论文部分内容阅读
[摘 要] 针对当前高职汽修专业课堂教学所存在的问题，提出了一种条件式故障排除法，采用检查各个条件的方式来快速定位汽油发动机电控系统的故障部位。实践表明，该方法能帮助学生对汽车电控系统的学习树立更强的自信心，能有效提升学生分析故障及排除故障的能力，提高教师课堂教学的时效性。
[关 键 词] 高职；电控系统；条件法；故障诊断
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）13-0148-02
一、引言
高职教育是我国高等教育的重要组成部分[1]。高职教育隶属于高等教育但又别于普通高等教育，最大区别在于高职教育培养具备扎实专业实践技能的人才，这就要求高职课堂教学过程中理论与实践操作紧密结合在一起。汽油发动机电控系统故障诊断与维修是高职汽车检测与维修专业的一门核心专业课，是一门集电路原理、微机原理及控制原理于一体的综合性很强的课程。学好这门课程不仅需要学生具备相应学科的基本理论知识，还要求学生课堂上不断动手实践，通过排除实际的发动机电控系统故障来实现最终的学习目标。由于高职学生的学习习惯及相关基础课程的理论功底相对较差，使得学生在故障排除过程中的思路比较混乱，排除故障的效率比较低。
针对上述现状，本文提出一种“条件法”故障诊断方式，即通过确认系统正常工作的相应前提条件是否具备来快速定位故障位置，并阐述条件法对学生心态的影响。以下以上海大众帕萨特B5轿车的汽油发动机无法启动为例对上述“条件法”故障诊断方式进行介绍。
二、条件法在发动机故障诊断中的应用
（一）条件法诊断故障的理论依据
任意自动控制系统都包括以下三个基本部分：系统输入部分、中间控制单元部分以及后级输出部分[2]。一套自动控制系统要实现预期的功效，就必须有正常的输入信号，要有正常的中间控制环节，此外还必须保证后级的执行器正常。也就是说任意一个系统要想有预期的输出结果，必须保证正常的系统输入、正常的控制单元、正常的执行器，以上三点即是系統产生正常输出的前提条件，三个前提条件缺一不可。
根据条件法的基本思想，对一台无法启动的发动機，我们只需检测发动机电控系统必须具备的那些前提条件是否有缺失即可判断故障原因。
（二）帕萨特B5汽油发动机正常工作的前提条件
根据内燃机原理可知汽油发动机正常工作须包含以下两个子系统：燃油喷射子系统以及点火子系统。即能够喷油和点火是发动机正常工作的两大前提条件。
喷油子系统由前级信号采集环节、中间控制单元以及喷油执行器三大环节组成。帕萨特B5汽油发动机喷油系统必不可少的前级信号是发动机转速信号，电控单元如果接收不到正常的转速信号就不可能产生喷油控制信号。喷油指令由发动机电控单元发出，故喷油子系统的控制单元就是发动机控制单元。喷油子系统的后级执行器包括燃油泵及喷油器。因此，喷油嘴喷出燃油必须具备以下几个前提条件：第一，控制单元能正常检测到转速信号；第二，油轨支架内的燃油压力正常；第三，喷油器及对应连接线束要正常（喷油器正常也即是喷油器本身电磁线圈正常及喷油器阀芯机构未堵塞、卡滞）；第四，控制单元本身要能正常工作，包括控制单元本身软硬件正常及基本的外部供电、搭铁前提条件。
点火子系统也由前级信号采集环节、中间控制单元以及点火执行器三大环节组成。帕萨特B5汽油发动机点火子系统必不可少的前级信号是发动机转速信号，电控单元如果接收不到正常的转速信号就不可能产生点火控制信号。点火执行器是指高压线圈总成及火花塞。点火控制信号由发动机控制单元发出。因此，要产生有效的点火火花，就必须满足以下前提条件：第一，发动机控制单元要能够正常检测到曲轴转速信号；第二，每缸的点火线圈及火花塞都要正常；第三，发动机电控单元本身要正常。
（三）汽油发动机无法启动的故障诊断思路
根据前述分析可知，帕萨特B5发动机正常启动需要电控系统产生正常的点火和喷油。对发动机无法启动的故障诊断也即是对发动机正常工作的上述前提条件进行检测。可先检测点火子系统的相关条件，也可先检测喷油子系统的相关条件。本文采用先检测点火子系统的相关条件。
对维修人员来说，直接检测最终的执行结果往往比较麻烦，比方说要判断喷油子系统有没有正常喷油，最直接的做法就是拆下喷油嘴观察有没有喷油，但是直接观察喷油嘴有没有喷油的操作比较麻烦，对此，可采用跳级式检测，即先从系统的中间某一部位入手，如果此处没有对应的输出，则需往前找故障，否则往后找。
