基于一種汽車故障箱的實(shí)際開發(fā)應(yīng)用

郭大民　王立剛

隨著國家職業(yè)教育指導(dǎo)方針的改變，由原來的復(fù)合型人才培養(yǎng)策略轉(zhuǎn)變?yōu)楦呒寄苄腿瞬排囵B(yǎng)策略，對近階段的職業(yè)教育院校的實(shí)際教學(xué)提出了很高的要求。前一階段的職業(yè)教育主要是加強(qiáng)對學(xué)生的基礎(chǔ)性教育，廣泛培養(yǎng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)知識的廣度，而對于專業(yè)知識的深度有所忽略，雖然對學(xué)生擇業(yè)范圍和就業(yè)適應(yīng)能力方面有較大的幫助，但是，就中國現(xiàn)階段工業(yè)發(fā)展和社會服務(wù)方面來講，已經(jīng)不能完全適應(yīng)。根據(jù)現(xiàn)在階段的國家工業(yè)發(fā)展和社會需求的轉(zhuǎn)變，國家教育部提出了現(xiàn)階段的職業(yè)教育培養(yǎng)模式即要求各職業(yè)院校主要以培養(yǎng)高技能型人才作為教育的指導(dǎo)思想。

另外，針對近年來汽車市場服務(wù)方面的觀念的轉(zhuǎn)變，要求汽車專業(yè)培養(yǎng)的高技能人才特別是汽車后市場所需的人才，由前些年的知識量大、專業(yè)技能多、能勝任多個工作崗位，轉(zhuǎn)變?yōu)榻甑膶I(yè)技能強(qiáng)、能短期內(nèi)適應(yīng)本崗位工作、盡量提升本職工作效率的定崗專業(yè)人才；特別是隊汽車后市場人才需要的更為直接，即為能在盡量短的時間能滿足本工作崗位的需求的一切技術(shù)要求，在短期內(nèi)達(dá)到其個人工作崗位的需求的專業(yè)素質(zhì)，盡量減少企業(yè)的培養(yǎng)成本。

針對以上相關(guān)方針和規(guī)范的指導(dǎo)，以及能更好的適應(yīng)現(xiàn)階段就業(yè)市場的需求和學(xué)生就業(yè)后的發(fā)展，對實(shí)習(xí)實(shí)驗教學(xué)中的課程設(shè)立和教學(xué)內(nèi)容必須更趨近于實(shí)際社會服務(wù)需求。根據(jù)政策的轉(zhuǎn)變，對這樣的策略，在本門課程實(shí)際實(shí)驗教學(xué)中的要求必須有大幅度提高，基于以上要求各職業(yè)院校的實(shí)際教學(xué)設(shè)施和相應(yīng)器材及設(shè)備有較大的提高，這無形中對于各學(xué)校的教學(xué)成本投入增加了很大的難度，為了解決本方面的困難，同時滿足相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，我學(xué)校汽車檢測與維修專業(yè)、汽車電子專業(yè)教師在現(xiàn)有的實(shí)驗實(shí)訓(xùn)設(shè)備的基礎(chǔ)上自行開發(fā)了一套能滿足現(xiàn)階段教學(xué)要求的實(shí)驗實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備?，F(xiàn)以汽車維修專業(yè)學(xué)生的實(shí)際實(shí)驗課程中故障診斷課程中的實(shí)際故障排除為例，根據(jù)本學(xué)校實(shí)際教學(xué)課程的設(shè)計而自行研究開發(fā)了一款能滿足本門課程實(shí)際教學(xué)需求的實(shí)驗故障設(shè)置箱。

現(xiàn)將本款的實(shí)驗設(shè)備功能和功用加以闡述，此故障設(shè)置箱開發(fā)的初衷只是為了滿足汽車維修專業(yè)學(xué)生的日常實(shí)驗實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需求；但是隨著開發(fā)的深入對其其他方面功能也有了相應(yīng)的研發(fā)，這就大大提升了本故障設(shè)置箱的實(shí)用性。

