摘 要：針對車輛裝備維修人員技能培訓，尤其是柴油發動機系統維修技能培訓，闡述集虛擬拆裝、實車實物訓練、電路演示、故障設置與排除為一體的新型柴油發動機維修模擬教學實訓臺研制，為創新培訓手段、提高培訓質量、提升車輛裝備維修人員崗位技能提供參考。

　　關鍵詞：柴油車;維修;實訓臺;研制

　　《農機導購》創刊于2009年，雙月刊，是一份面向農機用戶，為用戶提供購機方案，指導用戶科學用機的雜志。

　　0 引言

　　在進行柴油車發動機系統維修科目教學與訓練時，由于結構及電路日益復雜，部分學生電路基礎差，識圖能力弱，教與學的雙方都遇到了一些困難，教學訓練難以達到理想的效果。實車實習時，由于發動機系統結構復雜，電控系統各總成通過電線連接比較分散，學員很難對柴油車發動機系統、特別是電控部分形成總體認識，因而造成學生難以快速掌握柴油車發動機系統結構特點，給分析電路、檢測和排除設備故障帶來一定的難度。由于價格昂貴，受氣候、場地、視聽效果的制約，每臺車輛的受訓人數也受到限制，很難在短時間內提高教學效果。因此研制一種集虛擬拆裝、實車實物訓練、電路演示、故障設置與排除為一體的新型柴油發動機維修模擬教學實訓臺可以較好地解決這一問題。

　　1 系統的構成與功能

　　1.1 系統的功能

　　用于柴油發動機維修理實一體化教學，演示柴油車發動機結構和工作情況;控制系統能夠與實物交互，動態仿真各種故障現象及排除步驟方法，方便快捷地進行油路故障分析及檢測，達到理論培訓與實踐培訓相結合，學習過程直觀、明確、重點突出的效果。

　　1.2 系統的構成

　　該系統主要由兩部分組成：硬件和軟件。硬件包括：柴油發動機本體、控制系統和計算機等;軟件部分包括：理論知識模塊、虛擬拆卸模塊、故障檢測模塊、管理評估模塊等。

　　2 系統硬件設計

　　系統硬件如圖1所示。系統硬件大致可以分為兩大部分，分別為某柴油車燃油系統實物和信息采集與控制顯示系統(如圖1所示)。燃油系統實物主要包括按照實車布局的發動機零部件;信息采集與控制顯示系統主要包括控制器、信號采集模塊、信息存儲模塊、通信模塊、工控機和控制開關(控制電流通斷)等部分組成。

　　(1)柴油機。包括完整的按照實車布局的電控單元、燃油箱、燃油濾清器、油管、電控燃油泵、噴油器、油路和傳感器等，利用帶滾輪的支架固定，便于移動。

　　(2)控制模塊。控制模塊主要依據系統設計，驅動系統各項功能單元，完成諸如設置與恢復故障、改變系統各項性能參數等任務，主要包括附加油路電磁閥、附加電路開關、油門控制器等執行機構，還包括智能微處理器和計算機等。其中智能微處理芯片和計算機(工控機)是整個系統的核心，通過硬件和軟件配合控制整個系統功能和協調數據輸入輸出的微處理芯片采用小尺寸，低功耗，功能全面，速度快，價格低的芯片。

　　(3)信息采集模塊。信息采集模塊主要依托發動機診斷接口采集發動機轉速、燃油壓力、進氣溫度、進氣量、供油正時等信號，同時對附加油路電磁閥、附加電路開關、油門控制器等自行安裝的執行機構開關或模擬信號加裝采集器進行采集(主要采集電壓信號)。控制器元件(含繼電器)由繼電器驅動，接收由計算機傳給控制系統的相關信號，從而控制斷油、斷電電磁閥電流通斷實現關機和設置故障。

　　(4)通訊模塊。通訊模塊主要解決計算機與微處理器之間的通訊。本實訓臺主要采用RS 232接口與電腦進行通訊，利用MAX232芯片作為轉換器元件。

　　(5)顯示與演示模塊。主要依靠系統配備的計算機來執行系統的各項指令，以便完成系統的功能和圖形數據顯示，實現人機交互。

　　3 系統軟件設計

　　軟件系統主要包括教師板塊和學生板塊(如圖2所示)。

　　(1)教師板塊。由教學系統和管理系統組成，教學系統包括理論教學模塊，含PPT、電子版維修手冊、動畫、視頻等資源;虛擬拆裝實訓模塊，利用三維虛擬演示軟件演示工作原理、拆裝過程等;故障設置與檢測模塊，直接在基于Unity3D的電路圖和虛擬實訓軟件上進行故障設置與排除，同時通過控制系統使對應硬件同步產生相應故障和恢復故障，同時具有檢測故障功能等，如故障設置與檢測模塊具體組成(如圖3所示)。

　　管理系統包括系統管理，如系統的還原與備份、數據庫管理等;理論教學管理，含教學資源的使用、添加、編輯，題庫管理考試與作業管理、成績管理等;實訓教學管理，含實訓題庫管理、實訓考核與練習管理、成績管理等;用戶管理含部門基本情況、教師信息等。