(2025年)汽車發(fā)動機?？荚囶}含參考答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.下列關于壓燃式發(fā)動機的描述中，正確的是（）A.采用火花塞點火B(yǎng).典型代表為汽油發(fā)動機C.壓縮沖程結束時缸內(nèi)溫度高于燃油自燃點D.混合氣形成主要在氣缸外部完成2.發(fā)動機曲柄連桿機構中，將活塞往復運動轉換為曲軸旋轉運動的關鍵部件是（）A.活塞銷B.連桿C.飛輪D.曲軸軸承3.某四沖程發(fā)動機標定轉速為6000r/min，其每個工作循環(huán)曲軸轉過的角度為（）A.360°B.720°C.180°D.540°4.汽油機缸內(nèi)直噴（GDI）技術相比歧管噴射（PFI）的主要優(yōu)勢是（）A.降低冷啟動階段HC排放B.減少缸內(nèi)積碳提供C.提高低負荷工況熱效率D.對燃油品質要求更低5.下列不屬于發(fā)動機配氣機構組成的部件是（）A.凸輪軸B.氣門彈簧C.油底殼D.搖臂6.某發(fā)動機廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)工作異常，最可能導致的排放污染物超標是（）A.COB.HCC.NOxD.PM7.可變氣門正時（VVT）技術主要通過調(diào)節(jié)（）來優(yōu)化發(fā)動機性能A.氣門升程B.氣門開啟持續(xù)時間C.氣門開啟時刻D.氣門關閉速度8.48V輕混系統(tǒng)中，BSG電機的主要功能不包括（）A.啟動發(fā)動機B.回收制動能量C.輔助發(fā)動機加速D.獨立驅動車輛行駛9.衡量發(fā)動機實際循環(huán)熱功轉換效率的指標是（）A.指示熱效率B.機械效率C.有效熱效率D.充氣效率10.柴油機噴油泵的作用是（）A.存儲燃油并穩(wěn)定油壓B.將燃油加壓至噴射壓力C.調(diào)節(jié)進入氣缸的燃油量D.控制噴油正時11.發(fā)動機爆震的本質是（）A.火花塞點火能量不足B.末端混合氣自燃C.燃油標號過高D.氣門間隙過大12.汽油機三元催化器高效工作的條件是（）A.過量空氣系數(shù)λ≈1B.發(fā)動機冷啟動階段C.高負荷大油門工況D.燃油含硫量高于0.05%13.可變壓縮比（VCR）技術的主要目的是（）A.降低制造成本B.適應不同標號燃油C.優(yōu)化全工況熱效率D.減少配氣機構磨損14.某直列四缸發(fā)動機發(fā)火順序為1-3-4-2，當1缸處于做功沖程時，3缸的工作狀態(tài)是（）A.進氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程15.發(fā)動機熱管理系統(tǒng)中，電子水泵相比機械水泵的優(yōu)勢是（）A.結構更簡單B.能耗與發(fā)動機轉速解耦C.耐高溫性能更好D.無需冷卻介質二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.發(fā)動機壓縮比越高，熱效率一定越高。（）2.柴油機的過量空氣系數(shù)通常大于1。（）3.配氣相位中“氣門重疊角”是指進氣門與排氣門同時開啟的角度。（）4.汽油機點火提前角越大，動力性越好。（）5.渦輪增壓發(fā)動機的排氣能量利用率高于自然吸氣發(fā)動機。（）6.發(fā)動機油底殼的主要作用是存儲潤滑油并參與散熱。（）7.缸內(nèi)直噴發(fā)動機的噴油壓力低于歧管噴射發(fā)動機。（）8.可變氣門升程（VVL）技術可以同時調(diào)節(jié)氣門開啟的時間和高度。（）9.柴油機沒有點火系統(tǒng)，依靠壓縮終了的高溫高壓使燃油自燃。（）10.發(fā)動機有效功率等于指示功率減去機械損失功率。（）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述過量空氣系數(shù)λ的定義及其對發(fā)動機燃燒的影響。2.對比汽油機缸內(nèi)直噴（GDI）與歧管噴射（PFI）在混合氣形成過程中的差異。3.說明渦輪增壓發(fā)動機“遲滯現(xiàn)象”的產(chǎn)生原因及緩解措施。4.列舉發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的主要功能。5.解釋阿特金森循環(huán)發(fā)動機的工作原理及其適用場景。四、故障分析題（每題10分，共20分）1.某搭載1.5T汽油機的車輛出現(xiàn)“冷啟動困難，啟動后怠速不穩(wěn)”的故障現(xiàn)象，試分析可能的故障原因及排查步驟。2.一臺柴油機在高負荷工況下冒黑煙，同時動力下降，試從燃油供給系統(tǒng)和燃燒過程角度分析可能的原因。五、綜合應用題（10分）某汽車企業(yè)計劃開發(fā)一款熱效率目標達50%的新型汽油發(fā)動機，結合當前發(fā)動機技術發(fā)展趨勢，說明需重點優(yōu)化的技術方向（至少列出5項），并簡述其技術原理。