2025年大學(xué)第三學(xué)年（車輛工程）發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)原理試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）請(qǐng)將答案填寫在每題后面的括號(hào)內(nèi)。每題3分，共10題。1.發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率是指（）A.發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的功率B.發(fā)動(dòng)機(jī)指示功率減去機(jī)械損失功率C.發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際發(fā)出的功率D.以上都不對(duì)答案：A2.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)中，曲軸旋轉(zhuǎn)（）A.180°B.360°C.540°D.720°答案：D3.發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比是指（）A.氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比B.氣缸工作容積與燃燒室容積之比C.氣缸總?cè)莘e與氣缸工作容積之比D.以上都不對(duì)答案：A4.進(jìn)氣門開(kāi)啟提前角是指（）A.從進(jìn)氣門開(kāi)始開(kāi)啟到上止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角B.從進(jìn)氣門開(kāi)始開(kāi)啟到下止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角C.從上止點(diǎn)到進(jìn)氣門開(kāi)始開(kāi)啟所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角D.以上都不對(duì)答案：A5.排氣門關(guān)閉延遲角是指（）A.從排氣門開(kāi)始關(guān)閉到下止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角B.從排氣門開(kāi)始關(guān)閉到上止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角C.從下止點(diǎn)到排氣門開(kāi)始關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角D.以上都不對(duì)答案：A6.發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程包括（）A.進(jìn)氣過(guò)程和排氣過(guò)程B.進(jìn)氣過(guò)程、壓縮過(guò)程和排氣過(guò)程C.進(jìn)氣過(guò)程、做功過(guò)程和排氣過(guò)程D.壓縮過(guò)程、做功過(guò)程和排氣過(guò)程答案：A7.在發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)中，有效燃油消耗率是指（）A.發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1kW有效功率，在1h內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量B.發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1kW有效功率，在1min內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量C.發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1kW有效功率，在1s內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量D.以上都不對(duì)答案：A8.發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率是指（）A.有效功率與指示功率之比B.指示功率與有效功率之比C.有效功率與制動(dòng)功率之比D.制動(dòng)功率與有效功率之比答案：A9.汽油機(jī)的燃燒過(guò)程可分為（）A.著火延遲期、速燃期和補(bǔ)燃期B.著火延遲期、明顯燃燒期和后燃期C.著火延遲期、速燃期和后燃期D.著火延遲期、明顯燃燒期和補(bǔ)燃期答案：B-10.柴油機(jī)的燃燒過(guò)程可分為（）A.著火延遲期、速燃期和補(bǔ)燃期B.著火延遲期、明顯燃燒期和后燃期C.著火延遲期、速燃期和后燃期D.著火延遲期、明顯燃燒期和補(bǔ)燃期答案：C第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題2分，共10題，20分）1.發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能指標(biāo)主要包括______、______和______。答案：有效功率、有效轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速2.發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)主要包括______和______。答案：有效燃油消耗率、有效熱效率3.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)包括______、______、______和______四個(gè)沖程。答案：進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣4.發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程包括______和______兩個(gè)過(guò)程。答案：進(jìn)氣、排氣5.進(jìn)氣門開(kāi)啟提前角的大小主要與______、______和______等因素有關(guān)。答案：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣道形狀、進(jìn)氣門直徑6.排氣門關(guān)閉延遲角的大小主要與______、______和______等因素有關(guān)。答案：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣道形狀、排氣門直徑7.