發(fā)動(dòng)機(jī)排故教學(xué)設(shè)備的創(chuàng)新探究

薄順忠 鄭宇彤 羅俊

摘?要：現(xiàn)代汽車故障診斷與排除技術(shù)，通常指在不對(duì)汽車進(jìn)行解體研究的情況下，通過相關(guān)診斷儀器與設(shè)備結(jié)合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等技術(shù)對(duì)車輛的維修質(zhì)量、工作能力等相關(guān)性能進(jìn)行測(cè)試、檢查、診斷、鑒定的技術(shù)。為克服實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中整車故障診斷與排除教學(xué)中存在的問題，對(duì)相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)排故教學(xué)設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新性研究，是十分必要的。本文以機(jī)械工程學(xué)相關(guān)理念為基礎(chǔ)，結(jié)合汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，著重分析了發(fā)動(dòng)機(jī)排故教學(xué)設(shè)備應(yīng)具備的特性，并根據(jù)汽車排故的根本目標(biāo)及相關(guān)宗旨，基于研究者的視角從故障設(shè)置模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)接模塊、轉(zhuǎn)換線束三個(gè)方面探究了教學(xué)設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方式，對(duì)于相關(guān)教學(xué)工作者的教學(xué)工作具有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī);故障檢測(cè);教學(xué)設(shè)備

引言：

2009年，我國(guó)汽車的產(chǎn)銷量已逾1300萬輛，穩(wěn)居世界第一。隨著汽車銷量的增加，汽車普及度的加大，以發(fā)動(dòng)機(jī)問題為首的汽車故障問題已經(jīng)受到了人們廣泛的關(guān)注。隨著汽車電氣系統(tǒng)維修難度的增大，社會(huì)對(duì)汽車維修人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。故此，目前各大學(xué)校更傾向于用實(shí)車開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，為了不對(duì)整車造成破壞，影響整車的使用壽命，教師往往需要準(zhǔn)備一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障檢測(cè)的教學(xué)裝置。本文的研究方法是文獻(xiàn)分析法。本文對(duì)主題的研究，旨在探究相關(guān)教學(xué)設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

一、汽車故障診斷方法概述

目前，汽車故障診斷方法主要分為三種：

其一，人工直觀經(jīng)驗(yàn)法，該方法是指：由熟悉汽車構(gòu)造和工作原理的維修人員，根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)，通過道路試驗(yàn)或原地檢視，借助一些簡(jiǎn)單的測(cè)試工具，將汽車某一部位的故障癥狀進(jìn)行放大或消隱，在此基礎(chǔ)上對(duì)汽車的故障進(jìn)行判斷的檢驗(yàn)方法。

其二，儀表設(shè)備診斷法，該方法是指：借助檢測(cè)設(shè)備、儀表和工具對(duì)汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)、技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行分析，從而診斷汽車故障的方法。

其三，汽車自診斷法，該方法指：借助隨車診斷系統(tǒng)（即OBD）所具備的實(shí)時(shí)監(jiān)視、故障碼儲(chǔ)存及交互式通訊等功能來實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的非接觸診斷。本文所研究的教學(xué)設(shè)備，其作用性質(zhì)類似于汽車自診斷法中的“隨車診斷系統(tǒng)”。

二、發(fā)動(dòng)機(jī)排故教學(xué)設(shè)備的構(gòu)成

本教學(xué)設(shè)備由故障設(shè)置模塊、轉(zhuǎn)換線束A、轉(zhuǎn)換線束B、信號(hào)轉(zhuǎn)接模塊四部分構(gòu)成，通過所連接的轉(zhuǎn)換線束與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元線束交換相應(yīng)的信息。本裝置在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用時(shí)，應(yīng)當(dāng)安裝于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元線束之間，分別通過A、B兩條線束與原車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元線束、原車的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU相連接。此過程中不加裝其他設(shè)備，不會(huì)引起原車結(jié)構(gòu)的損壞，而且不需要外接電源，能夠直接在實(shí)車上進(jìn)行相關(guān)的故障設(shè)置。這對(duì)于學(xué)生排除實(shí)訓(xùn)與整車故障診斷相關(guān)實(shí)訓(xùn)過程具有重要的輔助意義。在相關(guān)實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，將此教學(xué)裝置連接于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元線束之間，在此基礎(chǔ)之上，通過鍵盤操作單元進(jìn)行相關(guān)的故障設(shè)置，最多可實(shí)現(xiàn)二十個(gè)線路的故障設(shè)置。在恢復(fù)故障設(shè)置時(shí)，可以只恢復(fù)單個(gè)的故障，也可以同時(shí)恢復(fù)所有故障。不僅如此，通過改變模塊間的連接方式，一共最多可以實(shí)現(xiàn)160個(gè)線路的故障設(shè)置。另外，故障設(shè)計(jì)模塊上裝有外接端子插接口，憑借接線可以實(shí)現(xiàn)虛接故障。

