汽車修理工考級設備研制——發動機故障診斷與排除

陳加國 張書慧 周 立

（南京工業職業技術學院 機械工程學院，江蘇 南京210046）

0 引言

國家職業資格證書架起了“專業”與“職業”之間的橋梁，獲得相應的職業資格證書是高職高專院校學生能勝任職業崗位的關鍵。汽車修理工證書是汽車運用技術專業學生最重要的職業資格證書，我校汽車檢測與維修專業人才培養方案要求學生在畢業前必須獲得汽車修理工中級資格證書。

汽車修理工考級包括理論知識考核和實際操作考核兩部分。實際操作考核內容由汽車維護作業、汽車小修大修作業、發動機故障診斷與排除、自動變速器故障診斷與排除、汽車各零件的檢修和汽車各總成的拆解檢修等項目組成。考核一般會抽取其中的四個項目，其中發動機故障診斷與排除是必考項目。各高職院校汽車專業為了進行汽車修理工考級考核，都配置了相應的發動機故障診斷與排除教學設備[1]。

1 發動機故障診斷與排除教學設備應用現狀分析

1.1 發動機故障可能的故障元件有轉速傳感器、噴油器保險絲、油泵保險絲、油泵繼電器、防盜組件、ECU保險絲、蓄電池和起動機等，這些元件分布在汽車車身的各個位置。以某常用教學汽車為例，其ECU保險絲位于發動機艙保險絲單元，油泵保險絲、噴油器保險絲、油泵繼電器和防盜保險絲則位于駕駛艙的保險絲單元，轉速傳感器位于發動機艙的后部。元件復雜的分布情況，降低了故障設置的效率，不利于高效的開展汽車修理工考級培訓與考核活動。目前我校汽車修理工考級實際操作考核環節由四個項目組成，其中必考項目發動機故障診斷與排除耗時是其它幾個項目的兩倍左右，影響到了考級工作的效率。

1.2 發動機部分元件的位置隱蔽，以某常用教學汽車為例，其駕駛艙的保險絲單元有數十個保險絲和數個繼電器。與發動機故障相關聯的保險絲和繼電器單元不易找到，甚至容易找錯，這影響到了修理工考級培訓和考核的準確性。

1.3 直接在汽車上設置元件故障，降低了故障設置的隱蔽性，影響到汽車修理工的考核過程。學生可采用非正規途徑來找到故障原因，不利于學生分析研究學習習慣的養成。我校該項目的考核是這樣進行的：一個考生考核結束后，教師現場設置下一個考生的故障，教師設置故障的動作容易被考生發現并利用于故障排除，影響到了考核過程的嚴謹性和考核結果的公正性。

1.4 校內教師是各類教學設備的使用者，其對設備的熟悉程度影響到教學效果。設備的研制過程實際上是教師教學思路實現的過程。如果通過購買設備的途徑來解決實訓條件問題，教師只能是被動的依賴所購教學設備進行課堂教學和實訓教學，不能充分實現我校汽車運用專業的教學思路與特色。我校教師也失去了提高教學和科研水平的機會。

1.5 學校現有設備的利用率低

學校目前有多種型號的車輛，用于學校汽車專業的理論與實踐教學，這些車輛僅用于一門或部分課程的教學，設備利用率不高。如果通過購買設備的途徑來解決實訓條件問題，不能提高現有設備的利用率，增加了學校設備投入。

為此，本文提出通過教師自制實訓設備來改善學校現有實訓條件，節約資金并提高汽車修理工考級工作的效率與效果。同時通過設備研制，可培養我院汽車運用技術專業教師的科研能力，使得教師成為既能講又能做的“雙師”。

2 發動機故障診斷與排除教學設備實訓臺結構設計

根據上述分析，本文研制的設備在結構上進行了以下改進。

根據對汽車修理中級工發動機故障診斷與排除培訓考核內容的分析，整理出轉速傳感器，噴油器保險絲，油泵保險絲，油泵繼電器，防盜組件，ECU保險絲，蓄電池，起動機等故障元件。信號轉接裝置A（各裝置的結構關系見圖1，下文所提各裝置同見圖1）與ECU連接，通過設計制造，轉接發動機ECU傳輸的各元件信號，信號真實可靠，且不破壞汽車正常工作，學生可通過解碼器等專用儀器儀表進行故障診斷和排除，保證學生的操作過程與實際工作過程一致。故障設置均通過裝置B在車外完成，大大提高了故障設置的效率。故障設置是通過模擬元件傳輸給ECU的故障信號完成的，不在汽車本體上設置故障，保證了故障設置的準確性及隱蔽性，大大提高了教學和考核過程的效率，有利于培養學生分析研究的學習習慣。

將上述元件的故障現象、故障診斷方法和故障排除方法等整理成資料，當故障設置裝置B設置相應故障時，在顯示裝置C上顯示出相應的故障現象、故障診斷方法和故障排除方法等信息，作為學生進行學習及考核的參考，提高了教學效果。

圖1 設備結構簡圖

3 故障設置與檢測實施

本文所開發的發動機故障診斷與排除系統使用了C++程序設計語言，編程環境為Microsoft Visual C++6.0。程序設計時采用面向對象的程序設計方法，它是目前最流行的程序設計方法。相比于傳統的程序設計方法，它使得程序具有更強的靈活性和可維護性。汽車發動機故障診斷與排除系統包含了轉速傳感器，噴油器保險絲，油泵保險絲，油泵繼電器，防盜組件，ECU保險絲，蓄電池和起動機等8個發動機可能出現故障的部位。我們為每個發動機可能出現故障的部位設計了一個標簽頁面，對每個部位可在相應的頁面上設置故障，對每個故障進行模擬，分析。[2-3]操作界面如圖2所示。

圖2 故障設置系統操作界面截圖

現以噴油泵保險絲故障為例，解釋故障設置原理。當故障現象為：首次點火，發動機起動數秒后熄火；再次打火，發動機打不著。用解碼器連接汽車OBD端口，無故障碼。根據上述現象可判斷出故障元件為噴油泵保險絲。如果噴油泵保險絲故障，噴油泵線路傳輸給ECU的信號電壓就會與正常工作情況下的數值相異。使用檢測設備測量出故障產生時的元件傳輸給ECU的異常信號電壓值，利用故障設置裝置模擬此電壓值，并將它傳輸至發動機ECU，模擬出故障現象。

圖3 故障設置裝置工作原理

4 結論

本文通過教師自制實訓設備來改善學校現有實訓條件，節約資金并提高汽車修理工考級工作的效率與效果。同時通過設備的研制，可培養汽車運用技術專業的教師的科研能力，使得教師成為既能講又能做的“雙師”。并以此為基礎，不斷研究開發汽車教學設備,使汽車運用技術專業成為集研究、開發、教學和社會服務為一體的綜合性汽車新技術教學研發基地。

［1］閆連新.汽車修理工含技師等級考試必讀[M].金盾出版社，2011,1.

［2］趙文龍.基于教學電控發動機試驗臺的設計與試驗分析[J].汽車電器,2009(10).

［3］劉占峰.DA462發動機試驗臺架研制與教學實踐[J].內蒙古農業大學學報，2011(3).