摘要：中高職汽車維修專業(yè)的學(xué)生需打好基本功，重視專業(yè)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，避免盲目追求新技術(shù)、新技能。電工電子技術(shù)是汽車維修專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)習(xí)和掌握好電工電子技術(shù)，能夠提高汽車維修專業(yè)學(xué)生的診斷技能和實踐能力。本文通過兩個案例說明了電工電子技術(shù)基礎(chǔ)在汽車維修的實踐過程中的重要性，結(jié)合自身工作實踐總結(jié)了電工電子技術(shù)在汽車維修過程中的應(yīng)用，將電工電子基礎(chǔ)知識與故障診斷排除有機(jī)結(jié)合，通過案例講解和闡述電工電子基礎(chǔ)知識的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)注意事項，供汽車維修專業(yè)的學(xué)生和從業(yè)人員參考。

關(guān)鍵詞：電工電子；汽車修理；學(xué)習(xí)內(nèi)容；學(xué)習(xí)方法

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 電工電子技術(shù)在汽車的應(yīng)用

汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也伴隨著汽車新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，如汽油機(jī)、柴油機(jī)的電控化，以滿足不斷嚴(yán)格的排放法規(guī)；車輛動力系統(tǒng)向混動化、電動化發(fā)展，整車控制向人工智能化等演變。搭載的汽車電子系統(tǒng)大幅增加，汽車電子的比例在中級轎車、高級轎車和混合動力轎車中分別占15%、28% 和47%[1]。

伴隨著汽車電子系統(tǒng)的應(yīng)用，電工電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用也快速增加，以滿足對動力性、智能化的市場需求，應(yīng)用中如常見的電腦ECU、傳感器和執(zhí)行器（噴油器、電磁閥、電動機(jī)）等。隨著電工電子技術(shù)從汽車電子向動力電子轉(zhuǎn)變，大功率的固態(tài)電子器件迅速發(fā)展，如大功率的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管（MOSFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）的出現(xiàn)，極大促進(jìn)了電動機(jī)驅(qū)動和交流調(diào)速技術(shù)發(fā)展[2]。

車輛裝備的汽車電子系統(tǒng)不斷增加，也向中高職院校汽車維修專業(yè)的學(xué)生提出了新的挑戰(zhàn)。電工電子技術(shù)的新材料、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如新一代功率半導(dǎo)體SiC（碳化硅），已經(jīng)應(yīng)用在特斯拉電動汽車的電機(jī)控制器中，具有耐受更高溫度和電壓，實現(xiàn)高開關(guān)特性等。面對涌現(xiàn)的新材料和新技術(shù)，汽車維修專業(yè)的學(xué)生需要打好電工電子技術(shù)的基礎(chǔ)，改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，不斷學(xué)習(xí)掌握新知識，跟上汽車技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展步伐。

學(xué)習(xí)和掌握新知識和新技能，專業(yè)基礎(chǔ)理論知識尤為重要。汽車維修專業(yè)課程主要包括電工電子技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、汽車構(gòu)造、汽車電子技術(shù)、汽車維修技術(shù)、汽車故障診斷檢測以及汽車排放與控制等[3]。電工電子技術(shù)課是重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，掌握和學(xué)好課程，將為汽車維修專業(yè)的學(xué)生今后順利走上工作崗位打好基礎(chǔ)。

2 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)的重要性

電工電子技術(shù)基礎(chǔ)是汽車維修專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程，如果電工電子專業(yè)課沒有學(xué)好，將會影響實踐中解決故障的能力。隨著多軸數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)步，車輛的機(jī)械部件加工精度提高，機(jī)械性能提升，機(jī)械故障在下降，車輛故障常多發(fā)于電氣系統(tǒng)部件，所以應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí)電工電子知識。下面介紹與電工電子專業(yè)知識相關(guān)的案例。

2.1 案例一：并聯(lián)電路故障

在一次柴油機(jī)高壓共軌技術(shù)培訓(xùn)課上，培訓(xùn)老師給學(xué)員們設(shè)置了一個故障，難住了全班培訓(xùn)學(xué)員，故障排除后大家也不得其解。

故障現(xiàn)象：正常起動后，發(fā)動機(jī)只能怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，加速踏板不起作用。

故障診斷：確認(rèn)故障現(xiàn)象后，用故障診斷儀確定現(xiàn)行故障碼為加速踏板傳感器對地短路，根據(jù)故障代碼的提示，又對加速踏板位置傳感器進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果是該傳感器電源電壓為0.0 V，說明ECM 供給該傳感器的電源電路可能有故障。查閱電路圖發(fā)現(xiàn)，ECM 與該傳感器之間沒有任何元件和插頭，檢查ECM 與該傳感器之間線路正常，此時大家不知所措。

