前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的汽車故障診斷與維修論文主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關鍵詞】底盤 故障診斷 維修
一、前言
汽車的底盤是由傳動系、行駛系、轉向系和制動系四個部分組成。汽車底盤的作用是支撐、安裝汽車發動機以及各部件的總合,形成汽車的全體造型,接受發動機給予的動力,保證汽車的正常行駛。
汽車底盤的傳動系具有減速、變道、倒車、中斷動力、輪間差速和軸間差速的作用,由離合器、變速器、萬象傳動裝置、主減速器、差速器和半軸等組成。
汽車行駛系具有承載汽車重量;接收傳動系的動力,通過驅動輪與路面的作用產生牽引力,保證車輛前進;緩和不平路面對車身的沖擊,減震;與轉向系配合,操縱汽車的穩定性。由車架、車橋、車輪和懸架等組成。
汽車轉向系是改變或恢復車輛方向的專設機構。由轉向操縱機構、轉向器、轉向傳動機構組成。
汽車制動系統是為了控制車輛按照要求行駛時,強制減速或者停車;使已停下的車輛穩定駐車;在車輛下坡時保持速度的穩定。由制動操縱機構和制動器兩個主要部分組成。
(1)傳動系的故障診斷及維修。傳動系的故障診斷及維修傳動系的故障經常發生在離合器、變速器、萬向傳動裝置和驅動橋等部件上。離合器,故障現象:放松離合器,汽車不發動,汽車加速,發動機提升轉速,車速不加快。拉緊手剎,起步測試,發動機應熄火而未熄,判定離合器打滑。故障原因:離合器踏板的自由行程太小或者沒有,膜片彈簧力全部或部分作用在操縱機構,動盤與飛輪及壓盤無法壓緊。維修方法:調整離合器自由行程。變速器:故障現象:變速器自動跳回空擋。故障原因:自鎖裝置失效、軸、軸承磨損嚴重,變得空曠,縱機構磨損變形,變得空曠,是齒輪在齒長方向咬合不足。維修方法:更換部件,進行整修。故障現象:無法掛檔。故障原因:撥叉軸變形、自鎖和互鎖裝置卡滯、變速桿損壞、同步器耗損或有缺陷、變速軸彎曲或花鍵損壞。維修方法:更換損壞的部件,進行整修。萬向傳動裝置:故障現象:汽車起步或加速減速時,傳動裝置發出“嘎”的聲音,車輛緩沖時,響聲很大,并發出“呱啦”的聲音。故障原因:萬向節和伸縮節異響。維修方法:先檢查松緊程度,如松動,進行加固,加注油,進行。如果伸縮節磨損過大,應視情況更換部件。驅動橋:故障現象:驅動橋漏油;故障原因:漏油的地方有加油口螺塞、放油口螺塞、油封處以及各個接合面;維修方法:檢查螺塞是否松動,有,進行緊固、通氣孔堵塞,進行疏通、結合平面處密封墊片太薄。硬化或損壞,進行更換。
(2)行駛系的故障診斷及維修,行駛系的故障經常發生在減震器、前輪定位、輪胎動平衡、桿系連接處以及驅動橋的齒輪、軸承等部件上。故障現象:方向跑偏。故障原因:首先檢查兩前輪左右胎壓是否一樣,氣壓有差異,加氣保持氣壓一樣;檢查左右輪胎的磨損程度是否一樣,有異常,進行輪胎更換;檢車車頭高度是否平衡,不平衡則說明懸架彈簧折斷或彈力減弱,應進行更換;檢查跑偏一向的車輪制動鼓和輪轂軸承部位是否發熱,制動鼓發熱是制動間隙過小,應進行調整,軸承發熱,則是軸承太緊,應適當調整;用前輪定位儀檢查前輪定位是否正確,異常應進行調整。
(3)制動系常見故障及維修方法。制動系統主要有駐車制動系統和行車制動系統組成。故障現象:制動腳踏板太低。故障原因:液壓系統進了空氣,總泵的皮碗損壞,分泵發生漏油。維修方法:及時排氣,并更換皮碗、分泵和油管。故障現象:制動跑偏;故障原因:制動蹄調整不適當,個別制動蹄偏上有油污、輪胎氣壓不一樣、前輪個別制動鼓別劃傷、拉槽等。維修方法:有油污的擦干凈,用紗布打磨清除屑,更換制動蹄片,檢查制動鼓,損壞嚴重,進行更換。
(4)轉向系常見故障及維修方法。轉向系常見的故障設備有轉向器、轉向操縱機構、轉向轉動機構。故障現象:轉向沉重。故障原因:轉向的傳動機構變形或者防塵罩損壞、不好、兩前輪定位不準,胎壓低,懸臂變形、前輪軸承磨損厲害和轉向調整損壞。維修方法:更換轉向機構;更換防塵罩;加油或脂進行;根據具體情況,調整或更換前輪軸承;對輪胎加壓,左右輪胎壓保持一致;校正懸臂,如果變形嚴重,進行更換;調整車前的定位角;更換或調整球頭銷。
故障現象:轉向盤不規則擺動。故障原因:左右輪胎壓不一樣,輪胎磨損程度不一樣,兩前輪定位不準,或者軸承損壞,拉桿球頭磨損嚴重,有可能損壞,轉向器變形或者支架松動,轉向機構間隙過大。維修方法:對輪胎進行加壓,保持兩前輪胎壓一致;輪胎磨損嚴重給予調換,或者換新輪胎;調整前輪定位角;平衡輪胎的同時緊固螺母;對前輪的軸承進行調整或者更換;校正轉向器支架,或者磨損嚴重進行更換;調整傳動機構的主要零部件;更換拉桿球頭銷和制動鼓。
關鍵詞:現代汽車維修 傳統故障診斷 應用
現代汽車診斷的定義為對汽車不進行拆解或者僅拆解少量小部件的前提下,檢查并確定故障以及其原因的過程。才能更好的解決汽車出現的故障和問題。基于此,以下筆者結合自身工作實踐,從傳統汽車維修診斷概念入手,做出以下幾點分析。
1、傳統汽車維修診斷概念
傳統診斷故障法屬于汽車診斷方法中的一種,也可以叫直觀診斷法。傳統診斷法主要是根據汽修人員對汽車的觀察來判斷汽車現狀與故障原因的方法,其主要特點是成本低、靈活機動,但也存在著不足,如僅依靠維修人員經驗因此無法給出準確數據、速度慢[1]。
2、傳統故障診斷法在現代汽車維修中的應用分析
2.1通過“觀察”診斷故障
例 1:一輛奧迪A6開動時動力供給不足,速度很慢且有間斷性的異聲從排氣管出發出,時常還會有發動機突然熄火的情況。
用車輛故障閱讀儀檢測該汽車發動機的電控系統,該儀器假顯示16486的故障碼,其該儀器的含義說明發動機內部的空氣質量流量低電平輸入。根據以上的數據對其進行分析,空氣的質量流量比規定的值要小,表示可能進氣管出現了漏氣的情況。經過對各個部位的接頭進行認真檢查后發現并沒有出現漏氣的情況。然而分析判斷常見導致這種現象的原因有四類,第一該儀器已損壞,第二出現線路故障,第三進氣管出現漏氣,第四空氣過濾器被堵塞。通過之前的檢查,后面兩種原因可排除,推測故障應該在元件上。將流量計拆卸后在格柵處發現了一小塊塑料。將其去掉后再裝好流量計,用檢測儀檢測,故障碼消失,數據讀取正常。經過試車檢測后,也無之前出現故障。
如果該故障按照傳統的故障診斷,從該現象就可以確定病癥為混合氣濃度超標,首先會檢測是否有異物堵塞進氣系統,然后再檢測供油系統正常與否。其實這種方法在第一步檢測的時候就可以確定故障原因,也不用浪費時間、人力用汽車故障閱讀儀進行檢測讀碼、分析調取數據等才確定原因。
例 2:一輛上汽通用汽車出現右前輪不能自如升降,另外三個正常。檢測發現右前的減震器的排氣閥線是斷開的,將其接通恢復正常。如果我們觀察僅走馬觀花的看是很難發現其問題故障的,所以應該細心認真的觀察。
2.2 利用“氣味”診斷
例:一臺奔馳300SEL轎車,出現了怠速不穩定且急加速時抖動嚴重狀況。傳統診斷方法方式為對排放廢棄氣味進行分析判斷,發現有明顯的生油味,可以判定為高壓線出現斷火情況。對高壓線進行更換后,恢復正常。
聞“氣味”雖然在維修過程中運用較少的方式,但是并不意味著不重要。如果運用合適,可以快速判斷故障,減少時間精力的浪費。發動機排放廢氣的味道可以了解發動機情況是否正常,離合器以及制動器附近分味道,可以了解離合打滑情況以及制動拖滯與否[2]。
2.3 利用“聲音”診斷
例:寶馬E34,運轉發動機時踩下離合,聽見發出沙沙聲,聲音隨著轉速的加快而越來越大。
針對故障,第一步進行檢查并將離合分離軸承更換,隨后將曲軸后面的小軸承添加油,再對軸承指針的擺動情況進行檢測,情況正常。將變速器安裝好后聽聲響并無變化,故障仍未消失。仔細聽發出的聲音,感覺離合的分泵活塞桿發出的聲響特別大。擔心是配件質量出現問題導致此故障,又更換了不同牌子的分離軸承,故障仍未消失。進行幾次試車后,發現離合剛踩下時聲音立刻消失,然后慢慢變大。根據這種情況分析,離合踩下時,因為一軸同飛輪的轉速相近,其前軸承變成了相對靜止,因此沒有聲響。待一軸的轉速完全靜止的時候軸承轉速隨著發動機的轉速提升,于是聲音不斷增大。最后將該處的軸承進行更換,故障解除。