用示灯测量每一缸独立点火线圈跟发动机控制单元之间相连的那根信号线，如果示灯闪烁，说明有转速信号，无需再单独检测转速电路，再将对应气缸的火花塞拆卸下来通过跳火试验进一步确定该缸点火是否正常。用此方法依次检测剩余气缸即可判断点火子系统是否正常。如果示灯没有闪烁，就要考虑转速检测电路是否正常，通过测量转速传感器本身电阻值及对应的连接线束阻值是否符合规定要求即可判断转速检测电路是否正常。
用示灯测量某一缸喷油器线圈跟发动机控制单元之间相连的那根信号线，如果示灯闪烁，说明该喷油器供电正常。如果示灯不闪烁，由于前面测量点火子系统时已经保证了转速信号，说明喷油器的供电条件不存在或者是ECU的喷油功能损坏，此时，只需判断喷油器的供电电路是否正常即可判断是供电问题还是ECU问题。如果示灯闪烁，但是发动机没法启动，这时就该考虑油路的油压是否正常。按此方法依次判断剩余气缸喷油器线路即可判断喷油子系统是否正常。
燃油压力正常的前提条件是：（1）电动燃油泵本身正常；（2）燃油泵供电、搭铁正常；（3）油箱里有足够的燃油；（4）油压调节器正常。依次判断油泵电机本身电阻、油泵供电搭铁及油箱液位等条件即可确定油压是否正常。
三、条件法在汽修课堂教学中的应用 （一）学生心态对故障诊断效率的影响
在日常学習或工作过程中，如果人的心理比较紧张或是自信心不足，那么学习或工作的效率就会显著下降[3]。在汽车发动机电控系统的故障诊断过程中，学生的心态同样具有至关重要的影响。足够的自信心能让故障诊断的思路及效率变得更加高效，底气不足就会导致手忙脚乱，思路混乱。因此，课堂教学过程中让学生树立起足够的自信心，对学生掌握汽油发动机电控系统故障诊断的方法会起到很好的促进作用。
（二）条件法对高职学生心态的影响
为使高职学生更好地掌握汽油发动机电控系统故障的诊断方法，使学生认为这些故障“其实也就那么一回事”。课堂教学过程中，不管一套电控系统有多复杂，教师一定要抓住保证该系统正常工作的前提条件，授课过程中依次讲解这些前提条件对系统的影响，强调条件的前后牵连关系，让学生明白只有具备哪些前提条件才能得到对应的系统输出效果，从而使故障诊断过程变成查找这些前提条件的过程。
对学生来说，记住找故障原因就是找系统正常工作的条件这个道理，那么在学习电控系统的故障诊断过程中，知识的条理就会变得更加清晰，在故障诊断过程中，就可快速制定出相应的故障诊断方案。因此，采用条件法可提升学生的学习效率及处理故障的速度。
四、结论
本文针对当今高职汽修专业课堂教学存在的一些问题提出了一種能增强学生学习效果及提升故障诊断速度的方法。将此方法理念运用到汽油发动机电控系统故障诊断与维修的课堂教学中，实际教学情况表明：该方法能有效提升学生对电控类课程学习的自信心，能提升教师的课堂教学效果，有助于学生更好地掌握汽车检测与维修专业的核心知识理念。
参考文献：
[1]李丽.对高职教育特点和高职学生特点的再认识[J].高职教育改革与研究，2008，21（3）：10.
[2]王建辉，顾树生.自动控制原理[M].北京：清华大学出版社，2007.
[3]彭聃龄.普通心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2012.
Research on the Application of the Conditional Method in the Teaching of Automobile Repair
ZHANG Kang
Abstract：Aiming at the problems existing in the current classroom teaching of auto repair，this paper presents a conditional troubleshooting method，which can quickly locate the fault location of the gasoline engine electronic control system by checking the various conditions. Practice shows that this method can help students to erect the computer electronic control system erected a stronger self - confidence，can effectively improve the ability of students to analyze the failure and troubleshooting， can improve the timeliness of teachers classroom teaching.