此故障設(shè)置箱能滿足以下三方面的需要，下面對三大項目加以詳細(xì)闡述：

1）日常教學(xué)中任務(wù)：日常教學(xué)中主要按照相應(yīng)的教學(xué)大綱完成教學(xué)任務(wù)，對應(yīng)相關(guān)的政策及當(dāng)前就業(yè)需求。主要能培養(yǎng)學(xué)生的基本技能（儀器工具使用、電路檢測、電路圖識讀和元器件檢測方法），在日常教學(xué)中對于相關(guān)的實(shí)訓(xùn)實(shí)驗中加以提升。在實(shí)際教學(xué)過程要求實(shí)驗實(shí)訓(xùn)的過程中，能模擬日后的售后服務(wù)中的實(shí)際工作現(xiàn)象，能做到教學(xué)與實(shí)際維修相結(jié)合，把二者有機(jī)結(jié)合在一起，即通過在實(shí)驗課中教授日后維修工作中的相關(guān)內(nèi)容，通過實(shí)驗課提升學(xué)生日后維修的技巧和維修診斷思路的培養(yǎng)。

2）技能大賽：根據(jù)國家維修檢測維修技能大賽的指導(dǎo)思想和相關(guān)的要求，主要是體現(xiàn)各學(xué)校在日常教學(xué)中的基礎(chǔ)知識實(shí)際動手能力，主要在大賽中展現(xiàn)學(xué)生們的檢測方法是否正確，制定維修方案是否符合實(shí)際維修的要求。并能在整個維修檢驗過程中團(tuán)隊配合是否默契，綜合以上要求，則必須體現(xiàn)出整個大賽中的公平合理。本故障設(shè)置箱在此方面也能淋漓盡致的體現(xiàn)這點(diǎn)，就是不公布故障設(shè)置點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況的需要隨時改變故障設(shè)置的部位。

3）職業(yè)資格鑒定：對于大部分職業(yè)院校的畢業(yè)生就業(yè)的要求，就是在畢業(yè)時候能得到相應(yīng)的職業(yè)資格證書，畢竟在現(xiàn)階段的各大企業(yè)開業(yè)和個人從業(yè)前提就是獲得相應(yīng)的從業(yè)資格。而根據(jù)國家資格鑒定的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)，就是在汽車維修工職業(yè)技能鑒定過程中無論是汽車維修中級工（四級）還是高級工（三級）鑒定中的必不可少的一個考試內(nèi)容為汽車電控系統(tǒng)故障診斷（發(fā)動機(jī)或者汽車電器部分），而本故障箱的開發(fā)應(yīng)用恰恰能滿足本方面的需要。

下面詳細(xì)針對以上三個方面的內(nèi)容而對此故障設(shè)置箱功能作以詳細(xì)介紹；此故障設(shè)置箱即以桑塔納轎車為原型車，在保持原車的結(jié)構(gòu)和布置，不破壞原車的外觀與內(nèi)飾的基礎(chǔ)上，對原車不作剖切。所有的改制線束，包含在原有線束內(nèi)，使之不易看到改動的痕跡。它可以進(jìn)行工況模擬和故障設(shè)置，此時可對學(xué)生進(jìn)行轎車維修檢測技術(shù)和判斷排除汽車故障的訓(xùn)練、教學(xué)、比賽和考核。此故障設(shè)置箱由發(fā)動機(jī)、車身電氣兩個控制面板組成。它的獨(dú)特之處在于故障設(shè)置箱“隱藏”在轎車后備箱內(nèi)，通過連接電纜與車內(nèi)線束連接，可進(jìn)行靜態(tài)測試和動態(tài)的路試。通過教具車的演示，使學(xué)生可以實(shí)地觀察汽車發(fā)動機(jī)電控和電器部分的結(jié)構(gòu)，各元件的安裝位置，汽車各部分的工作過程，并通過動手操作，掌握工況信息的采集和控制，以及進(jìn)行故障分析及排除的教學(xué)和考核，從而提高學(xué)生對車輛的了解和修理汽車的實(shí)際動手能力，大大豐富了汽車專業(yè)教學(xué)的內(nèi)容。

故障箱的故障設(shè)置也是根據(jù)發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)基本原理和工作特性來完成的，下面對桑塔納轎車發(fā)動機(jī)的電控部分進(jìn)行簡單介紹：

電控系統(tǒng)的核心是電控單元（Electronic Control Unit）俗稱電腦或ECU。ECU通過分析各傳感器提供的發(fā)動機(jī)工況及運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)，借助于編好的程序以數(shù)字形式輸入ECU，進(jìn)行時效處理，經(jīng)過精確計算，發(fā)出最佳噴油脈沖寬度信號和最佳點(diǎn)火信號，從而獲得最佳的空燃比與點(diǎn)火提前角。電控系統(tǒng)由ECU、傳感器和熱行器三大部分組成，如圖所示。

