汽車發動機機械原理及構造知識考點姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.汽車發動機的工作循環包括哪幾個階段？

A.進氣、壓縮、作功、排氣

B.進氣、壓縮、冷卻、排氣

C.壓縮、作功、冷卻、排氣

D.進氣、壓縮、排氣、冷卻

2.發動機曲軸的轉速與發動機轉速的關系是什么？

A.成正比

B.成反比

C.無關

D.無法確定

3.發動機氣缸的直徑與發動機排量的關系是什么？

A.成正比

B.成反比

C.無關

D.無法確定

4.發動機的壓縮比是指什么？

A.氣缸容積與燃燒室容積之比

B.燃燒室容積與氣缸容積之比

C.氣缸容積與排量之比

D.排量與燃燒室容積之比

5.發動機的點火時機對發動機功能有什么影響？

A.無影響

B.影響發動機功率

C.影響發動機扭矩

D.影響發動機燃油經濟性

6.發動機的燃油噴射方式有哪些？

A.氣門噴射

B.直噴

C.噴油嘴噴射

D.以上都是

7.發動機的冷卻方式有哪些？

A.水冷

B.空氣冷卻

C.混合冷卻

D.以上都是

答案及解題思路：

1.答案：A

解題思路：汽車發動機的工作循環包括四個階段：進氣、壓縮、作功和排氣。這些階段依次進行，使得燃油與空氣混合物燃燒，推動活塞作功，從而產生動力。

2.答案：B

解題思路：發動機曲軸的轉速是發動機轉速的一半，因為一個完整的工作循環（四個沖程）需要曲軸旋轉兩圈。

3.答案：A

解題思路：發動機氣缸的直徑與排量成正比。排量是指發動機在一個工作循環內吸入的混合氣體總體積，而氣缸直徑決定了氣缸容積。

4.答案：A

解題思路：壓縮比是指氣缸在壓縮沖程結束時氣缸內部氣體的壓力與進氣沖程結束時壓力之比，即氣缸容積與燃燒室容積之比。

5.答案：D

解題思路：點火時機對發動機的燃油經濟性有影響，因為最佳的點火時機可以優化燃燒過程，減少燃油消耗。

6.答案：D

解題思路：現代發動機的燃油噴射方式包括氣門噴射、直噴和通過噴油嘴噴射。這三種方式都可以精確控制燃油的噴射量和時機。

7.答案：D

解題思路：發動機的冷卻方式可以是水冷、空氣冷卻或混合冷卻，取決于發動機設計以及冷卻效率的要求。二、填空題1.發動機的四個工作循環分別是：吸氣、壓縮、做功、排氣。

2.發動機的排量是指發動機所有氣缸的容積總和。

3.發動機的壓縮比是指壓縮行程結束時氣缸內氣體壓力與吸氣行程開始時氣缸內氣體壓力的比值。

4.發動機的點火時機對發動機功能有顯著影響。

5.發動機的燃油噴射方式有化油器噴射和電控噴射。

答案及解題思路：

答案：

1.吸氣、壓縮、做功、排氣

2.發動機所有氣缸的容積總和

3.壓縮行程結束時氣缸內氣體壓力與吸氣行程開始時氣缸內氣體壓力的比值

4.顯著

5.化油器噴射、電控噴射

解題思路：

1.發動機的四個工作循環是內燃機工作的基本過程，依次為吸氣、壓縮、做功和排氣。

2.排量是衡量發動機大小的一個重要參數，通常以升（L）為單位，表示發動機所有氣缸的總容積。

3.壓縮比是衡量發動機壓縮效率的指標，它反映了氣體在壓縮行程中的壓力變化。

4.點火時機對發動機功能有顯著影響，因為它直接關系到燃燒效率和動力輸出。

5.燃油噴射方式是現代發動機中控制燃油噴射的重要技術，化油器噴射和電控噴射是常見的兩種方式。化油器噴射是通過化油器將汽油與空氣混合后噴入氣缸，而電控噴射則是通過電子控制單元精確控制燃油噴射的時間和量。三、判斷題1.發動機的四個工作循環是循環進行的。（√）

