汽车工程发动机原理与技术题库

汽车工程发动机原理与技术题库姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.发动机的基本类型包括哪些？

A.直列式发动机

B.V型发动机

C.W型发动机

D.对置式发动机

E.水平对置发动机

答案：ABCDE

解题思路：发动机的基本类型包括直列式、V型、W型、对置式和水平对置发动机。

2.四冲程发动机与二冲程发动机的主要区别是什么？

A.工作循环不同

B.燃油消耗率不同

C.排气污染物排放不同

D.结构复杂程度不同

答案：ABCD

解题思路：四冲程发动机与二冲程发动机的主要区别包括工作循环、燃油消耗率、排气污染物排放和结构复杂程度。

3.发动机的功率是指什么？

A.发动机在单位时间内所做的功

B.发动机在单位时间内输出的能量

C.发动机在单位时间内消耗的燃料

D.发动机在单位时间内产生的热量

答案：AB

解题思路：发动机的功率是指发动机在单位时间内所做的功或输出的能量。

4.发动机的热效率是如何计算的？

A.输出功率除以输入功率

B.发动机输出功率与输入功率的比值

C.发动机输出功与输入功的比值

D.发动机输出热量与输入热量的比值

答案：BC

解题思路：发动机的热效率是指发动机输出功率与输入功率的比值，也可以是输出功与输入功的比值。

5.发动机的燃烧过程包括哪些阶段？

A.燃油喷射

B.燃油蒸发

C.燃烧

D.排气

答案：BCD

解题思路：发动机的燃烧过程包括燃油蒸发、燃烧和排气等阶段。

6.发动机冷却系统的主要功能是什么？

A.降低发动机温度

B.保持发动机温度稳定

C.防止发动机过热

D.提高发动机效率

答案：ABC

解题思路：发动机冷却系统的主要功能是降低发动机温度、保持发动机温度稳定和防止发动机过热。

7.发动机润滑系统的功能有哪些？

A.减少发动机部件之间的摩擦

B.防止发动机部件磨损

C.降温冷却发动机

D.减少发动机噪音

答案：ABCD

解题思路：发动机润滑系统的功能包括减少发动机部件之间的摩擦、防止磨损、降温冷却发动机和减少噪音。

8.发动机的点火系统主要由哪些部件组成？

A.点火线圈

B.分电器

C.点火开关

D.点火塞

答案：ABCD

解题思路：发动机的点火系统主要由点火线圈、分电器、点火开关和点火塞等部件组成。二、填空题1.发动机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。

2.发动机的排量是指发动机一个工作循环中所有气缸工作容积的总和。

3.发动机的热效率通常在20%～30%之间。

4.发动机冷却水温度控制在80℃～90℃左右较为合适。

5.发动机机油压力通常在0.2～0.6MPa之间。

6.发动机点火提前角过大或过小都会对发动机产生不良影响。

答案及解题思路：

答案：

1.吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程

2.发动机一个工作循环中所有气缸工作容积的总和

3.20%、30%

4.80℃、90℃

5.0.2MPa、0.6MPa

6.不良影响

解题思路：

1.发动机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气，这是发动机正常工作所必须经历的四个过程。

2.发动机的排量是指发动机所有气缸工作容积的总和，这是衡量发动机功能的一个重要参数。

3.发动机的热效率是指发动机将燃料能量转化为机械能的效率，通常在20%～30%之间。

4.发动机冷却水温度控制在80℃～90℃左右，可以保证发动机的正常工作，同时避免过热。

5.发动机机油压力通常在0.2～0.6MPa之间，这个压力范围可以保证机油在发动机内部正常循环。

6.发动机点火提前角是指点火时机相对于活塞到达上死点的角度，过大或过小都会对发动机功能产生不良影响。点火提前角过大可能导致燃烧不完全，而过小则可能导致发动机功率下降。三、判断题1.发动机的压缩比越高，发动机的功率就越大。（）

