汽车工程发动机原理与性能试题

汽车工程发动机原理与功能试题姓名_________________________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.发动机的主要作用是什么？

a)提供动力

b)冷却发动机

c)消除噪声

d)调速

2.柴油发动机和汽油发动机的主要区别是什么？

a)点火方式

b)压缩比

c)进气形式

d)以上都是

3.发动机的热效率指的是什么？

a)燃油燃烧的热量

b)有效功输出

c)摩擦损耗的热量

d)涡轮增压器增加的压力

4.发动机曲轴的转速是由哪个机构决定的？

a)点火器

b)齿轮

c)发电机

d)空气滤清器

5.发动机冷却系统的功能是什么？

a)加速发动机启动

b)保持发动机温度稳定

c)减少排放

d)增加燃油经济性

答案及解题思路：

1.答案：a)提供动力

解题思路：发动机的主要功能是转换燃料的化学能为机械能，为车辆提供动力。

2.答案：d)以上都是

解题思路：柴油发动机和汽油发动机在点火方式、压缩比、进气形式等方面都有所不同，这些差异共同导致了它们在功能和应用上的区别。

3.答案：b)有效功输出

解题思路：发动机的热效率是指发动机将燃料的化学能转换为有效功的比例，即有效功输出与燃料燃烧所释放热量的比值。

4.答案：b)齿轮

解题思路：发动机曲轴的转速是由配气机构的齿轮与曲轴齿轮的啮合关系决定的，通过齿轮的传动，使得曲轴转速与配气机构的运动同步。

5.答案：b)保持发动机温度稳定

解题思路：发动机冷却系统的主要功能是控制发动机的温度，保证发动机在最佳的工作温度范围内运行，防止过热或过冷。二、填空题1.发动机的工作循环由吸气、压缩、做功、排气和冷却五个过程组成。

2.发动机的排量是指发动机所有气缸容积的总和。

3.发动机的燃烧效率可以通过热效率和经济性两个参数来衡量。

4.发动机的燃油喷射系统由燃油箱、燃油泵、燃油喷射器和控制系统组成。

5.发动机的废气再循环系统的作用是降低氮氧化物排放。

答案及解题思路：

1.答案：吸气、压缩、做功、排气、冷却

解题思路：根据发动机的工作原理，发动机的工作循环是一个连续的过程，它包括吸气、压缩、做功、排气和冷却这五个基本过程，每个过程都对发动机的正常运行。

2.答案：发动机所有气缸容积的总和

解题思路：排量是衡量发动机功能的一个重要参数，它表示的是发动机所有气缸在单次行程中吸入或排除的气体体积，通常以升为单位。

3.答案：热效率、经济性

解题思路：燃烧效率是指发动机将燃料的能量转化为机械功的能力，其中热效率是衡量燃料燃烧后热能转化为机械功的比例，而经济性则是指发动机在提供相同动力输出时燃料消耗的多少。

4.答案：燃油箱、燃油泵、燃油喷射器、控制系统

解题思路：燃油喷射系统是现代发动机的重要组成部分，其功能是精确地喷射燃油到气缸中，以保证燃料的充分混合和燃烧。燃油箱储存燃油，燃油泵将燃油从油箱输送到喷射器，燃油喷射器将燃油喷射到燃烧室内，而控制系统则负责控制喷射时间和喷射量。

5.答案：降低氮氧化物排放

解题思路：废气再循环系统通过将一部分排出的废气引入燃烧室，可以降低燃烧温度，从而减少氮氧化物的。这是现代发动机降低排放的一种重要技术。三、判断题1.发动机的热效率越高，其排放的污染物越少。（√）

解题思路：热效率是指发动机将燃料的化学能转化为机械能的效率。热效率越高，意味着能量损失越少，因此排放的污染物也会相应减少。

2.发动机的功率和转速成正比。（×）

解题思路：发动机的功率与转速之间并非简单的正比关系。功率是指单位时间内做的功，而转速是单位时间内曲轴转动的次数。功率还受到发动机结构、负荷等因素的影响。

3.发动机的燃烧速度越快，发动机的热效率越高。（×）

解题思路：燃烧速度过快可能导致燃烧不完全，产生大量的未燃烧物质，从而降低热效率。适中的燃烧速度更有利于提高热效率。

4.发动机的冷却系统只起到冷却作用。（×）

解题思路：发动机冷却系统不仅起到冷却作用，还能防止发动机过热，提高发动机的稳定性和寿命。冷却系统还有助于提高发动机的燃烧效率。

5.发动机的涡轮增压器可以降低发动机的排放。（×）

解题思路：涡轮增压器可以增加发动机进气量，提高发动机功率，但并不能直接降低排放。降低排放需要从燃烧、排放控制等方面入手。四、简答题1.简述发动机的压缩比。

答案：

发动机的压缩比是指发动机在工作过程中，活塞在气缸内运动将气缸内空气压缩后，空气体积减少的比值。它是衡量发动机热效率的重要参数之一。压缩比越高，理论上热效率越高，但也会导致发动机燃烧压力增大，需要更高的耐压材料。