三、發(fā)動(dòng)機(jī)排故教學(xué)設(shè)備的設(shè)計(jì)

（一）故障設(shè)置模塊

作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障檢測(cè)教學(xué)裝置的核心模塊，該模塊由控制單元、故障執(zhí)行單元、鍵盤操作單元和數(shù)據(jù)接口四部分組成。

其一是控制單元。作為故障設(shè)置模塊的控制中樞，控制單元發(fā)揮著接受鍵盤操作單元指令的作用。因?yàn)樵诠ぷ鲿r(shí)不需要對(duì)相關(guān)功能進(jìn)行擴(kuò)展，并且全過程對(duì)控制速度的要求并不算高，所以本單元應(yīng)該選用I/O接口，使用40腳51單片機(jī)當(dāng)作中央處理器。51單片機(jī)共有32個(gè)I/O接口，其中12個(gè)作為鍵盤操作單元的輸入口，另外20個(gè)作為控制線路通斷信號(hào)的輸出口。

其二是故障執(zhí)行單元。作為本模塊的執(zhí)行單元，故障執(zhí)行單元所具備的功能是接受控制單元的指揮，實(shí)現(xiàn)受控線路的通斷，并模擬設(shè)置線路的短路、虛接等類型的故障。該單元接受來自不同單片機(jī)的共計(jì)二十個(gè)控制信號(hào)，這些控制信號(hào)將直接控制三極管的截止與導(dǎo)通，進(jìn)而影響執(zhí)行繼電器的開合。在此過程中，操作者應(yīng)該選用雙開雙閉繼電器，在繼電器通斷狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，紅燈與綠燈分別被點(diǎn)亮，作為對(duì)故障狀態(tài)的顯示。另一方面，在此過程中應(yīng)該分別于繼電器的輸入端、輸出端設(shè)計(jì)外接圓形插孔，以便通過接線的方式對(duì)虛接故障和CAN總線故障進(jìn)行設(shè)置。

其三是鍵盤操作單元。本單元是故障設(shè)置模塊的操作單元，接受操作者輸入的指令信號(hào)。

其四是數(shù)據(jù)接口。數(shù)據(jù)接口控制著故障設(shè)置模塊的輸入與輸出。是轉(zhuǎn)換線束A、B的連接端口，通過接收對(duì)應(yīng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)信號(hào)的連接功能。

（二）信號(hào)轉(zhuǎn)接模塊

發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元處理的數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)有100余個(gè)，不便將所有信號(hào)線路直接與故障設(shè)置模塊連接，故此，“信號(hào)轉(zhuǎn)接模塊”應(yīng)運(yùn)而生。作為信號(hào)的中繼站，該模塊發(fā)揮著導(dǎo)通未經(jīng)“故障設(shè)置模塊”處理的其余線路的作用。本模塊由七對(duì)線路連接單元組成，可實(shí)現(xiàn)140條線路的連接。通過與該模塊進(jìn)行配合，故障設(shè)置模塊能夠?qū)崿F(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元所有線路的故障設(shè)置。

（三）轉(zhuǎn)換線束

轉(zhuǎn)換線束由轉(zhuǎn)換線束A、B兩部分組成，分別連接著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元線束和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)信號(hào)的批量處理。

結(jié)語：

本文通過對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行梳理，明確了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排故教學(xué)設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，汽車故障維修事業(yè)受到了全社會(huì)范圍的廣泛關(guān)注。隨著汽車維修現(xiàn)代化理論的提出，越來越多的相關(guān)院校開始關(guān)注汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的故障檢測(cè)與排除問題。故此，進(jìn)一步探析發(fā)動(dòng)機(jī)排故教學(xué)設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，已經(jīng)刻不容緩。本文對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障檢測(cè)教學(xué)裝置的設(shè)計(jì)，對(duì)于某些教師在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元項(xiàng)目化相關(guān)教學(xué)過程的開展具有一定的指導(dǎo)意義。展望未來，汽車維修事業(yè)必將迎來嶄新的發(fā)展機(jī)遇。

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作者簡(jiǎn)介：薄順忠，1993.03.08，男，漢，江蘇鹽城，本科，研究方向：汽修一體化教學(xué)。

鄭宇彤，1997.06.27，男，漢，江蘇常州，本科，研究方向：汽修一體化教學(xué)。

羅俊，1972.7.23，女，漢，本科，高級(jí)講師，研究方向：一體化教學(xué)、校企合作。

課題名稱：基于課程改革的汽車維修實(shí)訓(xùn)教材開發(fā)與實(shí)訓(xùn)整車改裝的實(shí)踐研究