圖1 電控汽油噴射系統(tǒng)組成

1）傳感器

傳感器是檢測發(fā)動機(jī)實(shí)際工況，感知各種信號的主要部件。桑坦納噴射系統(tǒng)共有六個傳感器，其中點(diǎn)火前三個和點(diǎn)火后三個。點(diǎn)火前三個傳感器是節(jié)氣門位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器和進(jìn)氣壓力傳感器。點(diǎn)火燃燒后三個傳感器分別是爆震傳感器、冷卻液溫度傳感器和排氣管內(nèi)的氧傳感器。這六個傳感器組成一個閉環(huán)系統(tǒng)，隨時感知發(fā)動機(jī)的工作狀況。除此之外還有一個霍爾傳感器。

點(diǎn)火前三個傳感器和霍爾傳感器是為發(fā)動機(jī)工作提供相應(yīng)的信號參數(shù)（發(fā)動機(jī)的負(fù)荷、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣量及曲軸位置），發(fā)動機(jī)控制單元根據(jù)這幾個信號來控制發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火時刻、噴油量等。而點(diǎn)火后的三個傳感器主要是為發(fā)動機(jī)的電子控制單元提供相應(yīng)的修正信號（點(diǎn)火時刻、發(fā)動機(jī)溫度和尾氣中氧氣含量），發(fā)動機(jī)的電子控制單元再根據(jù)以上三個信號來調(diào)節(jié)點(diǎn)火時刻和噴油量，通過此種控制方式，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動機(jī)的動力性有機(jī)結(jié)合，達(dá)到了發(fā)動機(jī)控制的最佳配合。

此設(shè)備開發(fā)過程中為了能充分的體現(xiàn)出相應(yīng)傳感器的信號報告和反饋功能，顧在制作時對以上相應(yīng)傳感器都設(shè)置了相應(yīng)的電路故障；還在故障箱上設(shè)置四個模擬信號發(fā)生器，該模擬信號發(fā)生器能模擬出與原車傳感器檢測信號相類似的信號來報告給電子控制單元，這樣也能充分檢驗測試人員能力。

2）電子控制單元（ECU）

是發(fā)動機(jī)的一種電子綜合控制裝置。它的作用是根據(jù)電子控制單元內(nèi)存儲的程序?qū)Πl(fā)動傳感器輸入的各種信息進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷，然后輸出指令，控制執(zhí)行器動作，以達(dá)到迅速、準(zhǔn)確、自動地控制發(fā)動機(jī)工作的目的。電子控制單元還具有自適應(yīng)功能和自診斷功能。在此設(shè)備開發(fā)過程充分的體現(xiàn)出了發(fā)動機(jī)的自診斷功能。

3）執(zhí)行器

為完成電控系統(tǒng)各種功能的裝置叫執(zhí)行器。此開發(fā)設(shè)備控制系統(tǒng)的主要執(zhí)行器有：電磁式噴油器、點(diǎn)火控制器、怠速控制閥（步進(jìn)電機(jī)）、活性碳罐電磁閥、汽油泵繼電器等，這些執(zhí)行器故障點(diǎn)在此設(shè)備中具有相應(yīng)的體現(xiàn)，也能充分體現(xiàn)了在實(shí)際維修中因為某些工作器件因為保養(yǎng)維護(hù)不及時或使用方法不當(dāng)引起的相應(yīng)故障。

電器部分的故障設(shè)置點(diǎn)，主要是針對汽車本身的現(xiàn)有車身電器及其他部分的線路設(shè)置相應(yīng)故障，諸如：對汽車燈光系統(tǒng)、電動刮水器、儀表信號及防盜系統(tǒng)設(shè)置基本故障。

通過此故障箱的實(shí)踐應(yīng)用，在教學(xué)和競賽方面，充分體現(xiàn)了教學(xué)與實(shí)際維修中的相互結(jié)合，能為日后的就業(yè)和技術(shù)研發(fā)中打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。對相應(yīng)的執(zhí)行器測試方法有明確的思路。

通過自行開發(fā)的此套故障設(shè)置裝置，也可對其他的教學(xué)項目有一定的啟發(fā)，在今后的教學(xué)用具開發(fā)中，找到了合適的方法。

[責(zé)任編輯：田吉捷]