2.发动机的热效率与发动机的排量无关。（）

3.发动机的点火时间越早，发动机的功率就越大。（）

4.发动机机油压力过低会导致发动机润滑不良。（）

5.发动机冷却水温度过高会导致发动机过热。（）

答案及解题思路：

1.答案：×

解题思路：发动机的压缩比是指气缸容积在压缩行程末端的体积与在吸气行程末端的体积之比。虽然提高压缩比可以增加燃烧室内的压力，从而提高热效率，但并不是直接决定发动机功率的因素。功率还取决于发动机的转速、燃烧效率等因素。因此，压缩比越高并不一定意味着发动机功率就越大。

2.答案：×

解题思路：发动机的热效率是指燃料燃烧产生的能量与发动机输出功率之间的比值。热效率与发动机的排量有一定的关系，因为排量增大，燃烧的燃料量增多，理论上可以产生更多的能量。但是热效率还受到燃烧效率、机械效率、冷却系统效率等因素的影响。因此，热效率与发动机的排量并非完全无关。

3.答案：×

解题思路：发动机的点火时间是指火花塞点火时刻相对于活塞到达上止点的时间。点火时间过早会导致燃烧不完全，产生爆燃现象，从而降低发动机功率。而点火时间过晚会导致燃烧不充分，同样影响发动机功率。因此，点火时间越早并不一定意味着发动机功率就越大。

4.答案：√

解题思路：发动机机油压力过低会导致机油无法正常润滑发动机内部零件，导致零件磨损加剧，从而影响发动机功能。润滑不良还会导致发动机过热，缩短发动机使用寿命。因此，发动机机油压力过低确实会导致发动机润滑不良。

5.答案：√

解题思路：发动机冷却水温度过高会导致发动机过热，从而影响发动机的正常运行。冷却水温度过高会降低发动机的散热效率，增加燃油消耗，甚至可能导致发动机损坏。因此，发动机冷却水温度过高确实会导致发动机过热。四、简答题1.简述发动机的工作原理。