在機械故障出現的時候,通過“聲音”診斷非常必要與實惠。比如對發動機發出異響進行診斷采用異響診斷設備儀器,將要付出巨大的成本代價。“聲音”診斷的步驟為,第一了解出現故障的位置,如故障位置不準確,就會在維修過程中浪費大量人、財、物成本;第二步弄清聲響的類別,最后根據經驗進行判斷。現在的汽車維修中,最常見的故障就屬機械故障,因此汽修人員的聽力成為了其基本的素質與要求。
2.4 通過“詢問”診斷
例 1:一臺奔馳 S320 轎車,不能發動。通過詢問車主,了解到該故障是出現在更換火花塞之后。拆下火花塞檢測,其間隙不同于原件,更換后消除故障。
例 2:一臺勞斯萊斯轎車,很難提速,通過詢問車主了解到該故障出現在換火花塞之后。檢測其火花塞型號以及功能均符合要求,于是判斷為車主點火順序錯誤,糾正后故障消除。
駕駛者對自己駕駛車輛最為了解,能為故障提供最相關資料。把握好詢問技巧,能夠高效、低成本完成維修任務。
2.5 通過“觸摸”診斷
例 1:一臺寶馬E34轎車駕駛方向偏左。報修后檢修工作人員通過用手觸摸發現左后的輪轂比其他的溫度要高,于是診斷為左后輪的制動器出現拖滯現象。然后對左后輪的制動器進行檢測,查出根本原因為活塞不能回位。“觸摸”方法在檢修車內空調、冷卻、點火等系統故障時,能夠高效熟練完成檢修任務。
2.6 通過“測試” 判斷
“測試”常見用途為:第一通過模仿故障發生的條件判斷;第二利用新配件更換疑似故障配件進行測試,檢測該部件是否出現故障;第三根據多次試車結果排除故障出現原因;第四通過測試檢測故障是否排除。
例如汽車汽油警告燈行駛中亮了,表示汽油壓力太低。然后將汽油的壓力傳感器進行更換,進行測試后排除故障,這就表示之前是傳感器損壞造成的故障。通過測試節省了大量檢測其他部分的時間與精力。
2.7 通過“測量”判斷
“測量”診斷法就是運用傳統的儀表、儀器來測量電器線路與元器件情況的方法。例如,電器的線路、線圈出現短路、斷路等狀況時通過簡單的“測量”就可以了解。這種方法在現代汽修中也是非常重要和常用的方法[3]。
3.結語
總之,儀器診斷法在現代汽修中是最常見的方法,但是也存在著許多缺陷,而傳統汽修診斷法在現代汽修中也發揮著重要作用,彌補這儀器診斷中的不足。這也告誡著所有的汽修工作人員,除了掌握高科技的儀器診斷技術之外,還必須很好的學習與運用傳統診斷方法。科學合理的將二者結合使用,可以高效的完成汽修任務,大量的節約人力成本、資金成本以及時間成本。
參考文獻:
[1]魏立英.傳統診斷技術在現代汽車維修中應用[J].今日科苑,2008,04:48.
【關鍵詞】遠程;故障診斷;監控
1.引言
在工業化時代,大規模機械電氣設備的使用讓社會生產效率大幅度的增加,但與此同時,機械設備故障也頻繁發生,延誤生產時機。所謂故障,是指機械系統偏離正常功能,造成設備基本功能不能保證。最初故障診斷是依賴人員的個人經驗及簡單檢測儀器,隨著電工電子、傳感器、信號分析、計算機等技術的發展,對發生的故障,除要求設備管理人員具備掌握一定的機械專業技術、還要有電氣、計算機等專業知識。這對于依賴于個人知識儲備在故障面前顯得杯水車薪,特別是高技術含量進口機械設備故障如民航發動機故障,我們有時候卻無能無力而不得不依賴外國專家指導。這樣在計算機網絡的發展下,基于WEB的遠程故障診斷分析由此而產生。
遠程故障診斷可提高復雜機械電氣設備的維護和診斷,實現對分設備和關鍵部件進行分散集中式監視、診斷和管理。不僅提高了設備的管理效率,降低了維護費用,還提高了故障診斷的水平和快速性,也有利于資源共享。
2.監控診斷系統
監測與診斷主要是根據快變信號、緩變信號以及開關量信號的變化,運用通頻和分頻振幅值等多種方法來判斷機組是否正常運行。
系統需有多種采集卡,包括振動信號采集卡、轉速采集卡、溫度壓力流量采集卡以及報警信號采集卡。還需要有相應的信號變換和調理電路。各種參量的獲取是通過振動、溫度、壓力、轉速等測量傳感器實時獲取機組工作狀態信息。然后將各種信號通過信號分析處理方法通過PC總線和計算機顯示出來,實現各種工況的實時顯示。再到更高層次就是利用智能診斷系統對監測的數據進行分析和模態識別,利用邏輯推理和數值分析方法相結合的方式,利用專家知識和固有原始數據進行分析和比較,得出診斷結論,以上過程可用下圖結構表示。
圖1 監控診斷系統組成框圖
3.遠程故障診斷地應用
遠程故障診斷是一門實用性強的技術,它在工業、醫療、石油、航空等各個方面都有廣泛地推廣和使用。
利用INTERNET技術,FANUC的數控機床采用了C/S的架構設計,這其中包括了服務器和客戶端。運用SQLSERVER 2008可以創建數據庫,利用TCP/IP協議可以建立通訊鏈路,利用柔性制造系統可以對機床故障診斷分類,利用電腦分發出診斷號、參數號,進行PMC接口診斷。也有的專家獨辟蹊徑,將遠程故障診斷在數控裝置的應用劃分成了四個模塊,即信息檢索模塊、智能診斷模塊、網絡會診模塊、遠程檢測模塊。信息檢索模塊主要是利用專家系統人工或者機器進行檢索,智能診斷模塊主要應用對檢測信號進行分析,再利用與此類似的遠程數控設備監控診斷系統是由CNC、現場監控工況機,數據存儲服務器、WEB服務器及遠程監控與診斷系統中心等組成。楊賢等介紹了一種監控軟件,HOMS監控軟件是以狀態監測為基礎,最優檢修決策為目的的。它的體系架構為狀態監測系統,廠級診斷中心,企業級決策中心。
在汽車行業,常用的維修檢測設備是從電噴車解碼器、手持式故障診斷儀慢慢發展到行業中比較流行的離線PC式汽車故障診斷儀。現在又有新的趨勢了,顏伏伍、曹愷等研究了基于智能手機的汽車遠程故障診斷。他們發現一些手持式診斷設備存在攜帶不方便、缺乏維修指導并且診斷效率低下等情況,利用ARM公司推出的開發復雜應用程序的RVDS(Realview Development Suite)開發工具設計實現了讀清故障碼、讀凍結幀、讀數據流等,另外還具有遠程交互能力和方便專家進行遠程輔助診斷等功能。
在石油與礦山機械領域,王峰、路小琪研究了基于物聯網的礦井提升機感知系統設計。所謂物聯網就是通過二維碼識別設備、射頻識別裝置、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。在這種技術環境下,提升機控制系統通過傳感器、檢測設備以及安裝在系統中的無線傳感器等關于該設備的運行狀態經過以太網傳遞至調度室。在長輸油氣管道中,實現輸油泵在online狀態下監測最好是使用在線故障診斷軟件,可是幾乎所有的都是通過安裝在設備商的各種監測儀表,然后通過網絡上傳到SCADA系統上進行數據分析處理、多線程進行管理。可以達到實時監控狀態,準確地找到故障報警。在鉆機的在線檢測中,從萬生、張鵬飛、林智敏、于輝等人在石油機械雜志上研究了利用國際上最先進的remote數據與圖像監測處理技術,采用移動通信衛星實現了遠程數據及視頻傳輸的功能,利用這些專有技術實現了數據的網間共享以及信息捕捉等功能。在壓縮機的故障診斷與監控上,吳文莉采用了嵌入式CPU和無線通訊GPRS發送模塊如遠程數據傳輸單元DTU組成。在對鐵路設備的診斷系統設計中,李桂林發表在《自動化與儀器儀表》上論述了采用計算機網絡、數據庫技術和故障診斷技術,一定程度上提高了列車的運行效率和保障了行車安全。
另外,Deb.S,Domagala.C,Gho-shal,Alena.R在《The international society for optical Engineering》利用美國Qualtech的軟件開發了一種基于上述系統判斷的遠程診斷服務器,建立了遠程檢測空間服務站的模型。我國葉文君等利用基于模型和信號處理的方法對空調系統的故障診斷和檢測進行了分析和總結。在機器人焊接方面,由星云焊接公司研制的Nebula型焊機,它可以通過互聯網實現遠程故障診斷、遠程檢測,還可以將數字電視技術應用在它上面。
4.結語
文章簡要介紹了故障診斷系統的組成和基本原理,肯定了基于WEB故障診斷系統的作用,并且介紹了監控檢測系統的組成以及遠程故障診斷在各行各業的應用。基于WEB的故障診斷技術發展已有多年了,相關技術已經日趨成熟,對于遠程故障診斷的前景可能會在對故障位置精確性確定、故障時間準確性預測、檢測故障地點的精密化等方向發展。
參考文獻
[1]李磊,王晨升,寇星源,陳亮,武花榮.基于FANUC的數控機床遠程故障[J].軟件軟件,2012,12.