Key words：higher vocational；electronic control system；condition method；fault diagnosis
[关 键 词] 高职；电控系统；条件法；故障诊断
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）13-0148-02
一、引言
高职教育是我国高等教育的重要组成部分[1]。高职教育隶属于高等教育但又别于普通高等教育，最大区别在于高职教育培养具备扎实专业实践技能的人才，这就要求高职课堂教学过程中理论与实践操作紧密结合在一起。汽油发动机电控系统故障诊断与维修是高职汽车检测与维修专业的一门核心专业课，是一门集电路原理、微机原理及控制原理于一体的综合性很强的课程。学好这门课程不仅需要学生具备相应学科的基本理论知识，还要求学生课堂上不断动手实践，通过排除实际的发动机电控系统故障来实现最终的学习目标。由于高职学生的学习习惯及相关基础课程的理论功底相对较差，使得学生在故障排除过程中的思路比较混乱，排除故障的效率比较低。
针对上述现状，本文提出一种“条件法”故障诊断方式，即通过确认系统正常工作的相应前提条件是否具备来快速定位故障位置，并阐述条件法对学生心态的影响。以下以上海大众帕萨特B5轿车的汽油发动机无法启动为例对上述“条件法”故障诊断方式进行介绍。
二、条件法在发动机故障诊断中的应用
（一）条件法诊断故障的理论依据
任意自动控制系统都包括以下三个基本部分：系统输入部分、中间控制单元部分以及后级输出部分[2]。一套自动控制系统要实现预期的功效，就必须有正常的输入信号，要有正常的中间控制环节，此外还必须保证后级的执行器正常。也就是说任意一个系统要想有预期的输出结果，必须保证正常的系统输入、正常的控制单元、正常的执行器，以上三点即是系統产生正常输出的前提条件，三个前提条件缺一不可。
根据条件法的基本思想，对一台无法启动的发动機，我们只需检测发动机电控系统必须具备的那些前提条件是否有缺失即可判断故障原因。
（二）帕萨特B5汽油发动机正常工作的前提条件
根据内燃机原理可知汽油发动机正常工作须包含以下两个子系统：燃油喷射子系统以及点火子系统。即能够喷油和点火是发动机正常工作的两大前提条件。
喷油子系统由前级信号采集环节、中间控制单元以及喷油执行器三大环节组成。帕萨特B5汽油发动机喷油系统必不可少的前级信号是发动机转速信号，电控单元如果接收不到正常的转速信号就不可能产生喷油控制信号。喷油指令由发动机电控单元发出，故喷油子系统的控制单元就是发动机控制单元。喷油子系统的后级执行器包括燃油泵及喷油器。因此，喷油嘴喷出燃油必须具备以下几个前提条件：第一，控制单元能正常检测到转速信号；第二，油轨支架内的燃油压力正常；第三，喷油器及对应连接线束要正常（喷油器正常也即是喷油器本身电磁线圈正常及喷油器阀芯机构未堵塞、卡滞）；第四，控制单元本身要能正常工作，包括控制单元本身软硬件正常及基本的外部供电、搭铁前提条件。
点火子系统也由前级信号采集环节、中间控制单元以及点火执行器三大环节组成。帕萨特B5汽油发动机点火子系统必不可少的前级信号是发动机转速信号，电控单元如果接收不到正常的转速信号就不可能产生点火控制信号。点火执行器是指高压线圈总成及火花塞。点火控制信号由发动机控制单元发出。因此，要产生有效的点火火花，就必须满足以下前提条件：第一，发动机控制单元要能够正常检测到曲轴转速信号；第二，每缸的点火线圈及火花塞都要正常；第三，发动机电控单元本身要正常。
（三）汽油发动机无法启动的故障诊断思路
根据前述分析可知，帕萨特B5发动机正常启动需要电控系统产生正常的点火和喷油。对发动机无法启动的故障诊断也即是对发动机正常工作的上述前提条件进行检测。可先检测点火子系统的相关条件，也可先检测喷油子系统的相关条件。本文采用先检测点火子系统的相关条件。
对维修人员来说，直接检测最终的执行结果往往比较麻烦，比方说要判断喷油子系统有没有正常喷油，最直接的做法就是拆下喷油嘴观察有没有喷油，但是直接观察喷油嘴有没有喷油的操作比较麻烦，对此，可采用跳级式检测，即先从系统的中间某一部位入手，如果此处没有对应的输出，则需往前找故障，否则往后找。
用示灯测量每一缸独立点火线圈跟发动机控制单元之间相连的那根信号线，如果示灯闪烁，说明有转速信号，无需再单独检测转速电路，再将对应气缸的火花塞拆卸下来通过跳火试验进一步确定该缸点火是否正常。用此方法依次检测剩余气缸即可判断点火子系统是否正常。如果示灯没有闪烁，就要考虑转速检测电路是否正常，通过测量转速传感器本身电阻值及对应的连接线束阻值是否符合规定要求即可判断转速检测电路是否正常。