答：发动机的工作原理主要基于热力学循环。以内燃机为例，发动机的工作原理包括以下几个步骤：

a.进气：活塞向下运动，进气门打开，空气和燃料混合物进入气缸。

b.压缩：进气门关闭，活塞向上运动，对混合气体进行压缩，提高其温度和压力。

c.爆发：压缩至一定程度后，点火系统点燃混合气体，气体燃烧爆发产生大量高温高压气体，推动活塞向下运动。

d.排气：燃烧后的废气由排气门排出，活塞向上运动。

解题思路：梳理内燃机的基本工作循环，并结合热力学原理阐述每个步骤的作用。

2.简述发动机冷却系统的组成及作用。

答：发动机冷却系统通常由散热器、水泵、水箱、节温器、冷却风扇等组成。其作用包括：

a.排散发动机运行中产生的大量热量，防止发动机过热。

b.维持发动机工作温度的稳定性，保证发动机的正常工作。

解题思路：列出冷却系统的组成部分，并分别阐述每个部分的功能及作用。

3.简述发动机润滑系统的组成及作用。

答：发动机润滑系统主要包括油底壳、机油泵、机油滤清器、油道、机油冷却器等。其作用包括：

a.向发动机内部的各个摩擦表面提供润滑油，减少摩擦和磨损。

b.清除发动机内部产生的杂质和氧化物，保持发动机内部的清洁。

c.隔热，降低摩擦表面温度，减少发动机热损失。

解题思路：列出润滑系统的组成部分，并分别阐述每个部分的功能及作用。

4.简述发动机点火系统的作用。

答：发动机点火系统的作用是为燃烧室内混合气提供所需的点火能量，使其达到自燃温度，从而实现燃烧。其作用包括：

a.按照点火时机点燃油与空气的混合气，保证发动机正常燃烧。

b.提高燃烧效率，降低燃油消耗。

c.优化发动机功能，提高输出功率。

解题思路：概述点火系统的主要作用，并结合发动机工作原理阐述其重要性。

5.简述发动机的排放控制技术。

答：发动机排放控制技术包括多种手段，其主要目的是减少发动机排放的有害物质。常见的技术有：

a.排气再循环（EGR）：通过将部分废气回压进入气缸内，降低氮氧化物的形成。

b.三元催化转换器：将一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等有害气体转化为无害气体。

c.直喷燃油技术：提高燃烧效率，减少未燃烧燃料的排放。

解题思路：列举发动机排放控制技术，并简要说明每种技术的作用原理。五、论述题1.分析发动机功率、扭矩、转速之间的关系。

发动机功率（P）是单位时间内做功的量度，通常用千瓦（kW）表示。

扭矩（T）是旋转运动的动力，表示力矩的大小，单位是牛顿·米（Nm）。

转速（n）是单位时间内发动机曲轴的旋转次数，通常用每分钟转数（RPM）表示。

之间的关系可以通过功率公式P=2πNT/60进行阐述，其中N是发动机转速（转/分），T是扭矩（Nm）。

2.论述发动机冷却系统的工作原理及影响因素。

发动机冷却系统主要通过循环流动的冷却液来吸收和转移发动机的热量，保持发动机工作在合适的温度范围内。

工作原理包括：

1.冷却液通过散热器散热；

2.发动机水套将热量传递给冷却液；

3.冷却液泵循环冷却液；

4.风扇帮助冷却液更快散热。

影响因素包括：

1.发动机功率和工作条件；

2.冷却液的种类和质量；

3.散热器的效率和面积；

4.发动机设计。

3.论述发动机润滑系统的工作原理及影响因素。

发动机润滑系统通过润滑油润滑各个运动部件，减少磨损，防止过热。

工作原理包括：

1.润滑油通过机油泵泵送到各运动部件；

2.润滑油在循环过程中不断吸收热量和磨损产物；

3.润滑油在散热器散热，保持适当温度；

4.润滑油通过油气分离器过滤后，再次进入系统。

影响因素包括：

1.润滑油的选择和使用；

2.润滑系统设计的合理性；

3.机油泵的功能；

4.机油滤清器的质量。

4.论述发动机点火系统的工作原理及影响因素。

发动机点火系统通过高压电火花点燃混合气体，推动活塞做功。

工作原理包括：

1.点火线圈产生高压电；

2.分电器将高压电分配到各个火花塞；

3.火花塞产生火花点燃混合气体。

影响因素包括：

1.点火线圈的功能；

2.分电器的精确性；

3.火花塞的功能和间隙；

4.气缸压力和混合气成分。

5.论述发动机排放控制技术的种类及原理。

发动机排放控制技术包括：

1.排气再循环（EGR）；

2.废气再燃（DOC）；

3.三元催化转换器（TWC）；

4.NOx储存器。

各种类别的原理

1.EGR：将部分废气再循环进入气缸，降低燃烧温度，减少NOx排放；

2.DOC：将废气中的NOx转化为N2和H2O；

3.TWC：将废气中的CO、HC和NOx转化为N2、CO2和H2O；

4.NOx储存器：在低温条件下，将NOx吸附储存，在高温条件下再将其转化为N2和O2。

答案及解题思路：

1.发动机功率、扭矩、转速之间的关系可由功率公式P=2πNT/60进行分析，说明功率与扭矩成正比，与转速成正比。

2.发动机冷却系统的工作原理包括冷却液的循环、散热、润滑和冷却等，影响因素包括发动机功率、冷却液种类、散热器效率等。

3.发动机润滑系统的工作原理包括油泵、油道、滤清器等，影响因素包括润滑油种类、润滑系统设计、机油泵功能等。

4.发动机点火系统的工作原理包括点火线圈、分电器和火花塞，影响因素包括点火线圈功能、分电器精度、火花塞间隙等。

5.发动机排放控制技术种类包括EGR、DOC、TWC和NOx储存器，每种技术的原理需根据其名称和工作过程进行解释。六、计算题1.已知发动机排量为2.0L，计算发动机的功率。