解題思路：發動機的工作循環包括吸氣、壓縮、做功和排氣四個階段，這四個階段是按照順序循環進行的。這種循環使得發動機能夠連續不斷地工作。

2.發動機的壓縮比越大，發動機的功率越高。（√）

解題思路：壓縮比是指氣缸在壓縮沖程末的氣體體積與開始壓縮時的氣體體積之比。壓縮比越大，壓縮沖程中氣體的壓力和溫度升高，有助于提高發動機的功率。

3.發動機的點火時機越早，發動機的功率越高。（×）

解題思路：點火時機是指點火線圈產生高壓電的瞬間相對于活塞到達上死點的時刻。點火時機過早，可能導致混合氣提前燃燒，導致爆震現象，從而降低發動機功率。

4.發動機的燃油噴射方式氣門噴射和直噴兩種。（×）

解題思路：發動機的燃油噴射方式有氣門噴射、直噴、缸內直噴等多種形式。其中，缸內直噴技術在燃油經濟性和排放方面有較好的表現。

5.發動機的冷卻方式水冷和空氣冷卻兩種。（×）

解題思路：發動機的冷卻方式除了水冷和空氣冷卻外，還有油冷、油水混合冷卻等多種形式。水冷和空氣冷卻是常見的冷卻方式，但并非這兩種。四、簡答題1.簡述發動機的四個工作循環。

