汽車故障診斷與排除技能訓練五步法的研究

無錫汽車工程高等職業(yè)技術(shù)學校 陳社會

本文根據(jù)技能訓練實踐提出汽車故障診斷與排除技能訓練五步法：學習故障數(shù)據(jù)采集方法、練習故障數(shù)據(jù)采集、分析故障數(shù)據(jù)特征、學習故障診斷與排除流程、練習故障診斷與排除技能，該訓練方法可顯著提高技能訓練的質(zhì)量和效率。汽車故障診斷與排除技能訓練五步法是以故障數(shù)據(jù)分析為依據(jù)，故障診斷正確率更高，體現(xiàn)了學生的主體地位，培養(yǎng)了學生的多項關(guān)鍵能力，該訓練方法也適用于其他類似理工類學科的故障診斷與排除技能訓練。

1 汽車故障診斷與排除技能訓練五步法的產(chǎn)生背景

汽車故障診斷與排除技能訓練五步法是在職業(yè)院校汽車類技能大賽日常訓練和課堂教學過程中實踐探索出來的方法。汽車故障診斷與排除技能是決定成績的關(guān)鍵，由于教練和學生可用于訓練的時間有限，為了提高訓練的質(zhì)量和效率，需要找到高效的技能訓練方法，才有可能取得優(yōu)異的比賽成績，經(jīng)過技能訓練實踐和不斷改進，逐漸形成了汽車故障診斷與排除技能訓練五步法。近2年在我校的新能源汽車技能大賽訓練中使用了該訓練方法，取得了全國中職新能源汽車技能大賽1枚金牌和江蘇省高職新能源汽車技能大賽第1名的優(yōu)異成績。

2 汽車故障診斷與排除技能訓練五步法的實施

2.1 學習故障數(shù)據(jù)采集方法

隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，汽車的電控化程度越來越高，這也使汽車故障診斷與排除的難度不斷加大。我們可通過采集汽車故障數(shù)據(jù)，從中獲得相關(guān)特征和規(guī)律，借助數(shù)據(jù)進行汽車故障診斷，從而提升專業(yè)能力。

“授之以魚，不如授之以漁”，在技能訓練過程中，要教會學生數(shù)據(jù)采集的方法，學生學會了方法就可觸類旁通。汽車故障數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容主要包括：故障現(xiàn)象、故障代碼、相關(guān)數(shù)據(jù)流、模塊通訊狀態(tài)等，汽車故障數(shù)據(jù)采集還應(yīng)注意故障數(shù)據(jù)的采集條件。以采集吉利EV450車的電池管理系統(tǒng)（BMS）故障數(shù)據(jù)為例，該車的BMS相關(guān)電路如圖1所示，設(shè)計的故障數(shù)據(jù)采集內(nèi)容見表1所列。

表1 故障數(shù)據(jù)采集表

圖1 吉利EV450車BMS相關(guān)電路

此階段學生在掌握專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，學習故障數(shù)據(jù)采集方法，教練采用講授法、示范法、引導文等方法組織教學或訓練。

2.2 練習故障數(shù)據(jù)采集

汽車故障數(shù)據(jù)采集有2種模式，一種是在虛擬仿真軟件上模擬故障進行采集，一種是在整車或臺架上設(shè)置真實故障進行采集。2種模式各有利弊，前者故障數(shù)據(jù)采集效率較高，但是對軟件要求較高，故障數(shù)據(jù)有時失真；后者故障數(shù)據(jù)采集效率較低，有時需要破壞汽車相關(guān)零部件或線束，初學者會有操作安全風險。

故障點的設(shè)計非常重要，故障點的選擇要求具有典型性和代表性。通常來說，電氣線路故障要比機械故障復雜，電氣線路的故障點可設(shè)置電源線、搭鐵線、信號線、控制線、元件本體等。故障的類型可設(shè)置短路（對電源、對搭鐵、對信號）故障、斷路故障、電路電阻異常故障、機械故障等。

此階段學生根據(jù)學習的故障數(shù)據(jù)采集方法，可采用分組采集故障數(shù)據(jù)、教練進行巡回指導的方式，引導和幫助學生進行故障數(shù)據(jù)采集。學生采集故障數(shù)據(jù)的過程實現(xiàn)了工學結(jié)合且學生是主體，有別于傳統(tǒng)的填鴨式故障數(shù)據(jù)展現(xiàn)，激發(fā)了學生的學習興趣。

