(2025年)大學(xué)課程《工程機(jī)械》試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.工程機(jī)械柴油機(jī)與汽油機(jī)的核心差異在于（）。A.燃料類型不同B.點(diǎn)火方式不同C.沖程數(shù)量不同D.冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同2.液力變矩器在工程機(jī)械傳動系統(tǒng)中的主要作用是（）。A.增大扭矩并固定傳動比B.隔離發(fā)動機(jī)振動但無法變速C.傳遞動力并實(shí)現(xiàn)無級變速增扭D.直接連接發(fā)動機(jī)與驅(qū)動橋3.液壓系統(tǒng)中，用于控制執(zhí)行元件運(yùn)動方向的關(guān)鍵元件是（）。A.溢流閥B.節(jié)流閥C.換向閥D.變量泵4.挖掘機(jī)工作裝置中，直接完成土壤挖掘動作的部件是（）。A.動臂B.斗桿C.鏟斗D.回轉(zhuǎn)平臺5.裝載機(jī)采用鉸接式車架的主要目的是（）。A.提高行駛速度B.減小轉(zhuǎn)彎半徑C.增強(qiáng)承載能力D.簡化傳動結(jié)構(gòu)6.工程機(jī)械發(fā)動機(jī)冒藍(lán)煙的常見原因是（）。A.燃油燃燒不充分B.冷卻液進(jìn)入燃燒室C.機(jī)油進(jìn)入燃燒室D.空氣濾清器堵塞7.液壓油污染度等級ISO4406中，“20/18/15”表示（）。A.大于4μm、6μm、14μm的顆粒數(shù)等級B.大于2μm、5μm、10μm的顆粒數(shù)等級C.油液粘度等級D.油液抗氧化性能等級8.推土機(jī)作業(yè)時，影響其切土阻力的主要因素不包括（）。A.土壤含水率B.推土鏟切入深度C.發(fā)動機(jī)額定功率D.土壤顆粒級配9.下列不屬于工程機(jī)械電氣系統(tǒng)核心功能的是（）。A.發(fā)動機(jī)啟動控制B.液壓油溫監(jiān)測C.工作裝置位置反饋D.傳動油壓力調(diào)節(jié)10.電動工程機(jī)械相比傳統(tǒng)燃油機(jī)械的優(yōu)勢不包括（）。A.低噪音B.零尾氣排放C.初始購置成本低D.維護(hù)周期長二、填空題（每題2分，共20分）1.工程機(jī)械發(fā)動機(jī)常用的兩種空氣濾清器是______和______。2.液壓系統(tǒng)中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的元件是______，將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的元件是______。3.挖掘機(jī)的三大工作裝置包括動臂、______和______。4.裝載機(jī)的典型作業(yè)循環(huán)包括鏟裝、______、______和返回四個階段。5.工程機(jī)械傳動系統(tǒng)的基本類型有機(jī)械傳動、液力機(jī)械傳動、______和______。6.液壓油的主要性能指標(biāo)包括粘度、______、______和抗泡沫性。7.推土機(jī)按行走方式可分為______推土機(jī)和______推土機(jī)。8.發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的主要作用是潤滑、冷卻、______和______。9.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中，常用的密封形式有______密封和______密封。10.電動工程機(jī)械動力系統(tǒng)的核心部件是______和______。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述液力機(jī)械傳動與全液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場景。2.分析挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中“復(fù)合動作卡頓”的可能原因及排查方法。3.說明裝載機(jī)工作裝置“轉(zhuǎn)斗無力”的故障診斷流程（至少列出4個可能原因）。4.對比四沖程柴油機(jī)與二沖程柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)差異及性能特點(diǎn)。5.列舉工程機(jī)械液壓系統(tǒng)污染的主要來源，并提出3項(xiàng)控制污染的措施。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某液壓挖掘機(jī)斗桿液壓缸內(nèi)徑D=120mm，活塞桿直徑d=60mm，系統(tǒng)工作壓力p=25MPa，流量Q=80L/min。求：（1）液壓缸伸出時的推力；（2）液壓缸伸出時的速度（保留兩位小數(shù)）。（注：π取3.14）2.某輪式裝載機(jī)采用六缸四沖程柴油機(jī)，缸徑D=110mm，行程S=125mm，標(biāo)定轉(zhuǎn)速n=2200r/min，有效功率Pe=120kW。求該發(fā)動機(jī)的平均有效壓力pme（單位：MPa，保留兩位小數(shù)）。（提示：Pe=(pme×Vh×n×i)/(30×τ)，其中Vh為單缸排量，τ為沖程數(shù)，i為氣缸數(shù)）五、綜合分析題（20分）某工地一臺Cat320挖掘機(jī)出現(xiàn)“動臂提升緩慢且伴隨異響”故障，試結(jié)合工程機(jī)械結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)原理，分析可能的故障原因（至少6項(xiàng)），并設(shè)計(jì)排查步驟。