解题思路：

定义压缩比；阐述压缩比是衡量热效率的重要参数；简要说明压缩比过高的负面影响。

2.简述发动机的工作原理。

答案：

发动机的工作原理主要包括吸气、压缩、做功和排气四个过程。在吸气过程中，活塞下行，气缸内的空气和燃料混合物被吸入；在压缩过程中，活塞上行，空气和燃料混合物被压缩；在做功过程中，混合物被点燃爆炸，产生高温高压气体推动活塞下行，从而做功；在排气过程中，活塞上行，将废气排出气缸。

解题思路：

按照发动机四个过程分别进行描述，简要阐述各过程的特点和作用。

3.简述发动机燃烧过程中的四个过程。

答案：

发动机燃烧过程中的四个过程包括点火前的混合气准备、点火后的快速燃烧、燃烧后气体膨胀和燃烧残余气体的排出。

解题思路：

列举四个过程，简要描述每个过程的主要特征。

4.简述发动机的废气再循环系统的作用。

答案：

发动机的废气再循环系统（EGR）的作用是将部分废气重新引入燃烧室，与新鲜空气混合，降低燃烧温度，从而减少氮氧化物（NOx）的排放。

解题思路：

介绍EGR系统，阐述其降低氮氧化物排放的作用。

5.简述发动机的冷却系统的工作原理。

答案：

发动机的冷却系统通过循环流动的冷却液（水或防冻液）来吸收和散发热量。冷却液在发动机内部吸收热量，通过水泵和冷却风扇将热量传递给外部环境，保持发动机正常工作温度。

解题思路：

阐述冷却系统的组成部分和工作原理，解释冷却液在系统中的作用。五、计算题1.计算一台发动机的功率。

解题案例：以某款1.8升自然吸气汽油发动机为例，其最大扭矩为180N·m，最大功率为105kW。

解题步骤：

公式：功率（P）=最大扭矩（T）×速度（n）/9550

计算：n=发动机转速（单位：r/min）

例如：若已知最大扭矩为180N·m，发动机转速为5000r/min，则P=180N·m×5000r/min/9550≈95.24kW。

2.计算一台发动机的热效率。

解题案例：一款柴油发动机在有效功率为50kW的情况下，总功率为75kW。

解题步骤：

公式：热效率（η）=有效功率（Pe）/总功率（P）

计算：热效率（η）=50kW/75kW≈0.667，转换为百分比约为66.7%。

3.计算一台发动机的燃油消耗量。

解题案例：某款2.0升涡轮增压柴油发动机，百公里油耗为6升。

解题步骤：

公式：燃油消耗量（V）=百公里油耗×路程（S）/100

计算：假设行驶路程为200公里，则V=6升/100km×200km=12升。

4.计算一台发动机的排量。

解题案例：以一台4缸直列发动机为例，缸径为80mm，活塞行程为95mm。

解题步骤：

公式：排量（V）=每缸排量×缸数

公式：每缸排量（Vc）=π/4×缸径²×活塞行程

计算：每缸排量Vc=π/4×0.08²×0.095≈0.0019L；排量V=0.0019L×4≈0.0076L。

5.计算一台发动机的燃烧温度。

解题案例：假设燃烧1升柴油所释放的热量为44MJ。

解题步骤：

公式：燃烧温度（T）=燃料释放热量/单位质量热容量

计算：单位质量热容量约为42kJ/kg，即0.042MJ/kg；燃烧温度T=44MJ/1kg≈1100℃。

答案及解题思路：

1.功率计算：P≈95.24kW（步骤中公式应用及计算）。

2.热效率计算：热效率约为66.7%（公式应用及计算）。

3.燃油消耗量计算：V=12升（公式应用及计算）。

4.排量计算：V≈0.0076L（公式应用及计算）。

5.燃烧温度计算：T≈1100℃（公式应用及计算）。

注意：实际考试中，解题思路需根据具体情况进行分析和计算，本答案仅供参考。六、论述题1.论述发动机冷却系统的作用及类型。

发动机冷却系统是汽车发动机的重要组成部分，其主要作用是保持发动机在适宜的温度范围内工作，保证发动机正常运转。具体作用

降低发动机温度，防止发动机过热。

保持发动机冷却液温度稳定，提高发动机热效率。

防止发动机部件因高温而损坏。

发动机冷却系统类型：

水冷式冷却系统：通过水作为冷却介质，利用水的高比热容吸收发动机热量，通过水泵循环冷却液进行冷却。

风冷式冷却系统：利用风扇吹拂发动机表面，通过空气流动带走热量。

2.论述发动机排放物及其影响因素。

发动机排放物主要包括以下几种：