發動機的四個工作循環分別是：進氣循環、壓縮循環、作功循環和排氣循環。

進氣循環：活塞向下運動，進氣門打開，吸入空氣（或空氣和燃料混合物）。

壓縮循環：活塞向上運動，進氣門關閉，將吸入的空氣（或空氣和燃料混合物）壓縮。

作功循環：壓縮到一定程度后，火花塞點火（或壓燃），混合氣體燃燒產生膨脹力，推動活塞向下運動，轉換為機械能。

排氣循環：活塞再次向上運動，排氣門打開，將燃燒后的廢氣排出氣缸。

2.簡述發動機的點火時機對發動機功能的影響。

發動機的點火時機對發動機功能有重要影響，主要表現為：

點火過早：燃燒過程中產生的膨脹力提前作用在活塞上，使效率降低，甚至可能導致爆震。

點火過晚：膨脹力作用在活塞上的時間推遲，燃燒效率下降，發動機動力功能減弱。

3.簡述發動機的燃油噴射方式及其優缺點。

發動機的燃油噴射方式主要有以下幾種：

點噴射（PFI）：通過高壓油泵將燃油噴入進氣歧管，燃油與空氣混合后在氣缸內燃燒。

直噴（GDI）：通過噴油器直接將燃油噴射入燃燒室，實現燃油與空氣的直接混合。

優缺點

PFI優點：控制精度高，易于實現分層燃燒，燃油經濟性好；缺點：噴射系統較為復雜，噴射壓力較低。

GDI優點：噴射壓力高，燃油霧化好，燃燒效率高，發動機響應迅速；缺點：燃燒不穩定，排放功能較差。

4.簡述發動機的冷卻方式及其優缺點。

發動機的冷卻方式主要有以下幾種：

水冷：通過水泵將冷卻水循環流動，吸收發動機熱量，然后由散熱器散發出。

空氣冷卻：利用風扇和散熱片將空氣流經發動機表面，實現熱量散發。

優缺點

水冷優點：冷卻效率高，適應性強，結構簡單；缺點：成本較高，重量較重，容易漏水。

空氣冷卻優點：成本低，輕便，不易損壞；缺點：冷卻效率低，散熱面積大，對環境有一定污染。

答案及解題思路：

1.解題思路：理解發動機工作原理，分別闡述四個循環的具體過程。

2.解題思路：了解點火時機對發動機燃燒過程和動力輸出的影響，對比過早和過晚點火的效果。

3.解題思路：了解不同燃油噴射方式的工作原理和特點，對比PFI和GDI的優勢和劣勢。

4.解題思路：理解水冷和空氣冷卻的散熱原理，分析各自的優勢和缺點。

答案已按題目順序給出，解題思路提供了解答問題時應考慮的方面。五、論述題1.論述發動機壓縮比對發動機功能的影響。

解題思路：

簡述壓縮比的定義和計算方法。

分析壓縮比對發動機熱效率的影響。

討論壓縮比對發動機功率和扭矩的影響。

探討壓縮比對發動機排放功能的影響。

結合實際案例，如不同壓縮比發動機的功能對比。

答案：

發動機壓縮比是指發動機氣缸在吸氣行程結束時，氣缸內的氣體體積與活塞行程所對應的體積之比。壓縮比的大小直接影響發動機的功能。

（1）壓縮比對發動機熱效率的影響：壓縮比越高，燃燒室內氣體的溫度和壓力都會升高，有助于提高燃燒效率，從而提高發動機的熱效率。

（2）壓縮比對發動機功率和扭矩的影響：較高的壓縮比可以使燃燒更加充分，提高發動機的功率和扭矩輸出。

（3）壓縮比對發動機排放功能的影響：壓縮比的增加會導致氮氧化物（NOx）排放增加，但同時也可能降低碳氫化合物（HC）和一氧化碳（CO）的排放。

（4）實際案例：例如渦輪增壓發動機通常具有較高的壓縮比，以提高燃燒效率和動力輸出。

2.論述發動機點火時機對發動機功能的影響。

解題思路：

介紹點火時機的概念和分類。

分析點火時機對發動機燃燒過程的影響。

討論點火時機對發動機功率、扭矩和排放的影響。

結合實際案例，如不同點火時機對發動機功能的影響。

答案：

發動機點火時機是指火花塞點火時刻相對于活塞到達上止點的時間差。

（1）點火時機對發動機燃燒過程的影響：點火時機決定了燃燒開始的時間，進而影響燃燒速度和燃燒效率。

（2）點火時機對發動機功率、扭矩和排放的影響：適當的點火時機可以提高發動機的功率和扭矩，同時減少排放。

（3）實際案例：例如提前點火可以提高發動機的動力輸出，但過度的提前點火可能導致爆震，降低發動機壽命。

3.論述發動機燃油噴射方式對發動機功能的影響。

解題思路：

介紹不同燃油噴射方式（如噴射壓力、噴射角度等）的特點。

分析燃油噴射方式對燃油霧化、燃燒效率和排放的影響。

討論燃油噴射方式對發動機功能（如功率、扭矩、燃油經濟性等）的影響。

結合實際案例，如不同燃油噴射方式對發動機功能的影響。

答案：

發動機燃油噴射方式是指燃油噴射系統將燃油噴入燃燒室的途徑和方法。

（1）燃油噴射方式對燃油霧化、燃燒效率和排放的影響：高壓噴射和精確的噴射角度可以提高燃油霧化質量，促進燃燒，降低排放。

（2）燃油噴射方式對發動機功能的影響：不同的燃油噴射方式會影響發動機的功率、扭矩和燃油經濟性。

（3）實際案例：例如直噴式發動機相比多點噴射發動機，具有更好的燃油經濟性和排放功能。

4.論述發動機冷卻方式對發動機功能的影響。

解題思路：

介紹常見的發動機冷卻方式（如水冷、風冷等）。

分析冷卻方式對發動機溫度控制、熱效率、可靠性和壽命的影響。

討論冷卻方式對發動機功能（如功率、扭矩、燃油經濟性等）的影響。

結合實際案例，如不同冷卻方式對發動機功能的影響。

答案：

發動機冷卻方式是指發動機散熱系統采用的冷卻介質和冷卻方式。

（1）冷卻方式對發動機溫度控制、熱效率、可靠性和壽命的影響：良好的冷卻系統可以保持發動機在適宜的溫度范圍內工作，提高熱效率，延長發動機壽命。

（2）冷卻方式對發動機功能的影響：水冷系統通常具有更好的冷卻效果，可以提高發動機的功率和扭矩，同時提高燃油經濟性。

（3）實際案例：例如現代汽車普遍采用水冷系統，以適應高功能和高熱負荷的需求。六、應用題1.若發動機氣缸直徑為80mm，計算該發動機的排量。

解答：

排量（Displacement）是發動機每循環吸入或排出的氣體體積。對于單缸發動機，排量可以通過以下公式計算：

\[V_{\text{排量}}=\pi\times\left(\frac{D}{2}\right)^2\timesL\]

其中，\(D\)是氣缸直徑，\(L\)是活塞行程。

已知氣缸直徑\(D=80\)mm，將其轉換為米，得\(D=0.08\)m。假設活塞行程\(L=0.8\)m（這是一個常見的活塞行程），則排量為：

\[V_{\text{排量}}=\pi\times\left(\frac{0.08}{2}\right)^2\times0.8\]

\[V_{\text{排量}}=\pi\times0.004\times0.8\]

\[V_{\text{排量}}\approx0.010048\text{m}^3\]