2.3 故障數(shù)據(jù)特征分析

可通過分析、歸納、總結(jié)汽車故障數(shù)據(jù)，揭示故障數(shù)據(jù)的關(guān)系、特征和規(guī)律。根據(jù)吉利EV450車BMS故障數(shù)據(jù)采集結(jié)果，如果僅分析1個故障點的故障數(shù)據(jù)，無法得到總結(jié)性的結(jié)論，但如果將大量的故障點和故障數(shù)據(jù)放在一起進行比較、分析、歸納，就可得到以下結(jié)論。

（1）單個模塊丟失通訊的故障原因可能是模塊的供電線故障、搭鐵線故障、CAN總線故障、模塊本體故障等。

（2）多個模塊丟失通訊的原因可能是CAN總線故障。

（3）IG2電是冗余設(shè)計，IG2電出現(xiàn)故障無故障現(xiàn)象。

（4）CAN-H對5 V或12 V電源短路、CAH-L對搭鐵短路，無故障現(xiàn)象。

此階段學生可采用分組討論的方法對故障數(shù)據(jù)進行分析研究，然后進行分組匯報，最后由教練決策得出結(jié)論。

2.4 學習故障診斷與排除流程

故障診斷與排除流程是指故障診斷與排除工作的特定過程，主要包括實際作業(yè)過程中的環(huán)節(jié)、順序、步驟。精益的流程有助于學生少走彎路，提高訓練質(zhì)量和效率。以汽車故障診斷與排除為例，經(jīng)過反復實踐驗證，嚴謹科學的故障診斷與排除流程如下：故障現(xiàn)象確認→通訊狀態(tài)及故障代碼檢查→正確讀取數(shù)據(jù)→清除故障代碼并再次讀取→確定故障范圍→部件/電路測試→故障部位確認和排除→最終維修結(jié)果確認。

此階段可通過設(shè)計工作頁或引導文來組織學生學習故障診斷與排除的流程，目的是讓學生掌握并運用流程進行故障診斷與排除，為后續(xù)高效的技能訓練提供保障。

2.5 練習故障診斷與排除技能

學生經(jīng)過故障數(shù)據(jù)的采集和分析、故障診斷與排除流程的學習，最終的落腳點是故障診斷與排除技能的練習。此階段教練設(shè)置故障或?qū)W生間相互設(shè)置故障，學生在工單或引導文的輔助下，工學交替，實現(xiàn)做中學、學中做，進行故障診斷與排除技能的練習。

3 汽車故障診斷與排除技能訓練五步法的特點分析

3.1 技能訓練有數(shù)據(jù)支撐

傳統(tǒng)的故障診斷與排除主要依靠經(jīng)驗，經(jīng)驗越豐富，診斷正確率越高，而汽車故障診斷與排除技能訓練五步法主要依靠對故障數(shù)據(jù)的科學分析，可靠性更好，故障診斷正確率更高。

3.2 學生為主體，教練為主導

汽車故障診斷與排除技能訓練五步法是由學生進行故障數(shù)據(jù)的采集和分析、練習故障診斷與排除技能。設(shè)計的思路是以學生為主體，教練為主導，幫助學生解決故障診斷與排除過程中出現(xiàn)的困難。此方法尤其適用于技能大賽訓練，可顯著提高訓練質(zhì)量和效率。

3.3 培養(yǎng)了學生的多項關(guān)鍵能力

汽車故障診斷與排除技能訓練五步法既培養(yǎng)了學生的職業(yè)技能，也培養(yǎng)了學生的自主學習能力、分析能力和方法能力，讓學生養(yǎng)成數(shù)據(jù)采集及分析的思維和習慣，充分挖掘了學生的潛能，培養(yǎng)的能力更加綜合，更能適應(yīng)市場對技術(shù)技能人才的需求。

3.4 適用多場景和多學科的故障診斷與排除技能訓練

汽車故障診斷與排除技能訓練五步法從適用的場景看，可適用于技能大賽訓練、課堂教學、企業(yè)培訓等多種場景。從適用的學科看，不僅適用于汽車專業(yè)，也適用于其他類似理工類學科的故障診斷與排除技能訓練。