[2]陳秀麗.遠程故障診斷功能在設備維護管理中的應用[J].數字技術與應用,2012,06.
[3]吳文莉.壓縮機遠程監控與故障診斷技術研究[J].控制技術,2012,05.
[4]李桂林.基于WEB的鐵路設備遠程故障診斷系統的設計[J].自動化與儀器儀表,2012,01.
[5]顏伏伍,曹愷,胡杰,盛祥政.基于智能手機的汽車遠程故障診斷系統[J].華中科技大學學報,2012,11.
[6]喬美昀,廖文清.汽車遠程故障診斷[J].應用技術,2012.11.
[7]岳敏,姚松麗,黃娟.數控設備的開放式遠程監控系統研究[J].機械設計與制造,2012,06.
[8]王峰,路小琪,何鳳有,譚國俊.基于物聯網的礦井提升機感知系統設計[J].煤炭科學技術,2012,03.
[9]楊賢,李朝暉.HOMS面向遠程診斷網絡化專家工作站研究[J].振動與沖擊,2012,22.
[10]從萬生,張鵬飛,林智敏,于輝.鉆機遠程在線監測及故障診斷系統研究[J].石油機械,2012,09.
[11]葉文君,李建偉,路宇.空調系統傳感器故障診斷概述[J].科技風,2012,14.
[12]Deb.s,Domagala,c,Ghoshal,Patterson-Hine.A,Alena.R.Remote diagnosis of the international space station utilizing telemetry data.The International society for optical Engineering[J].V4389.P60-71,2001.
[13]Al-Arbi,Salem Khalifa,Gu,Fengshou,Guan,luyang,Fan,Yibo,Ball,Andrew,Gearbox fault diagnosis based on continuous wavelet Transformation of vibration signals mersured remotely.SAE Technical Papers.2010.
[14]張天宏.民航發動機遠程故障診斷技術研究[D].南京:南京航天航空大學:博士學位論文,2001.
[15]鐘秉林,黃仁主編.機械故障診斷學[M].北京:機械工業出版社,1997,12:174-185.
[16]梁芳,王改云,朱名日.遠程故障診斷技術的發展及應用研究綜述[J].機電工程,2007,08.
關鍵詞: Android平臺; 汽車診斷; ISO15765
中圖分類號:TP399 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2017)05-06-04
Design of vehicle diagnostic tool based on Android platform
Xu Qiang
(School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University, Beijing 100871, China)
Abstract: The vehicle diagnostic tool is usually defined by the automobile manufacturer, which makes the software and hardware of diagnostic tool a special system of its own, and no versatility. In order to improve the openness of the diagnostic tool and the independence and portability of its hardware, it is necessary to design a general purpose vehicle diagnostic tool. This paper presents a design scheme of vehicle diagnosis, which transmits messages with Bluetooth module to realize the communication of onboard ECU and Android mobile devices. The database on Android platform is built by XML; the diagnostic software realizes the application layer and network layer functions in accordance with the ISO15765 and UDS. The test results on vehicle test bench show that this vehicle diagnostic tool can read and delete DTC (Diagnostic Trouble Code), and makes vehicle diagnostic easy and portable, it is a scalable solution.
Key words: Android platform; vehicle diagnosis; ISO15765
0 引言
載診斷儀是一種汽車診斷設備,可識別車載ECU(電子控制單元)存儲的故障,通過車用診斷儀可以將存儲于車內ECU的故障代碼及相關信息讀取出來,以方便車輛管理和維修使用。車載診斷系統包括診斷儀和多個車載ECU。診斷儀ECU執行診斷過程,其實是依據車上設備發生的信號決定車輛是否處于異常狀態。一旦任何的異常狀態被檢測到,診斷儀將在其EEPROM存儲當前診斷結果,EEPROM中存儲允許標志在打開狀態則指示某個車載ECU處于異常狀態[1]。
車載診斷系統最初是為了控制日趨嚴峻的汽車污染問題而設計構建,目前基于CAN總線的ISO15765汽車網絡診斷協議已經在多數汽車廠商普遍采用。但當前國內主流汽車診斷工具基于單片機或FPGA上開發而成,導致汽車診斷設備拓展性及便攜性不足,僅適用于專業汽車技術人員使用。如果能將車載診斷系統構建于一個用戶體驗良好的移動操作系統,那么汽車診斷的門檻將降低,不管是車主還是汽車從業人員都將因此受益。本文通過對汽車診斷協議ISO15765的分析與研究,結合UDS統一診斷服務以及自主設計的藍牙轉CAN適配器,并最終在Android平臺上開發出汽車故障診斷儀。由于診斷儀采用Android平臺,用戶可以靈活的定義診斷服務應用層的數據庫,方便地應用到所有支持標準診斷協議ISO15765的車輛上。用戶可以使用安裝本軟件的Android設備快速查詢車輛故障,進行相應的保養維修。
1 車載診斷協議的研究
ISO15765診斷協議是針對基于CAN總線的汽車故障診斷系統的一般診斷要求制定的。CAN總線是一種帶CSMA/CD載波監聽多點接入/碰撞檢測功能的總線,多個CAN節點分別可以發送不同優先級的消息,檢測到碰撞時,消息優先級低的節點自動選擇放棄發送,在總線下次空閑時即可重啟發送。ISO16765可以滿足E-OBD的系統要求[2],與ISO14230應用層的服務和參數完全兼容[3]。以開放系統互聯(Open System Interconnection,OSI)7層參考模型為基礎,ISO15765將通訊系統分為4層,分別為物理層、數據鏈路層、網絡層和應用層。ISO15765通信模型如圖1所示,診斷儀根據應用層中定義的診斷服務發送請求報文。消息向下傳到網絡層后,將根據協議定義中的幀分解、幀組合、位填充和時序控制等步驟執行消息流傳輸控制。傳輸數據的長短將決定采用單幀傳輸或多幀傳輸,數據鏈路層修改打包上一層數據,組成能在CAN總線上傳輸的數據幀。
2 基于Android平臺的車用診斷系統框架設計
車用診斷系統的功能包括:與車輛通訊,讀取控制單元ECU中存儲的故障碼[4],或者刷寫控制單元軟件,更改控制單元配置信息,初始化及標定硬件等。而比較簡易的是讀取控制單元ECU中存儲的故障碼,而本文將關注這一基本功能的軟件實現。目前汽車產品電子設備方面成本日益上升,是因為用戶對汽車舒適性、安全性方面的需求劇增,因此車用控制單元ECU數量同樣增長,豪華型轎車如奔馳控制單元ECU的數量依據車型一般為40-60個。車用診斷系統檢測到部件故障時,將確認故障零件的來源。以一般高檔轎車為例涉及的控制單元有:電子鑰匙控制單元(EZS)、車身控制器(BCM)、中央傳動控制單元(CPC)、電子助力轉向系統(EPS)、車載娛樂主機(HU)等,在確定問題部件后,可以通過查詢數據庫的方式,查找故障代碼具體描述,觸發機制,維修建議等。而本文目的在于開發基于Android移動設備的汽車故障診斷軟件,使汽車用戶或從業者便捷的檢測車輛故障。
