汽车修理工考级设备研制——发动机故障诊断与排除

陈加国 张书慧 周 立

（南京工业职业技术学院 机械工程学院，江苏 南京210046）

0 引言

国家职业资格证书架起了“专业”与“职业”之间的桥梁，获得相应的职业资格证书是高职高专院校学生能胜任职业岗位的关键。汽车修理工证书是汽车运用技术专业学生最重要的职业资格证书，我校汽车检测与维修专业人才培养方案要求学生在毕业前必须获得汽车修理工中级资格证书。

汽车修理工考级包括理论知识考核和实际操作考核两部分。实际操作考核内容由汽车维护作业、汽车小修大修作业、发动机故障诊断与排除、自动变速器故障诊断与排除、汽车各零件的检修和汽车各总成的拆解检修等项目组成。考核一般会抽取其中的四个项目，其中发动机故障诊断与排除是必考项目。各高职院校汽车专业为了进行汽车修理工考级考核，都配置了相应的发动机故障诊断与排除教学设备[1]。

1 发动机故障诊断与排除教学设备应用现状分析

1.1 发动机故障可能的故障元件有转速传感器、喷油器保险丝、油泵保险丝、油泵继电器、防盗组件、ECU保险丝、蓄电池和起动机等，这些元件分布在汽车车身的各个位置。以某常用教学汽车为例，其ECU保险丝位于发动机舱保险丝单元，油泵保险丝、喷油器保险丝、油泵继电器和防盗保险丝则位于驾驶舱的保险丝单元，转速传感器位于发动机舱的后部。元件复杂的分布情况，降低了故障设置的效率，不利于高效的开展汽车修理工考级培训与考核活动。目前我校汽车修理工考级实际操作考核环节由四个项目组成，其中必考项目发动机故障诊断与排除耗时是其它几个项目的两倍左右，影响到了考级工作的效率。

1.2 发动机部分元件的位置隐蔽，以某常用教学汽车为例，其驾驶舱的保险丝单元有数十个保险丝和数个继电器。与发动机故障相关联的保险丝和继电器单元不易找到，甚至容易找错，这影响到了修理工考级培训和考核的准确性。

1.3 直接在汽车上设置元件故障，降低了故障设置的隐蔽性，影响到汽车修理工的考核过程。学生可采用非正规途径来找到故障原因，不利于学生分析研究学习习惯的养成。我校该项目的考核是这样进行的：一个考生考核结束后，教师现场设置下一个考生的故障，教师设置故障的动作容易被考生发现并利用于故障排除，影响到了考核过程的严谨性和考核结果的公正性。

1.4 校内教师是各类教学设备的使用者，其对设备的熟悉程度影响到教学效果。设备的研制过程实际上是教师教学思路实现的过程。如果通过购买设备的途径来解决实训条件问题，教师只能是被动的依赖所购教学设备进行课堂教学和实训教学，不能充分实现我校汽车运用专业的教学思路与特色。我校教师也失去了提高教学和科研水平的机会。

1.5 学校现有设备的利用率低

学校目前有多种型号的车辆，用于学校汽车专业的理论与实践教学，这些车辆仅用于一门或部分课程的教学，设备利用率不高。如果通过购买设备的途径来解决实训条件问题，不能提高现有设备的利用率，增加了学校设备投入。

为此，本文提出通过教师自制实训设备来改善学校现有实训条件，节约资金并提高汽车修理工考级工作的效率与效果。同时通过设备研制，可培养我院汽车运用技术专业教师的科研能力，使得教师成为既能讲又能做的“双师”。

2 发动机故障诊断与排除教学设备实训台结构设计

根据上述分析，本文研制的设备在结构上进行了以下改进。

根据对汽车修理中级工发动机故障诊断与排除培训考核内容的分析，整理出转速传感器，喷油器保险丝，油泵保险丝，油泵继电器，防盗组件，ECU保险丝，蓄电池，起动机等故障元件。信号转接装置A（各装置的结构关系见图1，下文所提各装置同见图1）与ECU连接，通过设计制造，转接发动机ECU传输的各元件信号，信号真实可靠，且不破坏汽车正常工作，学生可通过解码器等专用仪器仪表进行故障诊断和排除，保证学生的操作过程与实际工作过程一致。故障设置均通过装置B在车外完成，大大提高了故障设置的效率。故障设置是通过模拟元件传输给ECU的故障信号完成的，不在汽车本体上设置故障，保证了故障设置的准确性及隐蔽性，大大提高了教学和考核过程的效率，有利于培养学生分析研究的学习习惯。

将上述元件的故障现象、故障诊断方法和故障排除方法等整理成资料，当故障设置装置B设置相应故障时，在显示装置C上显示出相应的故障现象、故障诊断方法和故障排除方法等信息，作为学生进行学习及考核的参考，提高了教学效果。

图1 设备结构简图

3 故障设置与检测实施

本文所开发的发动机故障诊断与排除系统使用了C++程序设计语言，编程环境为Microsoft Visual C++6.0。程序设计时采用面向对象的程序设计方法，它是目前最流行的程序设计方法。相比于传统的程序设计方法，它使得程序具有更强的灵活性和可维护性。汽车发动机故障诊断与排除系统包含了转速传感器，喷油器保险丝，油泵保险丝，油泵继电器，防盗组件，ECU保险丝，蓄电池和起动机等8个发动机可能出现故障的部位。我们为每个发动机可能出现故障的部位设计了一个标签页面，对每个部位可在相应的页面上设置故障，对每个故障进行模拟，分析。[2-3]操作界面如图2所示。

图2 故障设置系统操作界面截图

现以喷油泵保险丝故障为例，解释故障设置原理。当故障现象为：首次点火，发动机起动数秒后熄火；再次打火，发动机打不着。用解码器连接汽车OBD端口，无故障码。根据上述现象可判断出故障元件为喷油泵保险丝。如果喷油泵保险丝故障，喷油泵线路传输给ECU的信号电压就会与正常工作情况下的数值相异。使用检测设备测量出故障产生时的元件传输给ECU的异常信号电压值，利用故障设置装置模拟此电压值，并将它传输至发动机ECU，模拟出故障现象。

图3 故障设置装置工作原理

4 结论

本文通过教师自制实训设备来改善学校现有实训条件，节约资金并提高汽车修理工考级工作的效率与效果。同时通过设备的研制，可培养汽车运用技术专业的教师的科研能力，使得教师成为既能讲又能做的“双师”。并以此为基础，不断研究开发汽车教学设备,使汽车运用技术专业成为集研究、开发、教学和社会服务为一体的综合性汽车新技术教学研发基地。

［1］闫连新.汽车修理工含技师等级考试必读[M].金盾出版社，2011,1.

［2］赵文龙.基于教学电控发动机试验台的设计与试验分析[J].汽车电器,2009(10).

［3］刘占峰.DA462发动机试验台架研制与教学实践[J].内蒙古农业大学学报，2011(3).