將立方米轉換為升（1m3=1000L），得：

\[V_{\text{排量}}\approx10.048\text{L}\]

2.若發動機的壓縮比為8，計算該發動機的壓縮比。

解答：

壓縮比（CompressionRatio）是發動機氣缸內最大容積與最小容積的比值。如果已知壓縮比為8，那么這個比值直接表示為：

\[\text{壓縮比}=8:1\]

這意味著當活塞在氣缸內向上移動時，氣缸內的氣體被壓縮到其初始體積的1/8。

3.若發動機的點火時機為上止點前10度，計算該發動機的點火角。

解答：

點火角（IgnitionAngle）是指從活塞到達上止點（TopDeadCenter,TDC）開始計算，到點火開始的時間間隔。通常這個角度是以曲軸轉動的度數來表示。

已知點火時機為上止點前10度，這意味著點火發生在曲軸轉動10度之前。如果發動機是四沖程的，那么一個完整的工作循環包括四個沖程，每個沖程對應曲軸轉動90度。因此，點火角可以通過以下計算得出：

\[\text{點火角}=10\text{度}\]

4.若發動機的燃油噴射壓力為200bar，計算該發動機的燃油噴射流量。

解答：

燃油噴射流量（FuelInjectionFlowRate）取決于燃油噴射系統的設計、噴射壓力以及燃油的噴射孔徑。在理想情況下，可以使用以下公式計算流量：

\[Q=C\timesA\times\sqrt{\frac{2\timesP}{\rho}}\]

其中，\(Q\)是燃油流量，\(C\)是流量系數，\(A\)是噴射孔面積，\(P\)是燃油壓力，\(\rho\)是燃油密度。

已知燃油噴射壓力\(P=200\)bar（1bar=100kPa），假設流量系數\(C=0.6\)，燃油密度\(\rho=710\)kg/m3（汽油的密度）。噴射孔直徑假設為\(d=0.5\)mm，則噴射孔面積\(A\)為：

\[A=\pi\times\left(\fracr3spv1i{2}\right)^2\]

\[A=\pi\times\left(\frac{0.0005}{2}\right)^2\]

\[A\approx7.854\times10^{7}\text{m}^2\]

將這些值代入流量公式中，得：

\[Q=0.6\times7.854\times10^{7}\times\sqrt{\frac{2\times200\times100}{710}}\]

\[Q\approx0.6\times7.854\times10^{7}\times\sqrt{\frac{40000}{710}}\]

\[Q\approx0.6\times7.854\times10^{7}\times\sqrt{56.349}\]

\[Q\approx0.6\times7.854\times10^{7}\times7.5\]

\[Q\approx3.475\times10^{5}\text{m}^3/\text{s}\]

將立方米每秒轉換為升每秒（1m3/s=1000L/s），得：

\[Q\approx0.03475\text{L/s}\]

答案及解題思路：

1.答案：該發動機的排量約為10.048升。

解題思路：通過計算氣缸的體積和轉換體積單位得到排量。

2.答案：該發動機的壓縮比為8:1。

解題思路：直接給出壓縮比的定義和比值。

3.答案：該發動機的點火角為10度。

解題思路：根據點火時機與上止點的關系直接給出答案。

4.答案：該發動機的燃油噴射流量約為0.03475升/秒。

解題思路：通過燃油噴射流量公式和已知參數進行計算得到流量。七、論述題1.論述發動機的構造及其作用。

（1）發動機的構造概述

（2）主要部件及其功能

氣缸體與氣缸蓋

活塞與連桿

曲軸與飛輪

氣門機構

點火系統

進排氣系統

潤滑系統

冷卻系統

（3）發動機的作用

將燃料的化學能轉化為機械能

提供汽車行駛所需的動力

2.論述發動機的工作原理及其應用。

（1）四沖程發動機工作原理

吸氣沖程

壓縮沖程

作功沖程

排氣沖程

（2）二沖程發動機工作原理

（3）發動機在汽車中的應用

提供汽車行駛的動力

控制汽車的行駛速度

3.論述發動機的技術發展趨勢及其對汽車行業的影響。

（1）發動機技術發展趨勢

高效節能

低排放

輕量化

智能化

（2）對汽車行業的影響

提高汽車功能

降低油