參考答案一、單項選擇題1.C2.B3.B4.C5.C6.C7.C8.D9.C10.B11.B12.A13.C14.B15.B二、判斷題1.×（壓縮比過高可能引發(fā)爆震，反而降低效率）2.√（柴油機采用擴散燃燒，需更多空氣保證完全燃燒）3.√（氣門重疊角為排氣門關閉前與進氣門開啟后的重疊角度）4.×（點火提前角過大會導致爆震或功率下降）5.√（渦輪增壓利用排氣能量驅動壓氣機，提高進氣效率）6.√（油底殼存儲機油，其表面可通過風冷輔助散熱）7.×（GDI噴油壓力通常為20-35MPa，PFI為0.3-0.5MPa）8.√（VVL可同時調(diào)節(jié)氣門升程和開啟持續(xù)時間）9.√（柴油機依靠壓縮自燃，無火花塞等點火裝置）10.√（有效功率=指示功率-機械損失功率）三、簡答題1.過量空氣系數(shù)λ是實際供給的空氣質量與理論完全燃燒所需空氣質量的比值。λ>1時為稀混合氣，燃燒溫度較低，NOx排放減少但可能導致燃燒不穩(wěn)定；λ=1時為理論混合氣，三元催化效率最高；λ<1時為濃混合氣，燃燒溫度高，動力性較好但CO、HC排放增加，易積碳。2.歧管噴射（PFI）：燃油在進氣歧管內(nèi)與空氣混合，混合氣形成時間長（約2-3個沖程），均勻性好，但高負荷時進氣門背面積碳可能影響混合氣濃度；缸內(nèi)直噴（GDI）：燃油在壓縮沖程直接噴入氣缸，混合氣形成時間短（約0.5-1個沖程），可實現(xiàn)分層燃燒（稀混合氣）或均質燃燒，熱效率更高，但缸內(nèi)溫度高易導致PM排放增加，噴油器易堵塞。3.遲滯現(xiàn)象原因：渦輪增壓器需排氣能量驅動，低轉速時排氣流量小，渦輪轉速上升慢，導致進氣壓力滯后于油門踏板動作。緩解措施：采用小慣量渦輪（如陶瓷渦輪）、雙渦管技術（減少排氣干擾）、電動輔助壓縮機（48V系統(tǒng)驅動）、可變截面渦輪（VGT，調(diào)節(jié)渦輪噴嘴截面積適應不同排氣流量）。4.潤滑系統(tǒng)功能：①減少摩擦副磨損（潤滑）；②帶走摩擦產(chǎn)生的熱量（冷卻）；③清洗摩擦副表面金屬碎屑（清潔）；④密封活塞與氣缸壁間隙（密封）；⑤防止金屬表面氧化（防銹）。5.阿特金森循環(huán)通過延遲關閉進氣門，使實際壓縮行程小于膨脹行程（壓縮比<膨脹比），膨脹功增加，熱效率提高；但低轉速時進氣量不足，扭矩下降。適用場景：混合動力汽車（由電機補充低轉速扭矩，發(fā)動機主要工作在高效區(qū)），如豐田THS、本田i-MMD系統(tǒng)。四、故障分析題1.可能原因及排查步驟：（1）點火系統(tǒng)：火花塞積碳或間隙過大（檢查火花塞跳火強度，測量電阻）；點火線圈老化（用示波器檢測次級電壓波形）。（2）燃油系統(tǒng)：燃油泵壓力不足（用油壓表檢測怠速/啟動時燃油壓力，標準約350kPa）；噴油器堵塞（拆檢噴油器，測試噴油量及霧化效果）；燃油濾清器堵塞（更換后觀察故障是否緩解）。（3）進氣系統(tǒng)：空氣流量計信號異常（用診斷儀讀取數(shù)據(jù)流，對比標準值）；節(jié)氣門積碳（清洗節(jié)氣門并匹配）；曲軸箱通風閥故障（導致額外進氣，混合氣過?。?。（4）傳感器：曲軸位置傳感器信號弱（用示波器檢測信號波形是否正常）；凸輪軸位置傳感器故障（影響點火/噴油正時）。（5）其他：冷啟動噴油器（部分車型）失效；發(fā)動機水溫傳感器信號失準（ECU誤判溫度，噴油量不足）。2.柴油機冒黑煙（PM超標）且動力下降的可能原因：（1）燃油供給：噴油泵供油量過大（檢查各缸供油量均勻性，調(diào)整油量調(diào)節(jié)機構）；噴油器霧化不良（針閥磨損或堵塞，導致燃油顆粒粗大，燃燒不完全）；噴油正時過晚（燃燒延遲，后燃期延長，未燃碳粒增多）。（2）進氣系統(tǒng)：空氣濾清器堵塞（進氣量不足，過量空氣系數(shù)λ降低）；增壓器故障（渦輪轉速不足，進氣壓力低）；中冷器堵塞（進氣溫度高，密度下降，實際進氣量減少）。（3）燃燒過程：活塞環(huán)磨損（氣缸壓力下降，壓縮溫度不足，燃油無法完全燃燒）；EGR閥卡滯（過量廢氣進入氣缸，氧氣濃度降低）；柴油品質差（十六烷值過低，自燃性差，燃燒延遲）。五、綜合應用題需重點優(yōu)化的技術方向及原理：1.高壓縮比技術：通過優(yōu)化燃燒室形狀（如半球形、ω形）、采用高強度材料（鋁合金缸體+高鎳鑄鐵缸套），將壓縮比提升至13:1以上，增加膨脹功；同時通過冷卻EGR、分層燃燒抑制爆震。2.深度米勒循環(huán)：通過早關或晚關進氣門，使實際壓縮行程縮短，膨脹行程延長，熱效率提升；配合電動增壓器補償?shù)娃D速進氣量。3.35MPa高壓直噴系統(tǒng)：提高噴油壓力至35MPa以上，燃油霧化更細（粒徑<10μm），混合氣更均勻，燃燒速度加快，減少不完全燃燒損失。4.智能熱管理系統(tǒng)：采用電子水泵+電子節(jié)溫器，精確控制冷卻液流量，冷啟動時快速暖機（減少摩擦損失），高