汽油機(jī)的燃燒方式主要有______和______兩種。答案：點(diǎn)燃式、壓燃式8.柴油機(jī)的燃燒方式是______。答案：壓燃式9.發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失主要包括______、______和______等。答案：摩擦損失、泵氣損失、驅(qū)動(dòng)附件損失10.提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的______和______。答案：熱效率、動(dòng)力性能三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共3題，30分）1.簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。答案：發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)進(jìn)氣沖程將空氣和燃料吸入氣缸，然后在壓縮沖程中壓縮混合氣，使其溫度和壓力升高。接著在做功沖程中，火花塞點(diǎn)燃混合氣或柴油自燃，產(chǎn)生高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下行，對(duì)外輸出動(dòng)力。最后在排氣沖程中，將燃燒后的廢氣排出氣缸，完成一個(gè)工作循環(huán)。如此周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并輸出動(dòng)力。2.分析影響發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率的因素。答案：影響發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率的因素有很多。進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)的壓力和溫度影響較大，進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)壓力越高、溫度越低，充氣效率越高。進(jìn)氣道的形狀和尺寸也很關(guān)鍵，合適的進(jìn)氣道可使氣流順暢進(jìn)入氣缸。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)充氣效率也有影響，轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，氣流慣性增大，進(jìn)氣阻力增加，充氣效率會(huì)下降。還有配氣相位的合理性，合適的配氣相位能保證最佳的進(jìn)氣和排氣效果，提高充氣效率。3.說(shuō)明汽油機(jī)和柴油機(jī)燃燒過(guò)程的特點(diǎn)及差異。答案：汽油機(jī)燃燒過(guò)程特點(diǎn)：是點(diǎn)燃式，著火延遲期較短，火焰?zhèn)鞑ニ俣容^快，明顯燃燒期壓力升高率較大，后燃期較短。柴油機(jī)燃燒過(guò)程特點(diǎn)：是壓燃式，著火延遲期較長(zhǎng)，燃燒過(guò)程是邊噴油邊燃燒，明顯燃燒期壓力升高率較低，后燃期較長(zhǎng)。差異在于著火方式不同，汽油機(jī)靠火花塞點(diǎn)燃，柴油機(jī)靠壓縮自燃；燃燒過(guò)程中壓力升高率和后燃期長(zhǎng)短也不同，汽油機(jī)這些方面相對(duì)更劇烈和短，柴油機(jī)則相反。四、論述題（20分）閱讀以下材料：隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的要求越來(lái)越高。某汽車公司研發(fā)一款新型發(fā)動(dòng)機(jī)，旨在提高動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程師們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。例如，調(diào)整了進(jìn)氣道的形狀，使其更有利于空氣的吸入；優(yōu)化了配氣相位，提高了換氣效率；采用了先進(jìn)的燃油噴射系統(tǒng)，使燃油能夠更精準(zhǔn)地噴射到氣缸內(nèi)。請(qǐng)論述這些優(yōu)化措施對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。答案：調(diào)整進(jìn)氣道形狀有利于空氣更順暢地進(jìn)入氣缸，可提高進(jìn)氣量，進(jìn)而增加可燃混合氣的量，為提高動(dòng)力性能奠定基礎(chǔ)。優(yōu)化配氣相位能使進(jìn)氣更充分、排氣更徹底，提高換氣效率，減少殘余廢氣量，讓新鮮混合氣更好地參與燃燒，有助于提升動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。采用先進(jìn)燃油噴射系統(tǒng)，能精準(zhǔn)控制燃油噴射量和噴射時(shí)間，使燃油與空氣更均勻混合，有利于完全燃燒，既能提高動(dòng)力輸出，又能降低燃油消耗，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能，滿足汽車行業(yè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能不斷提高的要求。五、案例分析題（20分）某發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了動(dòng)力不足的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣門開(kāi)啟時(shí)間過(guò)短，導(dǎo)致進(jìn)氣量不足。同時(shí)，噴油系統(tǒng)也存在噴油不均勻的情況。1.請(qǐng)分析進(jìn)氣門開(kāi)啟時(shí)間過(guò)短對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。答案：進(jìn)氣門開(kāi)啟時(shí)間過(guò)短，會(huì)使進(jìn)入氣缸的空氣量減少，導(dǎo)致可燃混合氣的量不足。這樣在燃燒時(shí)，參與反應(yīng)的燃料和氧氣量受限，釋放的能量減少，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力下降。而且由于進(jìn)氣量不足，可能會(huì)造成燃燒不充分，不僅浪費(fèi)燃料，還會(huì)增加廢氣排放，進(jìn)一步影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和效率。2.針對(duì)噴油不均勻的問(wèn)題，提出可能的解決措施。答案：對(duì)于噴油不均勻的問(wèn)題，首先要