氮氧化物（NOx）：发动机燃烧过程中氮气和氧气在高温下反应。

一氧化碳（CO）：不完全燃烧产生。

碳氢化合物（HC）：发动机燃烧过程中未燃烧的燃料和燃烧产物。

颗粒物（PM）：发动机燃烧过程中产生的固体颗粒。

影响因素：

发动机类型：汽油机和柴油机的排放物组成和浓度有所不同。

燃油质量：燃油质量较差时，排放物浓度较高。

发动机工作状态：发动机负荷、转速、温度等因素都会影响排放物浓度。

催化转化器：催化转化器对排放物有净化作用，可降低排放物浓度。

3.论述发动机燃油喷射系统的优缺点。

优点：

提高燃油喷射精度，降低油耗。

提高发动机燃烧效率，减少排放。

改善发动机动力功能。

缺点：

成本较高，维护难度较大。

对燃油质量要求较高，燃油质量问题可能导致喷射系统故障。

4.论述发动机涡轮增压器的优缺点。

优点：

提高发动机进气量，增加发动机功率。

提高发动机热效率，降低油耗。

改善发动机动力功能。

缺点：

噪音较大，对发动机内部零件磨损较大。

维护成本较高，故障率较高。

5.论述发动机燃烧过程中污染物产生的机理及防治方法。

机理：

氮氧化物（NOx）：发动机燃烧过程中氮气和氧气在高温下反应。

一氧化碳（CO）：不完全燃烧产生。

碳氢化合物（HC）：发动机燃烧过程中未燃烧的燃料和燃烧产物。

颗粒物（PM）：发动机燃烧过程中产生的固体颗粒。

防治方法：

优化发动机燃烧过程，提高燃烧效率。

采用先进的排放控制技术，如三元催化转化器、颗粒捕集器等。

优化发动机设计，提高发动机结构强度和耐久性。

提高燃油质量，减少污染物排放。

答案及解题思路：

1.发动机冷却系统的作用：保持发动机温度稳定，防止过热；降低发动机温度，提高热效率。类型：水冷式、风冷式。

2.发动机排放物：氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物。影响因素：发动机类型、燃油质量、发动机工作状态、催化转化器。

3.发动机燃油喷射系统优点：提高燃油喷射精度，降低油耗；提高发动机燃烧效率，减少排放；改善发动机动力功能。缺点：成本较高，维护难度较大；对燃油质量要求较高。

4.发动机涡轮增压优点：提高发动机进气量，增加发动机功率；提高发动机热效率，降低油耗；改善发动机动力功能。缺点：噪音较大，对发动机内部零件磨损较大；维护成本较高，故障率较高。

5.发动机燃烧过程中污染物产生的机理：氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物。防治方法：优化发动机燃烧过程，采用先进的排放控制技术，优化发动机设计，提高燃油质量。七、案例分析1.分析发动机功能下降的原因及解决办法。

案例：一辆家用轿车在行驶一段时间后，车主反映发动机动力不足，加速无力。

解答：

原因分析：

a.空气滤清器堵塞：导致进气量减少，影响发动机动力。

b.燃油滤清器堵塞：燃油过滤效果差，可能引起燃油喷射不畅。

c.点火系统问题：火花塞积碳、点火线圈故障等可能导致点火不良。

d.气门密封不良：气门导管磨损或气门弹簧疲劳导致漏气。

e.发动机内部磨损：如活塞环磨损导致燃烧室密封不严。

解决办法：

a.更换或清洗空气滤清器。

b.更换燃油滤清器。

c.更换火花塞、点火线圈等。

d.检查气门密封，必要时更换气门导管或气门弹簧。

e.检查发动机内部磨损情况，必要时进行大修或更换零部件。

2.分析发动机排放超标的原因及解决办法。

案例：一辆柴油轿车在排放检测中发觉氮氧化物（NOx）排放超标。

解答：

原因分析：

a.喷射系统问题：如喷油器堵塞、喷射压力不足等。

b.空气滤清器功能下降：导致进气量不足，燃烧不完全。

c.排气再循环系统（EGR）故障：EGR阀堵塞或工作不良。

d.排气后处理系统问题：如三元催化转化器堵塞、氧传感器故障等。

解决办法：

a.检查并清洗或更换喷油器。

b.检查并清洗或更换空气滤清器。

c.检查并修复EGR系统。

d.检查并清洗或更换三元催化转化器，修复氧传感器。

3.分析发动机油耗过高的原因及解决办法。

案例：一辆家用轿车在驾驶过程中油耗明显升高。

解答：

原因分析：

a.燃油系统问题：燃油压力不足