构，减少风阻; 2）对风机重新选型，使其相关参数能够与风道结构更加匹配;3）改变发热元件的结构，增加发热元件的散热面积4）合理布置温控开关、熔断丝的位置，减少温控开关的动作频率，延长使用寿命。

3.2  改进内容

3.2.1  优化暖风机结构及布局

调整温控开关和熔断丝在风道口的安装位置，使温控开关能在暖风机外罩表面温度接近 80 ℃时动作;改变翅片发热元件的结构并增加散热面积，将发热元件数量由 3 个改为 2 个，减少风阻，通过更改发热元件的电气连接方式保持功率 1.5 kW 不变。改进前后的暖风机风道结构。结构改进后的暖风机因配件数量减少，装配更加方便和快捷，而且成本降低了10%

3.2.2  优化贯流风机性能

对贯流风机重新选型并进行参数设定，调整转速。贯流风机改进前后暖风机的试验数据可知：改进前 2 极电机贯流风机风量大，噪声也大;改进前 4 极电机贯流风机噪声最小，但风量小，暖风机内部热量不易散发。改进后的贯流风机综合前面两种风机的性能，在 4 极电机贯流风机的基础上，调高了转速，增加了风量，同时保证了噪声不高于 55 dB（A）。

3.3  暖风机改进前后对比

试验数据可知：原机型 1 噪声大，温控开关动作频繁，没有解决出风时冷时热问题;原机型 2 外罩表面温度过高，存在一定安全隐患，且同样存在温控开关频繁通断，出风时冷时热问题。改进后的暖风机有效解决了这些问题，噪声及表面温度都降低了，并且温控开关不再频繁动作，延长了温控开关的寿命，解决了出风时冷时热问题。

4  结束语

通过对近年来机车用暖风机故障信息及维修情况进行统计分析，发现大部分暖风机故障现象是由于风道组成结构不合理及贯流风机与风道组成不匹配造成的。对项目前期问题进行了跟踪和分析，采用上述方案进行整改后，暖风机故障得到有效解决，整改后的暖风机运用效果良好，改进方案也为后续研发可靠性更高的新型暖风机提供了参考。

参考文献

[1]马勇军.燃油暖风机的工作原理及常见故障诊断[J].汽车电器，2000，（06）：28.

[2]李俊，钟华，刘剑飞，高怀斌.通用暖风机高原耐久性试验故障分析与排除[J].建筑热能通风空调，2021，40（01）：65-67.

[3]周瑜飞.变频机械常见故障分析[J].中国金属通报，2019（10）：167-168.