老師提醒大家按基本故障診斷程序進(jìn)行，于是大家整理思路，按讀碼、清碼、再讀碼、分析數(shù)據(jù)、線路檢測以及元件檢測的診斷流程進(jìn)行檢查，在分析數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣壓力信號只有93 kPa，小于正常值。大家對進(jìn)氣壓力傳感器線路和元件進(jìn)行檢測，線路電壓正常，而傳感器的電阻測量值為0.0 Ω，代表短路，此時大家覺得有了意外收獲。

更換傳感器后，試車時發(fā)動機(jī)加速正常，用診斷儀檢測加速踏板傳感器故障也變成了非現(xiàn)行故障并能順利清除，經(jīng)模擬運(yùn)行后讀取故障碼顯示系統(tǒng)正常無故障碼。讀數(shù)據(jù)時，進(jìn)氣壓力信號在怠速中速和高速均為在正常值范圍內(nèi)，確認(rèn)故障已排除。故障原因是進(jìn)氣壓力傳感器短路故障，但故障碼卻是加速踏板對地短路，但大家不明白為什么是這樣。

故障分析：如圖1 所示，當(dāng)閉合開關(guān)K1，斷開K2，電壓表顯示應(yīng)接近5.0 V。保持K1 閉合，閉合K2，電壓表顯示0.0 V。對照該車電路，加速踏板位置傳感器與進(jìn)氣壓力傳感器電源電路為并聯(lián)關(guān)系，當(dāng)其中一個發(fā)生短路，兩個傳感器電源電壓均變?yōu)?.0 V，也就是說當(dāng)進(jìn)氣壓力傳感器短路后，加速踏板電源電壓同時也就變?yōu)?.0 V，故加速踏板失去作用，又因為加速踏板位置信號優(yōu)先于進(jìn)氣壓力信號，故出現(xiàn)了故障碼與故障現(xiàn)象不一致。

2.2 案例二：串聯(lián)電路故障案例

有一批輕型貨車出現(xiàn)了冬天起動困難的故障。

故障現(xiàn)象：冬天早上起動時起動機(jī)無力，不能順利著車，但用車拖或人力推車就很容易著車。

故障診斷：在觀察起動現(xiàn)象時注意到，起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時繼電器盒內(nèi)有繼電器不斷的吸合斷開的聲音，據(jù)此，初步判斷故障原因可能是起動過程系統(tǒng)電壓過低引起的。用萬用表檢測起動時的系統(tǒng)電壓，電壓檢測值為6.5 V，確認(rèn)故障原因為起動過程系統(tǒng)電壓過低，用萬用表分別檢測在起動時起動系電路各點對地電位，發(fā)現(xiàn)起動機(jī)外殼、車架與蓄電池負(fù)極之間的電壓高達(dá)5.0 V。

因為起動機(jī)外殼與車架是通過發(fā)動機(jī)搭鐵線相聯(lián)，車架與蓄電池負(fù)極是通過蓄電池搭鐵線相聯(lián)，分析電路，判斷故障點為電源負(fù)極與車架搭鐵不良。將電源負(fù)極與車架搭鐵線與搭鐵點重新處理并緊固，排除故障后經(jīng)試驗起動正常。

故障分析：如圖2 所示，當(dāng)開關(guān)K1 閉合，K2 斷開時，電壓表顯示為12.0 V， 當(dāng)開關(guān)K1 閉合，K2 閉合時，電壓為顯示為6.5V。對比上述故障，搭鐵點接觸不良就產(chǎn)生一定的接觸電阻。這相當(dāng)于電路中下面那個電阻，而上面這個電阻相當(dāng)于電路中的用電設(shè)備（包括ECM），當(dāng)出現(xiàn)搭鐵不良時，搭鐵點分壓過大，系統(tǒng)電壓過低，用電器就不能正常工作，繼電器不能正常吸合，ECM 電源電壓低于工作電壓而不工作，造成車輛無法起動。

分析該故障發(fā)現(xiàn)，蓄電池搭鐵點的接觸電阻非常小，如此小的電阻對電路有這么大的影響。因此不難推斷，維修時常用測量電阻的方法判斷開關(guān)、插接器、搭鐵點等是否接觸良好的方法，可能不夠準(zhǔn)確，有時反而可能帶來誤導(dǎo)。接觸是否良好的判斷應(yīng)該依該點接觸電阻分壓的大小來判，分壓過大對電路就有影響，通常分壓小于0.2 V 即可判斷為接觸良好。