2.1 診斷儀系統整體方案
車用診斷儀由CAN轉藍牙通信接口板以及Android設備應用軟件兩部分。系統框架圖如圖2所示。
診斷儀系統包括Android移動設備、CAN轉藍牙接口板、汽車內部網絡三部分,故障發生時汽車內部控制單元ECU將自行存儲故障碼,當從Android移動端診斷請求命令發出后,開始一輪數據的交互。首先通過UI操作Android移動設備依據數據庫提取對應診斷服務的指令,通過藍牙發送指令,指令經過接口板進行消息轉發形成CAN數據格式,與汽車內部網絡上被測ECU進行通信,被測ECU提供故障碼讀取服務,將故障碼上傳經接口板轉發,最終由應用層協議及數據庫查詢解析結果,顯示于UI界面對應的故障形式。
2.2 系統設計
2.2.1 CAN轉藍牙通信接口板設計
CAN轉藍牙接口板可提供診斷的便攜性,在設計中接口板MCU使用STM32F407ZET,采用TJA1050作為CAN收發器,藍牙串口模塊采用HC-06,串口波特率為115200bps,CAN接口的波特率為500kbps,系統主頻為168MHz。CAN轉藍牙通信接口板硬件結構如圖3所示。
CAN轉藍牙通信接口板工作流程為,首先初始化配置藍牙模塊和CAN模塊,對于消息的接收由藍牙接收中斷和CAN接收中斷處理器來做。接收到CAN或藍牙的消息后,剝離消息的頭部、尾部及控制字段只保留消息數據段,并存入對應的緩存區,緩存區大小為128KB。Main主循環中持續檢查緩存是否溢出,并在發送緩存空閑時裝載發送數據。定時中斷處理器負責查看數據轉發中存在的錯幀、丟幀或緩存溢出等情況向Android移動端報錯,處理數據重傳及緩存的重置。CAN轉藍牙接口板軟件流程圖如圖4所示。
2.2.2 Android移動設備應用軟件設計
為了設計一種通用化的車用診斷儀,采用XML構建數據庫。用XML文件配置數據庫優勢為在一個地方對數據庫進行配置,不用牽扯到具體的代碼,可維護性更高[5]。XML數據庫方便開發各種動態應用,表示的信息獨立于平臺,數據庫中需要存儲車廠提供的車載ECU診斷數據集,診斷數據集通常涵蓋故障代碼、故障描述、觸發條件、維修指導等。
XML文件放在只讀的assets文件夾內,Android中讀取系統文件或者資源的時候,都可以通過getResources方法獲取到Resources對象,然后通過其獲取到相應的資源。由于XML所在文件夾是只讀的保證了數據庫的安全。
基于CAN總線UDS協議,診斷儀將具備的功能有讀取故障碼、清除故障碼、顯示故障碼描述,在梅賽德斯奔馳工程標準中UDS服務和診斷協議規定,讀取故障服務ID為0x19車用診斷儀可以通過此診斷服務,及各個控制模塊ECU的診斷ID(如發動機控制模塊ID為0x7E0)獲取控制模塊的DTC(Diagnostic Trouble Code)。相同的清除DTC服務ID為0x14[6]。診斷服務的實現過程為:診斷儀向車上被診斷ECU發送請求報文,ECU返回響應報文。診斷儀從返回報文中解析DTC后與XML數據庫中故障信息進行查詢匹配,并將匹配內容顯示于UI界面。
本文中用于實驗調試的Android移動設備為一款華為mate9手機,Android手機已成為人們日常通訊使用的工具,基本全部配有藍牙功能。車用診斷儀軟件將具備如下功能:①藍牙連接配對;②解析數據包提取故障碼,通過故障碼查詢數據庫的故障提示;③診斷儀應用UI界面設計。藍牙通信功能采用Android API 17 Platform中Bluetooth函數實現,Android設備為主設備,CAN轉藍牙接口板為從設備。從設備廣播UUID及相應服務,主設備接收,到從設備的廣播進行藍牙配對連接,藍牙報文的傳輸通過主設備對從設備。解析數據包提取故障碼是因為接口板只對CAN消息數據部分轉發而不解析,這部分將依據UDS協議完成解析。通過故障碼查詢數據庫的故障提示,是將故障碼與廠商數據庫中相應的故障提示匹配用于顯示。算法流程如圖5所示。
3 系統分析與測試
本文采用CAN轉藍牙接口板及Android平臺的移動端實現汽車便攜化診斷功能。其中CAN轉藍牙接口板自行設計制版,藍牙模塊傳輸延遲3ms左右,信號有效傳輸距離10米,滿足便攜式診斷需求。Android移動端將消息處理器劃分為發現設備、開始查找設備、結束查找設備、連接失敗、主動連接成功、收到連接成功、收到消息、發送消息等8個狀態用于藍牙功能的狀態切換及實現。Connectthread用于主動連接遠程藍牙設備,Connectedthread用于已建立連接后啟動的線程,需要傳入兩個參數,socket用來獲取輸入流,讀取遠程藍牙發送的消息,handler用于在收到數據時發送消息。ClearDTCthread用于傳出清除錯誤指令,ReadallDTCthread用于傳出讀取DTC指令,傳入接收到的消息,并匹配解析故障碼顯示于UI界面。測試平臺如圖6所示。
系統測試平臺包括安裝診斷儀APP的Android移動終端、CAN轉藍牙接口板以及梅賽德斯奔馳C級車電器系統模擬臺。測試步驟如下:選用華為mate9作為測試設備,將CAN轉藍牙接口板與模擬臺診斷接口板連接,為模擬臺系統上電。使用Android設備配對接口板。成功配對后讀取全部載入模塊故障碼,清除故障碼等操作。讀取故障碼界面如圖7所示。
4 結束語
本文通過對汽車診斷協議ISO15765和UDS統一診斷服務的研究,充分利用XML平臺無關性的特點,構建了汽車故障XML數據庫,使其能方便的拓展到其他操作系統。自主設計了CAN轉藍牙接口板實現了數據消息的轉發。通過更改源碼實現了Android平臺車用診斷儀。此軟件可適用于Android 7.0。通過搭建診斷測試平臺,對V205模擬臺ECU進行故障碼讀取及故障刪除。測試結果表明,車用診斷儀可以診斷并刪除當前錯誤,系統運行正常。本文設計的診斷儀可實現一種便攜式的車用診斷工具。
參考文獻(References):
[1] Electronic control system and method for vehicle diagnosis [P]. US. 701/32.3. 8412405 04/02/2013.
[2] _鋒.汽車網絡與總線標準[J].汽車工程,2003.4(1).
[3] 李東江等.汽車車載網絡系統(CAN-BUS) 原理與檢修[M].機械工業出版社,2005.
[4] 蔡浩.汽車故障診斷系統的設計和開發[D].上海交通大學碩士學位論文,2009.
關鍵詞:起動控制過程 發動機 電路圖 不能啟動 故障診斷方法
1 一汽豐田卡羅拉1.6L GL 轎車啟動控制過程
1.1 點火開關由“OFF”檔擰到“ON”檔所進行的控制:①ECM電源電路:點火開關給ECM的IGSW接柱供電,ECM控制EFI MAIN繼電器(主繼電器)工作,主繼電器給ECM提供電源。ECM工作后給相關的傳感器提供VC電源(5V)。②鑰匙合法性檢測:發動機ECM識別車鑰匙是否為合法鑰匙,如果發現為非法鑰匙,發動機ECM發出指令使儀表下側的鑰匙報警燈閃爍(正常情況下開鑰匙后此燈應熄滅),發動機ECM即使檢測到正常的發動機的轉速信號也不會提供點火和噴油控制信號。③發動機故障燈控制:ECM發出指令給儀表盤ECU,儀表盤上的發動機故障燈被點亮。④燃油泵控制:ECM會通過油泵繼電器控制油泵工作2-3s的時間,以建立工作油壓。
1.2 點火開關由“ON”檔擰到“START”檔,ECM進行如下控制:①起動機工作電路:點火開關“START”接柱給ECM提供起動信號,另外還通過駐車檔/空檔開關給起動機繼電器線圈供電,起動繼電器工作后給起動機的控制接柱供電,起動機帶動發動機旋轉。②油泵工作控制電路:發動機ECM接收到曲軸位置傳感器的轉速信號后,給油泵繼電器線圈提供負極,油泵繼電器工作,控制油泵工作,建立油壓。③點火系統、噴油系統的控制:ECM接收到曲軸位置傳感器的轉速信號后,結合冷卻液溫度信號、空氣流量計信號、節氣門開度信號,按一定的點火提前角并依據發動機1-3-4-2的點火順序給各缸點火控制器提供IGT點火控制信號。各缸點火控制接收到IGT點火控制信號后通過點火線圈產生高壓電輸送到各缸火花塞,并把各缸點火反饋信號IGF通過同一導線輸送到ECM,ECM依據各缸的IGF點火反饋信號作為是否控制各缸噴油器噴油的依據,并結合冷卻液溫度信號、空氣流量計信號、節氣門開度信號確定噴油時間。
2 卡羅拉轎車發動機無法啟動的故障原因
根據卡羅拉轎車發動機電控系統電路圖及啟動控制過程分析,卡羅拉轎車發動機無法啟動主要有發動機ECM不工作、發動機ECM未解除防盜、發動機ECM未接收到曲軸位置傳感器信號、點火系統故障、供油系統故障、空氣供給系統故障、機械系統故障等七個方面的故障原因。