用示灯测量某一缸喷油器线圈跟发动机控制单元之间相连的那根信号线，如果示灯闪烁，说明该喷油器供电正常。如果示灯不闪烁，由于前面测量点火子系统时已经保证了转速信号，说明喷油器的供电条件不存在或者是ECU的喷油功能损坏，此时，只需判断喷油器的供电电路是否正常即可判断是供电问题还是ECU问题。如果示灯闪烁，但是发动机没法启动，这时就该考虑油路的油压是否正常。按此方法依次判断剩余气缸喷油器线路即可判断喷油子系统是否正常。
燃油压力正常的前提条件是：（1）电动燃油泵本身正常；（2）燃油泵供电、搭铁正常；（3）油箱里有足够的燃油；（4）油压调节器正常。依次判断油泵电机本身电阻、油泵供电搭铁及油箱液位等条件即可确定油压是否正常。
三、条件法在汽修课堂教学中的应用 （一）学生心态对故障诊断效率的影响
在日常学習或工作过程中，如果人的心理比较紧张或是自信心不足，那么学习或工作的效率就会显著下降[3]。在汽车发动机电控系统的故障诊断过程中，学生的心态同样具有至关重要的影响。足够的自信心能让故障诊断的思路及效率变得更加高效，底气不足就会导致手忙脚乱，思路混乱。因此，课堂教学过程中让学生树立起足够的自信心，对学生掌握汽油发动机电控系统故障诊断的方法会起到很好的促进作用。
（二）条件法对高职学生心态的影响
为使高职学生更好地掌握汽油发动机电控系统故障的诊断方法，使学生认为这些故障“其实也就那么一回事”。课堂教学过程中，不管一套电控系统有多复杂，教师一定要抓住保证该系统正常工作的前提条件，授课过程中依次讲解这些前提条件对系统的影响，强调条件的前后牵连关系，让学生明白只有具备哪些前提条件才能得到对应的系统输出效果，从而使故障诊断过程变成查找这些前提条件的过程。
对学生来说，记住找故障原因就是找系统正常工作的条件这个道理，那么在学习电控系统的故障诊断过程中，知识的条理就会变得更加清晰，在故障诊断过程中，就可快速制定出相应的故障诊断方案。因此，采用条件法可提升学生的学习效率及处理故障的速度。
四、结论
本文针对当今高职汽修专业课堂教学存在的一些问题提出了一種能增强学生学习效果及提升故障诊断速度的方法。将此方法理念运用到汽油发动机电控系统故障诊断与维修的课堂教学中，实际教学情况表明：该方法能有效提升学生对电控类课程学习的自信心，能提升教师的课堂教学效果，有助于学生更好地掌握汽车检测与维修专业的核心知识理念。
参考文献：
[1]李丽.对高职教育特点和高职学生特点的再认识[J].高职教育改革与研究，2008，21（3）：10.
[2]王建辉，顾树生.自动控制原理[M].北京：清华大学出版社，2007.
[3]彭聃龄.普通心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2012.
Research on the Application of the Conditional Method in the Teaching of Automobile Repair
ZHANG Kang
Abstract：Aiming at the problems existing in the current classroom teaching of auto repair，this paper presents a conditional troubleshooting method，which can quickly locate the fault location of the gasoline engine electronic control system by checking the various conditions. Practice shows that this method can help students to erect the computer electronic control system erected a stronger self - confidence，can effectively improve the ability of students to analyze the failure and troubleshooting， can improve the timeliness of teachers classroom teaching.
Key words：higher vocational；electronic control system；condition method；fault diagnosis