類似的案例較多，這里只簡單列舉了這兩個案例。表面上看這些故障很復(fù)雜，故障分析排除難度很大。但經(jīng)過上述分析不難看出，用到的知識無非就是串、并聯(lián)電路的基本知識，并沒有用到太多的理論和計算，只要電工基礎(chǔ)扎實，汽車常見故障甚至疑難故障，都能夠快速解決。所以說，學(xué)好電工電子基礎(chǔ)知識對汽車維修專業(yè)學(xué)生來說至關(guān)重要，是汽車診斷的基礎(chǔ)。

3 學(xué)習(xí)電工電子技術(shù)的方法

電工電子知識抽象難懂，目前所使用的汽車電工電子技術(shù)學(xué)習(xí)材料，大多是將傳統(tǒng)的電工、電子技術(shù)專業(yè)知識稍作修改而成的，在內(nèi)容上并沒有突出針對汽車的應(yīng)用，缺乏有效針對性。隨著汽車領(lǐng)域電子新技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，汽車上電子裝置越來越多，成為機(jī)電一體化的有機(jī)結(jié)合，電工電子技術(shù)已成為汽車技術(shù)人員必須掌握的知識。因此，學(xué)習(xí)汽車電工電子技術(shù)要改變學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法。

首先，以夠用為原則，避開對汽車專業(yè)要求不高和關(guān)系不大的內(nèi)容以及一些復(fù)雜的理論公式推導(dǎo)和計算，同時避免厭學(xué)。其次，將電工電子技術(shù)與汽車專業(yè)結(jié)合，使自己的學(xué)習(xí)更具有目的性。最后，在學(xué)習(xí)內(nèi)容中結(jié)合現(xiàn)代汽車電子控制的新技術(shù)，實實在在感受到學(xué)有所用，從而調(diào)動自己的學(xué)習(xí)積極性[4]。

汽車維修技術(shù)是理論與實際聯(lián)系非常緊密，在理論指導(dǎo)下實操性很強(qiáng)，對汽車維修專業(yè)學(xué)生綜合素質(zhì)要求很高。成為一名優(yōu)秀的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟悉汽車電氣系統(tǒng)的組成，理解汽車各系統(tǒng)電氣設(shè)備的作用、結(jié)構(gòu)與工作原理，掌握常見故障的分析方法，了解汽車電子控制裝置的作用、結(jié)構(gòu)與工作原理，汽車性能的檢測方法和常用檢測儀器的使用等。

學(xué)生往往在學(xué)習(xí)實踐中存在一個學(xué)習(xí)誤區(qū)，重視新技術(shù)的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，而對基礎(chǔ)專業(yè)課不夠重視。結(jié)果是費了很大勁，學(xué)習(xí)效果不理想。掌握好基礎(chǔ)課程，遇到新知識和新技能也能迎刃而解，如果基礎(chǔ)不扎實，只一味的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)新技術(shù)，那只能是一知半解，空中樓閣，理解不透，更做不到靈活運(yùn)用了。

通過掌握相關(guān)的知識，故障分析就很容易。電工電子技術(shù)比較抽象，不易理解，一直是汽車維修專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的難點。通過車輛中電工電子技術(shù)的主要應(yīng)用不難看出，電工基礎(chǔ)知識（基本概念）、簡單電路的分析方法以及常用電子元件的功用和特性，是汽車電工電子專業(yè)課最為重要的內(nèi)容。這些內(nèi)容掌握和運(yùn)用好基礎(chǔ)知識就可以解決工作中的大部分問題，同時對學(xué)習(xí)汽車電氣、汽車新技術(shù)有很大幫助。所以學(xué)習(xí)電工與電子技術(shù)應(yīng)以基礎(chǔ)內(nèi)容為主，具體學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法如下。

3.1 學(xué)習(xí)內(nèi)容

（1）電工基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)內(nèi)容：電路的組成、電流方向、電壓及電壓的單位、電阻及電阻的單位、電流強(qiáng)度及電流強(qiáng)度的單位、歐姆定律、電路的三種狀態(tài)。歐姆定律學(xué)會電壓、電阻和電流三者的定性關(guān)系即可，不必過多糾纏在數(shù)據(jù)計算方面。電路的三種狀態(tài)應(yīng)作為重點，要會分析斷路、短路狀態(tài)下電路中各點相對參考點的電壓變化情況，因為這是學(xué)習(xí)汽車電氣系統(tǒng)故障分析方法的基礎(chǔ)，非常重要。