解题步骤：

a.确定发动机的转速（n），通常需要根据实际情况或已知数据。

b.计算发动机每分钟的工作循环次数（f），f=n/2（因为一个工作循环包含四个冲程，而发动机的转速是每两转完成一个工作循环）。

c.计算发动机每分钟的工作循环数（N），N=f×60。

d.计算发动机每循环的体积（V），V=排量/N。

e.计算发动机每循环的空气质量（m），m=V×ρ（ρ为空气密度）。

f.计算发动机每循环的燃烧热量（Q），Q=m×(HcHi)（Hc为燃料的化学热值，Hi为空气的热值）。

g.计算发动机的功率（P），P=Q×热效率×N。

2.已知发动机的热效率为25%，计算发动机的热量。

解题步骤：

a.确定发动机的功率（P）。

b.计算发动机的热量（Q），Q=P/热效率。

3.已知发动机冷却水温度为90℃，计算发动机的散热面积。

解题步骤：

a.确定发动机的热量（Q），通常需要根据实际情况或已知数据。

b.确定冷却水的比热容（c）。

c.确定冷却水的质量流量（m_dot）。

d.计算冷却水的温度变化（ΔT），ΔT=最终温度初始温度。

e.计算散热面积（A），A=Q/(c×m_dot×ΔT)。

4.已知发动机机油压力为0.5MPa，计算发动机机油流量。

解题步骤：

a.确定机油压力（P）。

b.确定机油通道的截面积（A）。

c.计算机油流量（Q），Q=P×A/ρ（ρ为机油密度）。

5.已知发动机点火提前角为10°，计算发动机的转速。

解题步骤：

a.确定点火提前角（θ）。

b.确定发动机的工作循环（通常为四冲程）。

c.计算发动机的转速（n），n=360°/(θ×工作循环)。

答案及解题思路：

1.答案：P=120kW（假设转速为3000rpm，热效率为25%，空气密度为1.2kg/m³，燃料的化学热值为44MJ/kg，空气的热值为1.01kJ/kg）

解题思路：首先根据已知数据计算每循环的体积、空气质量、燃烧热量，然后根据热效率计算功率。

2.答案：Q=480kW（假设功率为120kW，热效率为25%）

解题思路：直接使用功率和热效率的关系计算热量。

3.答案：A=0.5m²（假设热量为100kW，比热容为4.18kJ/(kg·K)，质量流量为1kg/s，温度变化为10K）

解题思路：使用热量、比热容、质量流量和温度变化计算散热面积。

4.答案：Q=0.02L/s（假设压力为0.5MPa，通道截面积为0.001m²，机油密度为0.85kg/L）

解题思路：使用压力、截面积和密度计算机油流量。

5.答案：n=36000rpm（假设点火提前角为10°，工作循环为四冲程）

解题思路：根据点火提前角和工作循环计算转速。七、应用题1.根据发动机的类型和工况，选择合适的冷却方式。

题目：一台轻型汽油发动机，在高速行驶时经常出现水温过高的现象。请根据发动机的类型和工况，提出选择合适的冷却方式的建议，并简述原因。

答案：建议选择带有冷却风扇和电热塞的强制循环冷却方式。原因是轻型汽油发动机在高速行驶时，空气密度减小，冷却效果不佳。使用冷却风扇可以提高冷却水的流动速度，增加冷却效率；而电热塞可以辅助预热冷却液，降低启动时的温度梯度。

解题思路：分析水温过高可能的原因（如散热不良、冷却液不足、风扇故障等），结合轻型汽油发动机的高速行驶特性，选择能够提高冷却效率的冷却方式。

2.根据发动机的类型和工况，选择合适的润滑方式。

题目：一台重载柴油发动机在运行过程中，曲轴轴承的磨损较为严重。请根据发动机的类型和工况，选择合适的润滑方式，并简述原因。

答案：建议选择全流油压润滑方式。原因是重载柴油发动机工作负荷大，要求润滑油能够提供更好的承载能力和抗氧化性。全流油压润滑方式可以使润滑油在压力下流动，提高润滑油的冷却和清洗能力。

解题思路：分析发动机轴承磨损的原因（如润滑油选择不当、压力不足、润滑系统故障等），结合重载柴油发动机的工况，选择能够提高润滑效果的润滑方式。

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