2.1 發動機ECM不工作的原因:BATT、+BM、IGSW、+B、+B2等接柱電源電壓不正常,ECM損壞;發動機ECM不工作的故障診斷流程如下:①點火開關從“OFF”檔擰到“ON”檔,觀察發動機故障燈是否點亮、油泵是否工作2s左右。如果故障燈點亮說明發動機ECM的+BM、IGSW電路正常。如果不工作,則檢查+BM、IGSW等兩個接腳的相關電路;②點火開關從“OFF”檔擰到“ON”檔,如果油泵未工作2s左右。檢查主繼電器觸點電源電路是否正常,不正常則檢查相關電路。③檢查主繼電器線圈的電源是否正常,不正常則檢查發動機ECM的MREL接柱的輸出電壓是否正常。輸出正常則說明發動機ECM的MREL接柱到主繼電器線圈電路故障。發動機ECM的MREL接柱電壓輸出不正常,說明發動機ECM損壞。④以上都正常,如果+B、+B2電源電壓不正常,則檢查主繼電器是否損壞及主繼電器輸出觸點到發動機ECM+B、+B2的相關電路。
2.2 發動機未解除防盜的故障原因有鑰匙匹配失效、鑰匙放大器損壞、鑰匙ECU不工作(電源電路故障、鑰匙ECU損壞),診斷步驟如下:①點火開關處于“ON”位置時,儀表盤上的防盜鑰匙燈閃亮。用解碼儀讀取故障代碼內容提示為“非法鑰匙”的相關內容。利用解碼儀按規定程序步驟進行鑰匙匹配。②檢查鑰匙ECU的電源電路是否正常,檢查鑰匙ECU與發動機ECM的相關連接電路是否正常。以上都正常,則更換鑰匙重視試配(如無備用鑰匙)。
2.3 發動機ECM未接收到曲軸位置傳感器轉速信號的原因:曲軸位置傳感器安裝不正常、曲軸位置傳感器損壞、曲軸位置傳感器與發動機ECM線路故障。檢查步驟如下:①檢查曲軸位置傳感器安裝是否正常。②測量曲軸位置傳感器電阻值是否正常,不正常更換。用一起子(或其它導磁件)距離曲軸位置傳感器觸發信號端來回晃動,用萬用表交流電壓檔測量感應電壓是否正常,如不正常則更換曲軸位置傳感器。③測量曲軸位置傳感器的2根信號線與發動機ECM的相關電路是否正常;
2.4 點火系統故障原因:火花塞故障、點火線圈(控制器)總成故障、點火控制信號線路故障、點火線圈(控制器)總成的反饋信號線路故障。檢查步驟如下:
①檢查點火線圈正負極電源是否正常,如不正常則檢查相關電路。②打起動時,用試燈測試各缸點火線圈的IGT點火控制信號是否正常。正常,但點火線圈未產生高壓電,說明點火線圈損壞。③檢查各缸點火線圈IGT信號線與發動機ECM相關針腳的連接是否正常,不正常,則查相關電路。④打起動時,測量發動機ECM的各缸點火信號IGT的輸出是否正常,如無輸出說明發動機ECM損壞。⑤打起動時,測量發動機ECM的IGF點火反饋信號線電壓是否正常,如正常,但發動機ECM未控制噴油器噴油,說明發動機ECM損壞。如不正常,則檢查IGF針腳到各缸點火線圈的線路連接是否正常。⑥檢查各缸火花塞的間隙是否正常、積碳是否嚴重、中心電極是否漏電,有以上任意一種情況,更換火花塞。
2.5 供油系統故障原因:油泵故障、燃油濾清器堵塞、油泵控制電路故障、噴油器故障、噴油器電源電路故障、噴油器控制電路故障;供油系統故障診斷流程如下:
①點火開關從“OFF”檔擰到“ON”檔時,在后排座位處注意傾聽油泵是否工作2s左右。如果油泵未工作,檢查油泵繼電器線圈和觸點的電源是否正常,不正常則檢查相關電路;檢查繼電器是否損壞,損壞則更換;檢查發動機ECM是否控制油泵繼電器,如不控制,則說明發動機ECM損壞;檢查油泵繼電器到發動機ECM的FC針腳的電路通斷;檢查油泵繼電器到油泵插頭電路、檢查油泵負極電路、檢查油泵是否損壞;②點火開關從“OFF”檔擰到“ON”檔如果聽到油泵工作的聲音,利用燃油壓力表測量噴油器油軌總成的油壓。如果油壓很低,則到燃油濾清器進出口處測量油壓。如果進油口油壓偏低,說明油泵總成故障。如果出油口油壓偏低,說明燃油濾清器堵塞嚴重,應更換。③如果油軌總成油壓正常,則用二極管試燈測試各缸噴油器的電源電路和控制電路是否正常,不正常則檢修相關電路。電路正常,則燃油品質是否正常。品質正常,則拆各缸噴油器,做噴油霧化試驗,更換損壞的噴油器。
2.6 空氣供給系統故障原因:空氣流量計損壞、空氣流量計后進氣管路漏氣;空氣供給系統故障診斷流程如下:①點火開關由“ON”檔擰到“STRAT”檔時(注意打啟動時間3-5s),利用解碼儀讀取進氣量數據。如果進氣量數據無變化且故障碼產生,說明空氣流量計未檢查到空氣流過。②拆下發動機進氣管,用手堵住節氣門處的進氣總管(冷車狀態),啟動發動機。如果吸力很強,說明節氣門后方無漏氣,說明空氣流量計損壞或者是空氣濾清器嚴重堵塞。
2.7 機械系統故障原因有氣缸壓縮壓力太低(氣門與氣門座密封不嚴、氣缸蓋漏氣、活塞環與氣缸壁密封不好)、排氣管堵塞、配氣正時不正確。機械系統故障診斷流程如下:①用氣缸壓力表測量按正確的方法所有氣缸的壓縮壓力,當氣缸壓力嚴重低于標準值時,用氣缸漏氣率表從火花塞孔打入高壓空氣,如果在進氣管聽到漏氣聲,說明進氣門密封不嚴;如果從排氣管聽到漏氣聲,說明排氣門密封不嚴;如果從曲軸箱聽到漏氣聲,說明活塞環和氣缸壁密封不嚴。如果從水箱加水口能看到氣泡大量冒出,說明在氣缸墊漏氣。②剛打啟動時,在節氣門處有明顯吸力,但在排氣管卻感受不到氣體排出,說明排氣管堵塞。③拆下正時皮帶室蓋,把發動機曲軸轉到一缸壓縮上止點位置,觀察正時皮帶和正時齒輪的記號是否對齊。
汽車發動機不能啟動是一個復雜的綜合類型的故障,牽涉的故障原因非常多。筆者根據發動機正常啟動所必須具備的工作條件以及卡羅拉發動機的控制特點,按故障診斷的難易程度寫此論文。在實際維修工作中,還要注意結合所讀得故障碼提示和數據流進行故障診斷。
參考文獻:
[1]崔冠喬.豐田卡羅拉發動機不能起動故障分析與排除[J].汽車電器,2012(04).
關鍵詞:汽車導航儀;故障;解決措施
中圖分類號:TN965 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 12-0000-01
導航系統必須依賴內部或外部的傳感器完成定位和目的地指引功能。外部傳感器一般是通過各種接口與汽車電子系統聯接,較新的產品還有可以無線聯接的外部傳感器,適合后期加裝。現代化的車載導航系統還具備一系列操作和顯示組件便于實現和用戶的對話。這類導航設備甚至能夠通過交通信息電臺(TMC,TrafficMessageChannel)等外部信息資源獲取有關當前交通狀況的信息,實現動態導航,有效地繞過交通阻塞和障礙。此外,導航設備的商業數據庫中還存儲了大量特殊目的地資料和旅行信息。完全集成進人汽車電子系統的導航設備未來會承擔很多駕駛員輔助系統的功能[1]。
一、汽車導航儀的組成
現在的汽車導航儀包括兩個部分:全球衛星定位系統和車輛自動導航系統。汽車導航儀一般是由GPS天線。集成顯示屏和功能按鍵的主機。以及語音輸出設備(一般利用汽車音響系統輸出語音提示信息)構成的。車內安裝位置的限制。汽車導航儀最少包括兩大功能:一個是汽車蹤跡監控功能。將已編碼的GPS接收裝置安裝在汽車上。該汽車無論行駛到任何地方都可以通過計算機控制中心的電子地圖指示出它的所在方位;另一個是駕駛指南功能。車主可以將各個地區的交通線路電子圖存儲在軟盤上。只要在車上接收裝置中插入軟盤。顯示屏上就會立即顯示出汽車所在地區的位置及目前的交通狀態。既可輸入要去的目的地。預先編制出最佳行駛路線。又可接受計算機控制中心的指令。選擇汽車行駛的路線和方向。
二、汽車導航儀常見的故障分析
根據汽車的故障的情況,首先啟動車輛,打開GPS接收電源開關,并使導航系統顯示出地圖,然后將車輛行駛到良好視野的空曠場地上,并檢查是否顯示“GPS”標記。經檢查發現,汽車的導航系統只能顯示地圖,不能顯示“GPS”標記。隨后,根據駕駛員使用手冊的操作步驟,修正了車輛的正確位置[2]。
由于汽車加裝的GPS導航系統具備自診斷功能,決定先對導航系統進行自診斷。于是按照規定操作,將車輛停止,并拉起駐車制動器手柄,打開點火開關到ON位置(ACC位置也可),然后在多功能顯示屏上按住INFO開關,操縱示寬燈開關,通過系統進入了故障診斷界面。經觀察發現,系統中存在車速信號不良故障碼,檢查并記錄故障碼。在將故障碼清除后進行路試,結果故障再次發生。根據車速信號不良的故障碼的提示,查閱了相關的維修手冊。按照維修手冊上的要求,首先應檢查車輛的車速輸入信號是否正常,同時與GPS自診斷系統的車速信號對比,以確認車速是否相吻合。如果存在較大的誤差,需要利用示波器檢查車速的波形,同時還應進一步檢查車速傳感器和相關的線路是否正常。在確認了車速信號沒有問題的情況下,決定檢查車輛上是否存在其他的光學組件(雷達測試器),有無東西貼在窗戶上,或有無任何金屬物質吸附在儀表上。經檢查發現,此車裝有雷達探測器,且在窗戶和前擋風玻璃上貼有防爆膜。再用專用的連接線將GPS衛星接收天線引導到車外后,對汽車進行路試,結果地圖上顯示的位置與車輛的實際位置相吻合,但導航系統仍無聲音引導。由于導航系統的聲音是靠揚聲器發出的,根據維修手冊的要求,決定檢查為導航系統提供聲音的車輛左前側揚聲器。經使用收音機試驗,揚聲器能夠正常發聲,利用萬用表測量揚聲器的電阻為4Ω。因此,可以確定揚聲器無故障,根據維修手冊的要求,又檢查了相關的線路,但依然沒有發現任何異常之處。至此,判定故障應在導航系統本身。更換導航系統控制模塊后,故障排除。
三、汽車導航儀故障的解決措施
