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(guó)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(duì)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(duì)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(shí)的廣度，而對(duì)于專業(yè)知識(shí)的深度有所忽略，雖然對(duì)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(guó)現(xiàn)階段工業(yè)發(fā)展和社會(huì)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(guó)家工業(yè)發(fā)展和社會(huì)需求的轉(zhuǎn)變，國(guó)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(duì)近年來汽車市場(chǎng)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(chǎng)所需的人才，由前些年的知識(shí)量大、專業(yè)技能多、能勝任多個(gè)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(duì)汽車后市場(chǎng)人才需要的更為直接，即為能在盡量短的時(shí)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(gè)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(duì)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(chǎng)的需求和學(xué)生就業(yè)后的發(fā)展，對(duì)實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)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(huì)服務(wù)需求。根據(jù)政策的轉(zhuǎn)變，對(duì)這樣的策略，在本門課程實(shí)際實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)滿足相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，我學(xué)校汽車檢測(cè)與維修專業(yè)、汽車電子專業(yè)教師在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)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(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備。現(xiàn)以汽車維修專業(yè)學(xué)生的實(shí)際實(shí)驗(yàn)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(jì)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(yàn)故障設(shè)置箱。

現(xiàn)將本款的實(shí)驗(yàn)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(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需求；但是隨著開發(fā)的深入對(duì)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(duì)三大項(xiàng)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(duì)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(cè)、電路圖識(shí)讀和元器件檢測(cè)方法），在日常教學(xué)中對(duì)于相關(guān)的實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)中加以提升。在實(shí)際教學(xué)過程要求實(shí)驗(yàn)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(yàn)課中教授日后維修工作中的相關(guān)內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)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(guó)家維修檢測(cè)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(shí)實(shí)際動(dòng)手能力，主要在大賽中展現(xiàn)學(xué)生們的檢測(cè)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(gè)維修檢驗(yàn)過程中團(tuán)隊(duì)配合是否默契，綜合以上要求，則必須體現(xiàn)出整個(gè)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(shí)改變故障設(shè)置的部位。

3）職業(yè)資格鑒定：對(duì)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(shí)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(gè)人從業(yè)前提就是獲得相應(yīng)的從業(yè)資格。而根據(jù)國(guó)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(jí)工（四級(jí)）還是高級(jí)工（三級(jí)）鑒定中的必不可少的一個(gè)考試內(nèi)容為汽車電控系統(tǒng)故障診斷（發(fā)動(dòng)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(duì)以上三個(gè)方面的內(nèi)容而對(duì)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(duì)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(dòng)的痕跡。它可以進(jìn)行工況模擬和故障設(shè)置，此時(shí)可對(duì)學(xué)生進(jìn)行轎車維修檢測(cè)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(dòng)機(jī)、車身電氣兩個(gè)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(cè)試和動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)車輛的了解和修理汽車的實(shí)際動(dòng)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(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)基本原理和工作特性來完成的，下面對(duì)桑塔納轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的電控部分進(jìn)行簡(jiǎn)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(dòng)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(shí)效處理，經(jīng)過精確計(jì)算，發(fā)出最佳噴油脈沖寬度信號(hào)和最佳點(diǎn)火信號(hào)，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(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工況，感知各種信號(hào)的主要部件。桑坦納噴射系統(tǒng)共有六個(gè)傳感器，其中點(diǎn)火前三個(gè)和點(diǎn)火后三個(gè)。點(diǎn)火前三個(gè)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(gè)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(gè)傳感器組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，隨時(shí)感知發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況。除此之外還有一個(gè)霍爾傳感器。

點(diǎn)火前三個(gè)傳感器和霍爾傳感器是為發(fā)動(dòng)機(jī)工作提供相應(yīng)的信號(hào)參數(shù)（發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣量及曲軸位置），發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)這幾個(gè)信號(hào)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)刻、噴油量等。而點(diǎn)火后的三個(gè)傳感器主要是為發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元提供相應(yīng)的修正信號(hào)（點(diǎn)火時(shí)刻、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和尾氣中氧氣含量），發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元再根據(jù)以上三個(gè)信號(hào)來調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻和噴油量，通過此種控制方式，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性有機(jī)結(jié)合，達(dá)到了發(fā)動(dòng)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(hào)報(bào)告和反饋功能，顧在制作時(shí)對(duì)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(gè)模擬信號(hào)發(fā)生器，該模擬信號(hào)發(fā)生器能模擬出與原車傳感器檢測(cè)信號(hào)相類似的信號(hào)來報(bào)告給電子控制單元，這樣也能充分檢驗(yàn)測(cè)試人員能力。

2）電子控制單元（ECU）

是發(fā)動(dòng)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(chǔ)的程序?qū)Πl(fā)動(dòng)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(dòng)作，以達(dá)到迅速、準(zhǔn)確、自動(dòng)地控制發(fā)動(dòng)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(dòng)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?yàn)槟承┕ぷ髌骷驗(yàn)楸ｐB(yǎng)維護(hù)不及時(shí)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(duì)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(duì)汽車燈光系統(tǒng)、電動(dòng)刮水器、儀表信號(hào)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(jìng)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)相應(yīng)的執(zhí)行器測(cè)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(duì)其他的教學(xué)項(xiàng)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]