答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.C3.C4.C5.B6.C7.A8.C9.D10.C二、填空題1.干式濾清器；濕式濾清器2.液壓泵；液壓馬達(dá)/液壓缸3.斗桿；鏟斗4.轉(zhuǎn)運(yùn)；卸載5.液壓傳動；電傳動6.粘溫特性；抗氧化性7.履帶式；輪式8.清潔；密封9.動；靜10.動力電池；驅(qū)動電機(jī)三、簡答題1.液力機(jī)械傳動優(yōu)點(diǎn)：傳動平穩(wěn)、能自動適應(yīng)負(fù)載變化、過載保護(hù)能力強(qiáng)；缺點(diǎn)：傳動效率較低（約80%-85%）、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。適用于重載、工況多變的機(jī)械（如裝載機(jī)、推土機(jī)）。全液壓傳動優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速范圍大、布局靈活、可實(shí)現(xiàn)精確控制；缺點(diǎn)：成本高、對油液污染敏感、高溫易泄漏。適用于需要高精度動作的機(jī)械（如挖掘機(jī)、高空作業(yè)平臺）。2.可能原因：（1）液壓泵輸出流量不足（磨損或變量機(jī)構(gòu)故障）；（2）多路閥內(nèi)部泄漏或閥桿卡滯；（3）先導(dǎo)控制系統(tǒng)壓力不足（先導(dǎo)泵故障或溢流閥設(shè)定值低）；（4）液壓油粘度過高或污染導(dǎo)致閥組動作不流暢；（5）發(fā)動機(jī)功率不足導(dǎo)致泵輸入扭矩不夠。排查方法：①檢測液壓泵出口壓力和流量；②拆檢多路閥閥芯配合間隙；③測量先導(dǎo)系統(tǒng)壓力；④檢查油液粘度和污染度；⑤測試發(fā)動機(jī)輸出功率。3.診斷流程：①檢查液壓油箱油位是否過低（油位不足導(dǎo)致吸空）；②檢測轉(zhuǎn)斗油缸活塞密封是否損壞（內(nèi)泄漏導(dǎo)致推力下降）；③測試轉(zhuǎn)斗換向閥壓力損失（閥口磨損或堵塞）；④檢查液壓泵輸出流量（泵內(nèi)泄或配流盤磨損）；⑤校驗(yàn)系統(tǒng)溢流閥設(shè)定壓力（壓力不足導(dǎo)致無法建立高壓）。4.結(jié)構(gòu)差異：二沖程柴油機(jī)無進(jìn)排氣門，通過氣缸壁上的掃氣口換氣；四沖程柴油機(jī)有獨(dú)立的進(jìn)排氣系統(tǒng)和配氣機(jī)構(gòu)。性能特點(diǎn)：二沖程功率密度高（相同排量下功率約為四沖程的1.5倍），但燃油消耗率高、排放差；四沖程熱效率高（約35%-45%）、排放更優(yōu)，適用于工程機(jī)械等對經(jīng)濟(jì)性和可靠性要求高的場景。5.污染來源：（1）制造/裝配過程殘留的金屬屑、灰塵；（2）運(yùn)行中元件磨損產(chǎn)生的顆粒；（3）外界侵入的灰塵、水分；（4）油液氧化產(chǎn)生的膠質(zhì)。控制措施：①嚴(yán)格清洗元件和系統(tǒng)；②安裝高精度過濾器（如10μm以下濾芯）；③定期更換液壓油并檢測污染度；④加強(qiáng)密封防止外界雜質(zhì)侵入。四、計(jì)算題1.（1）液壓缸伸出時推力F=p×A=p×π(D2-d2)/4=25×10?Pa×3.14×(0.122-0.062)/4=25×10?×3.14×(0.0144-0.0036)/4=25×10?×3.14×0.0108/4≈211.95×103N=211.95kN。（2）伸出速度v=Q/(A×60)=80L/min=80×10?3m3/min=80×10?3/60m3/s；A=π(D2-d2)/4=3.14×(0.122-0.062)/4=0.0108×3.14/4≈0.008478m2；v=(80×10?3/60)/0.008478≈0.001333/0.008478≈0.157m/s≈0.16m/s。2.單缸排量Vh=πD2S/4=3.14×(0.11m)2×0.125m/4≈3.14×0.0121×0.125/4≈0.001187m3=1.187L；總排量Vh總=Vh×i=1.187×6=7.122L=7.122×10?3m3；由Pe=(pme×Vh總×n)/(30×τ)（四沖程τ=4），得pme=Pe×30×τ/(Vh總×n)=120×103W×30×4/(7.122×10?3m3×2200r/min)。注意單位轉(zhuǎn)換：n=2200r/min=2200/60r/s≈36.67r/s，但公式中n單位為r/min，故直接代入：pme=120×30×4/(7.122×2200)=14400/(15668.4)≈0.92MPa（計(jì)算過程中保留更多小數(shù)位后結(jié)果約為0.917MPa，取0.92MPa）。五、綜合分析題可能故障原因：（1）動臂液壓缸內(nèi)部泄漏（活塞密封損壞，高壓腔與低壓腔串油）；（2）主液壓泵磨損（輸出流量不足，導(dǎo)致提升速度慢）；（3）動臂換向閥卡滯或閥口磨損（流量分配不均或內(nèi)泄）；（4）液壓油粘度過低（高溫導(dǎo)致油膜破壞，泄漏增加）；（5）先導(dǎo)閥故障（先導(dǎo)壓力不足，換向閥無法完全打開）；（6）發(fā)動機(jī)功率不足（轉(zhuǎn)速下降，泵輸入扭矩不足）；（7）動臂油缸銷軸磨損（機(jī)械卡滯導(dǎo)致異響）；（8）液壓系統(tǒng)混入空氣（氣穴現(xiàn)象引起異響和動作緩慢）。排查步驟：①檢查發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（空載/負(fù)載下是否穩(wěn)定，排除動力源問題）；②測量主系統(tǒng)壓力（溢流閥設(shè)定壓力是否正常，判斷