在集成化車載導航系統中,導航系統的用戶互動,計算路徑的圖形化顯示,系統對用戶的聲音提示,都是通過用戶界面實現的。通常情況下用戶界面是集成在汽車的操作面板和轉向盤附帶的操作單元中。過去一段時間里,車載導航系統越來越多采用更加人性化的觸摸屏。這一硬件設備可以將觸摸式輸入與圖形顯示相結合。觸摸屏的最大優勢在于其安裝位置比較靈活,自身尺寸可以縮放。早期觸摸屏的不足之處在于沒有觸摸反饋,用戶有時無法判斷自己的輸入是否被設備接受[3]。除了觸摸式操作外,語音輸入也越來越普遍。系統首先捕捉到用戶說出的語音指令,之后進行二級的語音處理。第一次處理是將被記錄的語音盡可能地分割為小段,也稱為音素(Phoneme),這里采用的是語言算法。第二級處理使用比較算法,將記錄到的音素系列與數據庫儲存的進行比較,尋找到的最相近的數據即確定為語音處理的結果。軟件最后將語音處理結果與系統已知的指令進行比較,如果比較結果相同,則會啟動與此指令相配套的功能。
在設備與人的對話方向,導航設備采用以下手段將信息反饋傳遞給用戶:圖像顯示、語音提示、觸摸反饋,這里最后一種方式比較少見。圖像顯示最常見的是通過安裝于儀表板上的屏幕。可視化信息的數據首先在導航軟件中進行準備,之后傳遞到硬件圖像處理器,由圖像處理器將圖像數據傳遞到顯示器。彩色或單色的(很少的)TFT顯示器(薄膜晶體管液晶顯示器)常用于現今的汽車顯示屏。因為單色的導航系統通常很難表達地圖信息,此類顯示器只顯示圖文方式。彩色顯示器可以逼真地顯示地圖,一般情況下同時也作為車載計算機(BoardComputer)的顯示器[4]。
四、結論
總之,汽車導航儀中的GPS信號接收衛星發送的信號。根據衛星信號計算出地面接收機的當前方位。如果地面接收機同時收到4顆以上的衛星信號。就能根據衛星的精確位置及發送信號的時刻。通過計算以求得當前地點的位置。
參考文獻:
[1]金嬌榮.汽車導航儀常見故障解析[J].汽車維護與修理,2011,12:75-79.
[2]韓劍輝,劉溫陽,李明玉.集成GIS與GPRS的汽車導航系統[J].哈爾濱理工大學學報,2012,02:50-53.
[3]國家標準尚不完善車載導航儀需測試認證[J].汽車零部件,2012,08:42.
關鍵詞:汽車維修;教學;職業素質;培養
一、汽車維修教學中應注意的問題
1.教師要自覺地提高自身的職業能力
首先,教師要緊跟汽車技術的發展速度,不斷更新過時的汽車知識和維修技能。為此,教師平時可通過網絡媒體或書刊雜志搜集最新的汽車技術,收集各種好的汽車診斷與維修的方法及技巧,并對收集的材料進行整理、總結,尋找出特點和規律,使之變成自己的內涵。同時也可利用寒暑假時間到汽車維修單位鍛煉,向經驗豐富的師傅學習,了解最新的汽車維修和檢測方法。
其次,教師必須不斷提高自己的教學水平。教師應積極研討教學方法,改變教學理念,創新教學模式。有機會多參加有關教學能力方面的培訓或研討會,向經驗豐富并有成就的教師學習,取長補短。同時積極撰寫教學心得或汽車技術總結,通過撰寫論文的過程反思自已的教學過程,改正缺點,發揚優點。教師只有堅持不懈地認真鉆研汽車新技術和教學方法,才會有信心、有能力培養出高素質學生。
2.活用多種教學方法,提高教學質量
汽車是一門技術性綜合性很強的學科,與電子、機械、液壓等工程知識有著千絲萬縷的聯系,教學內容繁多又復雜。有時需要理論上分析零件的原理和工作過程,有時又需實操實踐來演示驗證。為此,教師一定要根據教學內容和要求,精心準備,靈活運用多種教學方法,提高學生的學習興趣,最大化地提高教學效果。汽車維修常見的教學方法有:
(1)多媒體演示法。利用電影、動畫,直觀形象地把汽車零部件復雜的原理、神秘的內部結構表現得一覽無遺。這種直觀形象的表達手法,通俗易懂,很容易引起學生的共鳴,提高學生的學習興趣。
(2)實體展示法。有些知識沒有經過真正的實體接觸,學生是很難領會的。例如對于自動變速器的行星齒輪變速系統組成和工作原理,筆者曾試過祥細的理論分析并在電腦上演示,而學生依然是不知所云或是一知半解,后來,筆者拿著行星齒輪實物進行展示并加以動作演示,效果很好,學生很快就明白過來,并且記憶深刻。
(3)競爭評比法。反復操練是學生提高汽車技能的一種重要手段。但有些時候學生單獨操作缺少氣氛,枯燥單調,很容易造成學無興趣。此時進行競爭評比教學法,會收到意想不到的效果,原來想偷懶的同學一下子激情高漲,為了爭取成績,會積極加入訓練。
(4)設疑提問法。通過設置故障或提出問題,讓學生自己琢磨分析,不僅提高了學生的參與積極性,而且培養了他們遇事動腦的習慣。筆者在汽車故障診斷與排除教學中,就經常故意設置一些故障,讓學生自己查找。當故障原因找到并順利排除時,學生表現得是那樣的開心,很有成就感。
3.改變學生的學習觀念,培養他們的職業意識
選擇汽修專業的學生,愛車是當然的。但很多學生卻只停留在對汽車華麗的外表喜愛和汽車動力性能感覺上的欣賞,對汽車維修職業并無真正了解。當看到實習場地的實際狀況,工作中又體會到苦和累,思想就退縮了。因此,教師在教學中要加強對學生的引導,有針對性地進行專業思想教育,通過介紹現代汽車職業的發展前景和作業模式,讓學生明白本行業的工作任務和目的,了解其在社會分工中的作用和地位,以至激發學生對行業的熱愛和自豪感,讓學生有著明確的學習目標和理想,繼而形成基本的職業意識。同時在汽車實訓教學中,我們也要多對學生進行專業學習方法指導,努力端正他們的學習態度,讓他們知道只有通過親身動手實習,才可真正領悟汽車內部結構的奧妙,體會到汽車維修的樂趣。
二、汽車維修教學過程中職業素質的培養
1.良好的作業習慣培養
汽車的零部件成千上萬,稍不留意,就會出現漏裝錯裝,必須要求學生有著嚴謹的工作態度,良好的作業習慣。為此,在每一次的技能實訓前,教師要讓學生了解所進行的內容,把每一步工序看懂看透,嚴格按拆裝工藝進行,杜絕偷工減料現象,同時要求他們把拆下的零件分類擺齊,必要時做好記號,過程中始終做到條理清楚、思路清晰。另外,汽車修理又是一項耗體力的工作,維修人員必須正確操作才能堅持長期的“戰斗”。為此,筆者在實訓中不斷進行示范,指導學生養成良好的站姿、蹲姿,學會在工作中有意識地一馳一張的自我調節,消除職業性局部疲勞。同時教育學生要善于總結,尋找工作中的一些技巧,以減輕勞動強度。
2.相互禮讓、團結協作的素質培養
汽修實訓中有些步驟需單獨操作,有些又要多人合作。但單獨操作時,有時因客觀條件所限,難以做到人人有設備,這就必然有先后之序,要求學生學會相互禮讓、遵守秩序的品質。可采取班干部讓一般學生優先,能力強的學生讓能力弱的學生優先,同時要求其它學生在旁觀看,從動手同學那里學習正確的處理方法,操作者錯誤地方及時指出,并為操作者適當提供工具,擺放零件,學會互相幫助。
當然,汽車實訓中更多的時候是多人合作的過程,這就更要培養學生的團結合作精神,杜絕個人英雄主義或一哄而上的現象。對于學生團結合作素質的培養,我們可采取流水作業法和部分分工法進行:
(1)流水作業法。在汽車維護作業過程中,設置若干個專業工位,按作業進行的順序排列成流水線。要求各作業位置的人員能在規定的相同的時間內同時完成,以便于協調各作業位置的操作時間。
(2)部位分工操作。將每次實訓項目,按不同部位進行劃分,各工位間大體上均衡完成各自工位的工作量。
3.邏輯分析能力的培養
汽車故障千奇百怪,每一種故障都會由一種或多種因素所引起,只有從根本上找到問題原因,才能徹底排除故障。這就要求汽修人員具有嚴密的邏輯思維分析能力,透過現象看本質,找到根本問題所在。教學中堅持進行這方面的鍛煉,學生就會遇事思考、有的放矢。
4.責任感的培養
汽車維修有別于其他行業,工人在操作中的一時疏忽或偷懶,都可能導致事故的發生,甚至造成車毀人亡的嚴重后果。所以在平時的實習過程中,我們要不時地對學生進行責任感的思想教育,不斷告誡學生那怕是一顆螺釘、一片墊圈、一只開口保險銷等都應認真對待,不得有絲毫的疏忽和馬虎。同時汽車工程又與環保息息相關,維修過程中所產生的廢物、廢油、廢水,不但有危險性還會污染環境,所有這些在實習過程中,我們都要慎重地告知他們,并在每次實訓后要指導、監督他們去認真處理,包括實習課時安排的值日工作,都要求學生一絲不茍地去完成。
5.想象及創新能力的培養
愛因斯坦曾說過“想象比知識更重要”。在汽修實習中,有傳統的維修方法和排除故障思路,但每一門技術有常規,并無定規。因此我們在汽車教學中要經常啟發學生,使其學會舉一反三、觸類旁通,在不影響維修質量的前提下,適當要求他們有所創新。例如在汽車拆裝過程中,我們總會遇到有些零件處的位置不好或苦于沒有專用工具而難以操作,這時讓學生自己想辦法,各顯神通。有的學生經過思考想象,制作出輕巧又實用的工具,操作起來簡單方便,效果很好。只有有著豐富的想象,并具備一定的創新能力,他們才不會被各種各樣的困難所嚇倒,并最終成長為一名高素質的汽車技術人才。
參考文獻:
[1] 張翠.提高汽車運用與維修專業學生職業素質的探討[J].湖州師范學院學報,2003,(25).
