农用柴油机燃油系三段式故障诊断项目教学
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摘 要：随着智慧农业的快速推进，农业现代化程度得到显著提高，其中以农用柴油机的使用量最为频繁。但由于缺乏对农业人才培养的重视，使得从业人员的专业知识欠缺、技能低下，容易导致柴油机出现故障，严重影响生产效率。因此教会学生如何正确的辨别故障原因，并学会维修成为这一专业项目人才培养的关键。本文对如何教会学生正确辨别故障原因进行了探索。
关键词：智慧农业 农用柴油机 人才培养
一、现代农业发展现状及人才培养现状
所谓＂智慧农业＂是指充分应用现代信息技术集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。目前在发达国家，知识的处理、自动控制的开发以及网络技术的运用，已经渗透到农业的方方面面。
虽然我国的现代农业发展目前还不能与发达国家相媲美，但是随着本国现代农业的快速发展，农业现代化器械的使用率也随之增加，尤其是农用柴油机在现代农业的犁田、播种、收割和运输等方面仍然占主导地位。但是由于工作环境差，从业人员专业知识欠缺，技能低下，导致出现故障的频率较高，柴油机燃油系统的故障尤为突出，严重影响生产效率。而且这方面的人才培养质量也是有所欠缺。
1.农业人才转移现状严重
我国是一个人口大国，也是一个农业大国，农村人力资源数量丰富。但伴随农村城镇化、工业化进程，剩余农业劳动力的非农化转移是一个必然，也是社会进步的体现。然而，令人担忧的是，在农业劳动力非农化转移过程中大批的农业人才，尤其是具有较高经营管理素质的复合型人才流出农业转入收入更高的二、三产业就业，留在农业中的是由幼妇弱老人员组成的＂63870部队＂，从而使农业中人才总量不足、层次不高的状况更加严重、更加突出。
2.农村现代农业人才质量低
从农业现代化建设对劳动力知识和技能的要求看，农业现代化建设对拥有技术或经营才能的高级人才需求旺盛，而在农村这类人才十分稀缺，供给严重不足。与此相反的是，既无知识，又无技能，仅可以从事简单劳动的人却供给过剩。
3.政府对专业农业人才培养的重视度不够
在过去一个较长的时期里，政府对城市二、三产业所需的人才，给予了高度重视，而对农村人才尤其是农业人才资源的培养和开发则疏于重视。虽然近几年＂三农＂问题一直是我国政府极其重视的一个民生问题，农村人才的教育培训也增加了一些投入，但是其主要重点还是偏向于农民工的培训教育，其主要目的还是为了帮助农民向非农转移。
因此，设计科学的实训项目，向学生普及农用柴油机的专业维修知识，提高故障诊断能力十分必要。在此笔者将以三段式故障诊断项目的教学设计为例，来讲述如何更好地提升学生这方面的实际操作能力和辨别能力。
二、三段式故障诊断项目教学设计
三段是指以燃油压力为节点，把系统分成低压油路、高压油路、回油油路三段。
所设计的实训项目按理实一体化流程进行，每段实训课程包含系统结构讲解和油路分析、典型故障排查演示、分组故障诊断实训三个过程。
1.理论讲授结合农用柴油机
供给系统图例与实物，教师根据三段油路，分步分析管路结构和元器件功用，通过详细的理论讲解和形象的图例结构让学生掌握各段油路的特点及诊断程序。
2.实操演示
在学生对油路有了基本的了解后，教师以实际操作的方式向学生演示到底如何排查故障。列举典型故障的排查过程，学生仔细观察教师演示，并即时记录具体的操作流程，学会正确选用工量具和规范化的拆检动作，为后续学生单独分组训练做好准备。
3.分组训练理论和实践
都有了一定了解后，学生要真正掌握如何排查故障并修理还需要自己动手实际操作。所以后续按学生和设备情况，把班级分成低压油路、高压油路、回油油路三个小组，各组轮换进行分段故障的诊断、排查。确定明确的训练目标和任务，教师辅助性地进行观察和指导学生的操作过程和方式，纠正学生的错误，引导学生养成正确的诊断思路和规范的排故方法。
教师通过以燃油压力为节点，把农用柴油机的系统分为低压、高压、回油三段，对学生进行故障排查和诊断的实训教学，并将这一实训项目和生产实际紧密结合，让学生在掌握理论知识的同时能够结合实际情况，掌握简明的诊断思路和规范的操作流程，达到学以致用的目的，从而为这一行业输送可用的人才。按低压、高压、回油分设的三段式实训教学项目与生产实际紧密结合，使学生掌握简明的诊断思路和规范的操作流程，达到学以致用的目的。
三、列举典型故障诊断项目教学过程
1.低压油路故障诊断