（2）電磁學(xué)部分的學(xué)習(xí)內(nèi)容：包括磁體、磁極和磁場概念。要知道磁體能吸引鐵、鈷和鎳等金屬，電流（包括通電線圈）周圍存在磁場，磁場具有力和能的性質(zhì)，這些是汽車電氣系統(tǒng)中電磁元件原理與檢修的基礎(chǔ)。例如：繼電器、調(diào)節(jié)器和電磁開關(guān)等。磁場對通電直導(dǎo)線的作用和磁場對通電線圈的作用，這是學(xué)習(xí)電動機(jī)的基礎(chǔ)，理解原理即可。電磁感應(yīng)、電磁感應(yīng)的條件，理解原理即可，這部分內(nèi)容是汽車電氣維修的重點，在理解電氣系統(tǒng)工作原理和檢修過程中的作用非常大，這是發(fā)電機(jī)的原理、點火系的原理、也是很多傳感器的基本工作原理。

（3）三相交流電部分的學(xué)習(xí)內(nèi)容：包括交流電與直流電的區(qū)別、運(yùn)用橋式整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電、正弦交流電的概念及三要素、三相交流電的基本知識。

（4）電功的基本概念：包括電功率的概念及單位、滿載和超載的含義。

（5）基本常用電路元件的名稱和作用：電阻器在電路中的作用是控制電流、分配電壓；電容器的作用是隔斷直流電、通過交流電，貯存能量。電感器的作用是阻止交流電通過、使直流電能順利通過，貯存能量。這部分內(nèi)容的重點應(yīng)放在各元件的作用上，為后續(xù)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

（6）電子技術(shù)中基礎(chǔ)部分學(xué)習(xí)內(nèi)容：什么是半導(dǎo)體、什么是P 型半導(dǎo)體、什么是N 型半導(dǎo)體、什么是PN 結(jié)、PN 結(jié)的單向?qū)щ娦约罢?、反向連接。這部分內(nèi)容重點應(yīng)放在PN 結(jié)的單向?qū)щ娦约癙N 結(jié)正、反向連接，記住一些結(jié)論即可。

例如，什么是晶體二極管，晶體二極管的符號，晶體二極管的單向?qū)щ娦约罢?、反向連接，導(dǎo)通電壓的含義，以及晶體二極管在電路中的簡單應(yīng)用等。晶體三極管亦是如此。

這部分內(nèi)容應(yīng)少講理論，重點是晶體二極管、三極管的符號，各極的名稱及符號，以及二極管、三極管的開關(guān)特性（關(guān)鍵是導(dǎo)通條件及開關(guān)特性的應(yīng)用）。

3.2 學(xué)習(xí)注意事項

（1）避開深奧的理論，重點理解學(xué)習(xí)簡單的基礎(chǔ)知識，較深的知識點記住它的結(jié)論，知道怎么應(yīng)用就行了。例如，PN 結(jié)的單向?qū)щ娦?，記住PN 結(jié)正向?qū)ā⒎聪蚪刂?，知道電路怎么接是正向接法、怎么接是反向接法就行了，至于為什么PN 結(jié)具有單向?qū)щ娦跃蜎]有必要深入學(xué)習(xí)了。這樣可以增強(qiáng)自信心，不再怕學(xué)電工。

（2）緊密結(jié)合汽車修理工作實際，在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)盡可能與專業(yè)知識聯(lián)系起來。比如，在學(xué)習(xí)理解電路的三種狀態(tài)各點電位變化時，一定要結(jié)合工作實例。這樣可以提高學(xué)習(xí)興趣，正確認(rèn)識電工電子技術(shù)基礎(chǔ)的重要性。

4 結(jié)束語

以上主要從兩個案例說明了電工電子技術(shù)是汽車電工的基礎(chǔ)，在實用性、基礎(chǔ)性的原則下列出了在汽車維修作業(yè)過程中應(yīng)用較多的電工基礎(chǔ)知識，并提出了學(xué)習(xí)的建議，避難就簡，學(xué)以致用，讓大家從學(xué)習(xí)汽車技術(shù)的誤區(qū)中走出來，重新認(rèn)識汽車電工電子，希望對大家有所幫助。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] 吳基安. 新能源汽車知識讀本[M]. 北京： 人民郵電出版社，2009.

[3] GZB 4-12-01-01 國家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)——汽車維修工（2018 版）[S].

作者簡介：

高武，碩士，高級講師，研究方向為職業(yè)教育管理和教學(xué)。