[2] 王成波.汽車維修專業實習課與學生素質能力培養[J].教育與職業,2003,(23).
〔論文摘要〕在提倡素質教育的新形勢下,傳統的教學觀念和模式已難以適應現代職業技術教育的發展,客觀上對教研教改提出了更嚴更高的要求。近年來,通過對汽車維修專業進行教學方法改革,實行了“一體化”教學:理論與實習“一體化”、專業課程的“一體化”。如何徹底改變學生被動聽講的局面,讓學生“動”起來,在技能訓練中掌握理論、在理論學習中提升操作技能,培養高素質的技術工人,成為當前職業教育工作者積極探討的研究課題。
中等職業學校“汽車運用與維修”專業最主要的課程是《汽車構 造》、《汽車修理工藝》和《汽車維護與故障排除》,多年的教學傳統,通常采用三門課程獨立設置、理論教學和實習教學分開進行的傳統教法:近年來,通過對汽車維修專業進行教學方法改革,實行了一體化教學,經過了一段時間的教學實踐,收到了較好的教學效果,就此,談談個人體會。
1.傳統教法的存在問題及原因分析:
受客觀因素限制,傳統教學的課程設置在“教”和“學”方面都存在一定問題,嚴重影響了培養目標的實現:
1、首先,中等職業學校的學生文化基礎只是普遍較差,缺乏空間想象力。對發動機構造的理解普遍感到困難,盡管加強了直觀教學但對汽車零件的空間形體、實際位置關系、裝配關系及傳動路線、工作原理難以形成完整的認識;學習“修理工藝”時,死記硬背、似懂非懂;學習“故障排除”時,思路不清、無從下手、摸不著頭腦。學生普遍感到“專業技術理論”難學易忘,存在厭學心理,全靠死記硬背應付考試。進入修理實習教學階段,雖較感興趣,但專業技術理論知識己遺忘較多,往往限于模仿性的操作訓練,不能觸類旁通、難以形成系統技能。
由于理論和實習教學的各個階段認識方法單調,學生的專業興趣得不到激發,積極性難以調動,學習專業技術的方法和能力很難得到較好培養。
2、三門專業理論課教學安排時間跨度大.同一個汽車部件總成“構造”、“修理工藝”、“故障排除”教學時間兩個學期,學生對某一總成結構的認識是斷續、分散的。整體認識含混不清、認識不透徹,學習難以深入。缺乏汽車結構、故障診斷、修理方法的系統技能知識,不利于迅速適應生產崗位,往往不能滿足用人企業的要求。
3、傳統的教學模式把專業課程劃分為構造和修理;教學分為理論教學和實習教學兩部分,使教師的講解和學生的認識產生人為分割,學生難于建立一個清晰、直觀、深刻的認識。
而且,教學上自成體系,互不干涉,各有一套人馬。專業理論教學和實習教學分段實施,理論教師和實習指導教師各負其責、相互脫節;教學過程中往往出現各自為陣、相互推誘現象。客觀上造成教材間的內在聯系缺乏協調性,教學目標、教學內容和教學方法等方面難以形成有機的結合,教學內容不能合理統籌。另外,以學科為中心的傳統教學法,容易產生重理論輕實踐的傾向,不利于造就一支既能講授專業理論,又能指導學生實習的復合型專業師資隊伍。
2模塊式一體化教學法的探索:
針對以上問題,我們在“模塊式一體化”方面進行了一體化探索,具體做法如下:
1、針對中等職業學校學生基礎知識薄弱的特點,要徹底改變以往老師一本書、一支粉筆在臺上滔滔不絕,學生在下面昏昏欲睡或各自精彩的“填鴨式”課堂模式;實行理論教學與實習教學“一體化”。改變學生被動聽講的局面,讓學生“動”起來,在技能訓練中掌握理論,在理論學習中提升操作技能。在教學過程中,盡量利用實物教學、進行直觀演示,將書本上的零件名稱、具體工作原理,實實在在的展現在學生面前,以激發學生的興趣、縮短認識過程、加深理解。可以在演示中講解,邊講解邊演示,多講授些穩定性、經驗性的知識,并要反復進行;在教師引導下,使學生很快的將理論與實踐融合,促進理解、加深記憶、提高學習效率,更為重要的是使學生初步掌握適合自己的學習方法,為將來進一步學習打好基礎。
2、在課程編排和教學進程方面,將文化基礎課進行調整,徹底改變以前幾周完全理論課和幾周完全實習課輪換的模式,根據專業需要建立相應的教學模式,滿足一體化的教學需要。在實際教學過程中,將《汽車構造》、《汽車修理工藝》和《汽車維護與排除》合并為一門課程,實現專業課程“一體化”。利用實物、教具和多媒體等手段,將枯燥的理論教學過,轉變為理論與實際相結合的一體化過程,從而實現理論指導實踐、實踐驗證理論,形成理解和記憶的良性循環。
以國家職業教育規劃教材為藍本,依據汽車專業教學大綱、結合勞動部門技能鑒定要求,將汽車專業課程劃分為:發動機、底盤、電器、故障診斷與排除、汽車新技術五大模塊。各大模塊按系統機構的不同,分設各個專業課題,比如發動機模塊,分設兩大機構、五大系統專業課題。每個課題按專業技術的實用性和參照國家技能鑒定規范要求,具體對待,再設分課題。突出科學性、直觀性、實用性。
3、為了解決傳統教學模式跨度大,把專業課程劃分為構造和修理、教 學分為理論教學和實習教學而導致教師的講解和學生的認識人為分割、學生理解困難的問題;采用理論學習、技能訓練“模塊式一體化”教學。
“模塊式一體化”教學在一段教學時間內,從“構造”、“修理工藝”到“維護與排故”只把某一總成看成重點認識對象,縮小了注意目標,可使學生短時間內對該總成結構形成系統、完整的認識,掌握技能較快。學生感到生動、不呆板,看得見、摸得著,既容易理解又記得牢。
實行專業理論教學和技能操作訓練的有機結合,可使學生將專業理論與實踐操作反復對照、理解。實現了理論與實踐密切結合、理性與感性同步認識。理論指導下的技能訓練,能使學生感覺學到了實在的本領,自信心增強,技能形成進程加快。能使學生迅速對汽車部件建立直觀、清晰、深刻的認識,大幅度提高教學效率。
4.“模塊式一體化”教學實行教師任教科目負責到底的教學管理方法,增加了師生直接接觸,增強了教師的工作責任心。教師能直觀的了解學生掌握專業知識和操作技能的程度,有利于切合實際的從不同角度、用不同方法加以指導,因材施教;滿足不同層次學生的需求、提高教學效果、
3要進一步推行“模塊式一體化”教學,亟待解決一下幾個問題:
1、一體化教學對教師的教學水平和能力提出了新的要求:既要有扎實的專業技術理論知識,又要有熟練的實際操作技能,成為“雙師型”教師;這是實行一體化教學的成敗關鍵。這就要求教師必須具備專業、系統的理論知識,還必須具備高級修理技工的操作水平,保證授課過程中進行準確、熟練、規范的操作演示。因此,汽車專業教師必須提高自身專業理論水平與實際操作技能,把兩者融為一體,努力通過“講師或技師”的“雙師”評定,有效促進教改的步伐。
2、堅持“以能力為本位”的原則(不是單純的技能),對現行教學計劃、大綱、課程設置進行調整、修改。
通過外出交流、上網查閱、校內討論等多種形式對一體化教學模式進行大量的資料準備工作。先對一體化教學有了整體方向的把握;然后從實際出發,據學校現有的師生情況、教學情況、教學場地及教學設備,集思廣益,制訂出一體化教學的可行性方案;并將方案進行討論、修改、出臺。
一體化教學學生是出于動態的,在這種場合下,學生各方面的特長都會有所表現,教師應注意因材施教,用高尚的道德情操和全面的業務能力,言傳身教,進行綜合素質方面的教育。用自己的專業能力和人格魅力去感染他們,突出綜合能力的培養。