（1）低压油路组成与特点。油路路径与压力分析：低压油路从油箱开始，经沉淀杯、输油软管到输油泵进口组成负压油路；输油泵加压后，经柴油粗滤器、细滤器，到高压油泵前端，压力逐渐提升。油箱处燃油压力是大气压力，经油水分离器逐渐提升到0.15MPa，输油泵加压后增至0.3 MPa。
低压油路一般容易出现油路堵塞、出油不畅、泄露、进空气等情况，而故障发生的原因大都在油箱出油阀、沉淀杯开关、手油泵阀体、输油泵阀体以及传动机构、管路滤芯、滤清器、油管接头和密封垫圈等地方。其一旦发生故障，就会引起发动机不能启动或启动困难和转速不稳定、功率不足的现象，从而导致整个农用柴油机不能正常运转。
但是组成低压油路的元器件结构和原理相对简单，所以在实训过程中教师只要向学生讲清楚相关的元器件结构和原理，并要求学生按既定的先后程序，逐步完成相关部件的拆检，判断单个零件好坏。在拆捡过程中完成故障的诊断与排除，减少了抽象分析。
（2）列举发动机无法启动故障诊断。以油路堵塞，造成出油量不足，引起发动机不能启动为例，按照燃油流向，第一步通过控制沉淀杯开关，检查软管出油口的出油量；第二步按压手油泵检查输油泵出油量；第三步检查管路中的两个柴油滤清器。排查要点是沉淀杯底部有无杂质堆积；输油泵内部弹簧有无损坏；管路滤网、滤芯有无堵塞；柴油滤清器是否老化；各管接口密封圈有无破损或老化。最后考虑各机件连接的牢固程度及管口的紧固程度。通过对相关部件的拆检和排查，最终确定故障原因并完成修理。
2.高压油路故障诊断
（1）高压油路组成与特点。油路路径与压力分析：高压油路是经喷油泵加压，燃油在喷油泵柱塞弹簧力作用后到10 MPa以上。经高压油管进入喷油嘴再次加压达到20 MPa以上喷射。燃油压力在喷油泵与喷油嘴处进行两次加压。
高压油路的故障易发点有喷油泵偶件、调速器、高压油管、喷油嘴偶件、喷油口、高压接口、高压密封垫等。高压油路中喷油泵压力不足、供油时间错误，个别喷油嘴雾化不良、滴漏、堵塞。由机件损坏造成启动困难、运转不稳、烟色错误、油耗过大。教师在实训过程中要引导学生正确认识这些明显的现象。
由于高压油路故障表象判断明显，学生按照设计步骤进行渐进式拆捡，简化了喷油泵及喷油嘴的结构原理和故障原因分析两个过程。避免诊断复杂化，强化学生排故逻辑和判断力培养。
（2）列举单缸缺火故障诊断。以单缸喷油嘴雾化不良造成发动机缺缸为例。按节点排查的原则，第一步采用断缸法判断不工作的某个汽缸；第二步拆检对应喷油泵出油口的出油量与压力；第三步拆下对应的喷油嘴，做喷油嘴压力测试和雾化实验；第四步拆捡喷油嘴，通过喷嘴清理和阀芯弹簧与垫片的调节，使油嘴正常工作；如调试失败，更换油嘴柱塞偶件。
3.回油油路故障诊断
（1）回油油路组成与特点。
回油油路：喷油嘴未来得及喷射的燃油，卸压后回流到喷油泵前。喷油嘴上腔经回油接口、回油管、回油阀返回至喷油泵前端。
机件与故障原因：回油油路中会出现漏气、堵塞，造成排气管冒黑烟或无法启动等故障。其主要是由密封垫圈损坏或油路中杂质引起。
回油油路故障相比较于低压油路和高压油路故障，它的隐蔽性强，如果不按明确的排查流程，很难准确找到故障点。因此在实训教学过程中，教师一定要引导学生在诊断时严格地按照既定步骤进行，把隐藏的故障通过试验的形式显现出来。
（2）列举柴油机无法启动故障诊断。以柴油机无法启动为例。在实训过程中，遇到柴油机无法启动，学生第一步按压手油泵6～8下，听回油声音，判断供油与回油声音是否清晰分开。第二步使用肥皂水涂抹法，在手油泵按压过程中查看各回油接口有无气泡形成。第三步拆检回油阀，检查油阀密封性，调修回油阀。这样三步过后一般可得知相关故障原因，再由教师指导完成故障的排查和修理。
四、小结
农用柴油机燃油供给系三段式故障诊断项目教学，结合实训工位，把故障诊断流程设计为低压、高压和回油三个实训项目，实施项目循环教学。三段式故障诊断项目教学，思路清晰、程序明确、实操规范、简单易懂、教学实施方便。以典型故障为例，有明确的故障诊断流程。学生分组后进行项目循环实训，针对故障现象，渐进式地排查、分析原因，准确及时地找到故障部位，有利于顺利排除故障，修复柴油机燃油供给。将复杂的故障诊断过程，通过简明的操作流程，进行项目循环实训，学生先做后学、边做边学，先操作后认知，减轻了由于文化基础差、理解能力弱而造成的学习压力。这有利于学生提高分析油路故障成因的逻辑思维能力，有利于学生迅速掌握排除油路故障的实操技能。
参考文献：
[1]徐莉.农机修理工[M].北京：中国劳动社会保障出版社，1996.
[2]刘敏.农机修理工[M].北京：中国农业科学技术出版社，2003.