3、利用現有條件,擴充實習場地及教學設施。
實施一體化教學,必要條件是實習、教學設施的齊備。必須擴充汽車構造、汽車修理、故障排除、總裝調試等教學和實習場地,緩解實習場地不足的矛盾。可以采用“土洋”結合的辦法,除了鐵框架和器材訂購以外,其他的全部由教師帶領學生完成,方案自己設計;各種設備設施自己安裝,做成多功能汽車實訓工作臺。既省資金,又切合實際,經久耐用;學生得到了鍛煉,教師也提高了業務能力。更重要的是,使用和維修都很方便,一旦出現故障,隨時可以自己維修。
4、目前缺乏與“模塊式一體化”教學相配套的教材。當務之急,必須盡快組織精兵強將編寫出實用、適應“模塊式一體化”教學的校本配套教材,合理安排教學進程。
【關鍵詞】應用型本科;汽車類專業;校企合作;人才培養模式
根據教育部“高等學校創新能力提升計劃”,“卓越工程師教育培養計劃” 的精神,工程類專業要培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的各類型的工程技術人才[1],為國家建設創新型國家和人才強國戰略服務。工程能力的培養離不開企業的支持,建立校企合作關系是關鍵所在。校企合作是開展工程教育的重要途徑。校企合作人才培養模式使企業直接參與人才培養過程,在應用型工程類人才的培養中起著至關重要的作用。加強校企聯合,促進資源優勢互補,探尋校企工學結合的新模式。
一、汽車企業對技術應用型本科人才要求
我們對19家簽訂了校企合作協議企業進行調研,對本校2010屆、2011屆、2012屆畢業生進行回訪。汽車類畢業生的就業方向主要是:汽車整車、零配件生產廠的基層生產管理、基層技術崗如車間質檢員、工藝員、設備管理員;保險公司的查勘員;4S店的汽車銷售顧問及售后服務;高職及中職學校的汽車專業教師;這些崗位要求汽車專業人才的專業核心能力的要求是多元的,包括:工程計算、機械工程設計、計算機軟件應用基本能力;汽車檢測、故障診斷、維修等技術應用能力;汽車營銷、理賠定損、評估能力;汽車生產管理、專用車及汽車零配件設計、英語應用、實踐動手能力;學習能力、與人溝通、協調、團隊合作能力。其中,作為重中之重的實踐動手能力,要求學生能熟練進行發動機、變速器等總成的拆裝,能利用專用儀器設備,如解碼器、尾氣分析儀等對現代汽車進行檢測,對汽車的故障做出準確、快速的診斷,并能以最佳的維修工藝流程進行修復和故障排除;同時具備汽車保險、理賠、營銷、二手車評估等汽車相關工作崗位所需的基本能力。
二、校企合作、工學結合,培養工程實踐能力
(一)基于工作過程的課程內容設計
汽車類專業課程把行業能力標準作為專業課程教學改革的目標,根據行業能力要求組織教學內容。在汽車電器與電子技術、汽車估損等專業課教學工作中貫穿“工作過程系統化”的課程開發理念,將教學活動與仿真或真實的工作場所相融合,對應用型本科汽車專業課教學方法的改革進行探討和研究。
以汽車估損課為例,課程首先通過案例講解汽車保險條例,再通過10個模擬真實案例現場,讓學生從接報案,準備定損單、查勘表、保險抄單開始,到事故現場,根據現場情況確定保險責任,現場拍照,詢價、報價,查保險抄單,與修理企業、車主商定理賠額度,填定損單、查勘表等整個工作過程安排教學內容,課程按照工作過程來進行排序。從不同工作過程對課程進行設計,以學生為主體,以教師為主導,通過情境創設,使專業課與職業崗位實現零距離對接。
(二)以培養工程能力為本位,加強實踐教學環節
培養學生工程能力,關鍵是加強學生的實踐動手能力,為此在人才培養方案中加大實踐教學環節學時數,實踐學時占總學時的33%。機械類實踐教學環節:機械零件測繪實習、機械制造工藝實習、CAD繪圖、機械設計課程設計等,培養學生基本機械設計、機械工藝,計算機輔助設計、機械設備使用能力。汽車類實踐環節:汽車拆裝實習、汽車制造工藝實習、汽車電器與電子技術實習、汽車檢測與維修實訓、畢業綜合實踐、畢業設計(論文)等,培養學生汽車拆裝、汽車維護、汽車制造工藝、汽車零部件和系統檢測、汽車故障診斷能力和綜合運用專業知識分析、解決問題能力。
另外,汽車類專業學生90%參加汽車愛好者協會。定期邀請各高校汽車專業、汽車制造企業、4S店、保險公司等有關專家舉辦講座。汽車專業實驗室全面對學生開放,打破了傳統實驗教學“四固定”(固定時間、固定班級、固定實驗室和固定實驗項目)[2]。提高了學生分析問題和解決問題的能力,對于學生開闊視野、拓寬思路、激發靈感、提高綜合素質具有特殊作用。
(三)針對汽車維修崗位要求,將職業資格證書課程鏈接到專業課體
在人才培養方案中,把職業資格證書課程鏈接到專業課程體系當中,開設發動機、變速器、汽車電器與電子技術、汽車估損四個模塊課。學生在通過國家人力資源和社會保障部職業技能鑒定中心考試后,可獲取 “全國汽車維修專項技能認證考試合格證書”,成為各專項的維修師。該證書已成為本專業學生就業的敲門磚。
(四)開拓校企合作,工學結合的有效渠道
校企合作是實現這類學校培養應用型創新人才目標的關鍵。校企合作的企業分為三個層次:一是課程的校外實習實訓基地,如東北林業大學機械廠為學生金工實習基地、一汽集團哈爾濱輕型車廠為汽車制造工藝實習的基地。二是校外的畢業實習的基地。本專業現已經與哈爾濱12家企業簽訂協議,這些企業每年根據需求接納一定數量學生進行畢業實習,企業為實習學生提供實際的課題,企業擇優選用實習學生在本企業就業。三是校企合作基地,選擇一些汽車行業比較有實力的企業進行深層次的合作,例如與北汽福田北京多功能汽車廠,雙方建立校企合作關系并在雙方互相掛牌,且:北汽車福田是“哈爾濱劍橋學院實踐教學基地”,我校是 “北汽福田北京多功能汽車廠人才培養基地”。與企業合作,共同開發與實施專業人才培養方案,進行有針對性的培養,即共同確定培養目標、制定教學計劃、調整課程設置、完成教學任務和保證實踐教學的實施,使畢業生達到企業要求的質量標準。企業技術人員、管理人員共同指導學生實訓、實習。企業定期提供人才需求信息并提出培養建議。企業充分利用人力資源,選送既有豐富實踐經驗又能從事教學工作的專業人員和管理人員擔任客座教授,舉辦高水平的學術講座,并為我校培養“雙師型”教師提供幫助。
三、“雙師型”教師隊伍建設
(一)引進企業有工程經歷的教師。
汽車類專業加強“雙師型”隊伍建設,從企業、科研院所引進有工程經歷的教師,現已引進7人,這些教師在汽車企業從產品、工藝設計、設備管理、汽車維修工作,有著豐富的工程實踐經驗,能教學過程中提高學生實踐與工程能力,同時在教研活動中幫助從學校門到學校門的青年教師增長見識,促進青年教師向“雙師型”的轉化。
(二)教師到企業實踐進修,增強工程能力
本專業對沒有企業工作經歷的青年教師到企業實踐進修,企業定期組織專業教師進行技術講座和實操培訓,使專業教師的汽車新技術和實踐動手能力得到了提高。與企業一線的緊密接觸,增強了解決工程實際技術問題的能力,也促進了廣大教師科研學術水平的提高。
應用型本科學生培養重視實際工作能力,重點是知識的應用。因此,這就要求在教學內容上將學科知識體系與實際工作過程結合,校企合作,工學結合的人才培養模式,增強學生工程實踐能力,滿足汽車產業對技術應用型本科人才的需求。
參考文獻: