汽車發動機機械結構知識卷姓名_________________________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.汽車發動機的主要功能是什么？

A.提供動力

B.冷卻和潤滑

C.轉換能量

D.以上都是

2.發動機的燃燒室通常采用哪種形狀？

A.圓柱形

B.盆形

C.喇叭形

D.多邊形

3.發動機氣缸的排列方式主要有哪幾種？

A.直列式

B.V型

C.W型

D.以上都是

4.發動機的冷卻方式有哪些？

A.水冷

B.空氣冷卻

C.液體冷卻

D.混合冷卻

5.發動機的潤滑系統由哪些部分組成？

A.油泵

B.油道和油孔

C.濾清器

D.以上都是

6.發動機的點火系統有哪些類型？

A.點火線圈式

B.電子點火式

C.點火塞式

D.以上都是

7.發動機曲軸的作用是什么？

A.連接活塞與飛輪

B.轉換活塞運動為旋轉運動

C.提供發動機動力

D.以上都是

8.發動機的配氣機構有哪些組成部分？

A.氣門

B.推桿

C.氣門彈簧

D.以上都是

答案及解題思路：

1.答案：D

解題思路：汽車發動機的主要功能是提供動力，同時還需要冷卻和潤滑，以及能量轉換。

2.答案：B

解題思路：燃燒室通常采用盆形設計，這種形狀有助于燃燒效率的提高。

3.答案：D

解題思路：發動機氣缸排列方式包括直列式、V型和W型，這三種方式都是常見的氣缸排列方式。

4.答案：D

解題思路：發動機的冷卻方式有水冷和空氣冷卻，也可以是兩者的混合冷卻。

5.答案：D

解題思路：發動機的潤滑系統由油泵、油道和油孔、濾清器等部分組成，以保證發動機內部部件的潤滑。

6.答案：D

解題思路：發動機的點火系統類型包括點火線圈式、電子點火式和點火塞式，這些都是為了實現氣缸內的燃料混合氣點火。

7.答案：D

解題思路：發動機曲軸的作用是連接活塞與飛輪，將活塞的往復運動轉換為旋轉運動，從而提供發動機動力。

8.答案：D

解題思路：發動機的配氣機構由氣門、推桿和氣門彈簧等部分組成，這些部件共同作用以控制氣缸的進氣和排氣過程。二、填空題1.發動機的四個沖程分別為吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。

2.發動機的氣缸直徑通常用mm（毫米）表示。

3.發動機的壓縮比是指氣缸最大容積與氣缸最小容積的比值。

4.發動機的功率通常用kW（千瓦）表示。

5.發動機的轉速通常用r/min（每分鐘轉數）表示。

6.發動機的扭矩通常用N·m（牛頓米）表示。

7.發動機的燃油噴射系統主要由燃油泵、燃油噴射器、電子控制單元等部分組成。

8.發動機的排氣系統主要由排氣管、消聲器、尾氣排放系統等部分組成。

答案及解題思路：

答案：

1.吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程

2.mm

3.氣缸最大容積、氣缸最小容積

4.kW

5.r/min

6.N·m

7.燃油泵、燃油噴射器、電子控制單元

8.排氣管、消聲器、尾氣排放系統

解題思路：

1.發動機的四個沖程是內燃機工作的基本過程，依次為吸氣、壓縮、做功和排氣。

2.氣缸直徑是衡量氣缸大小的重要參數，通常以毫米為單位。

3.壓縮比是衡量發動機壓縮效果的重要指標，計算公式為最大容積與最小容積的比值。

4.功率是衡量發動機做功能力的參數，常用千瓦作為單位。

5.轉速是衡量發動機運行速度的參數，常用每分鐘轉數（r/min）表示。

6.扭矩是衡量發動機輸出扭矩大小的參數，常用牛頓米（N·m）表示。

7.燃油噴射系統是現代發動機的重要組成部分，包括燃油泵、噴射器和控制單元等。

8.排氣系統負責將燃燒后的廢氣排出，包括排氣管、消聲器等。三、判斷題1.發動機的點火時機越早，發動機的功率越高。（）

2.發動機的壓縮比越高，發動機的燃油經濟性越好。（）

3.發動機的轉速越高，發動機的扭矩越大。（）

4.發動機的氣缸數越多，發動機的功率越高。（）

5.發動機的冷卻液溫度越低，發動機的冷卻效果越好。（）

6.發動機的潤滑油粘度越高，發動機的潤滑效果越好。（）

7.發動機的點火系統中的高壓線越粗，點火效果越好。（）

8.發動機的排氣系統中的消聲器可以減少排氣噪聲。（）

答案及解題思路：

1.答案：×

解題思路：點火時機過早會導致燃燒不完全，反而不利于提高功率。最佳點火時機通常是在活塞接近上止點時，以實現高效燃燒。

2.答案：×

解題思路：雖然高壓縮比可以提高燃燒效率，但同時也增加了發動機的點火難度和熱負荷，可能導致燃油經濟性下降。

3.答案：×

解題思路：轉速越高，發動機的扭矩反而會減小。發動機的扭矩在較低轉速時最大，轉速的增加逐漸減小。

4.答案：√

解題思路：增加氣缸數可以提高發動機的功率輸出，因為每個氣缸可以獨立產生動力。

5.答案：×

解題思路：冷卻液溫度過低會導致熱交換效率降低，反而不利于冷卻效果。最佳工作溫度通常在8090攝氏度之間。

6.答案：×

解題思路：潤滑油粘度過高會增加摩擦損失，不利于發動機的潤滑效果。粘度應適中，以平衡摩擦和冷卻功能。

7.答案：×

解題思路：高壓線越粗，電阻越小，但點火效果主要取決于點火系統的整體功能和點火能量。

8.答案：√

解題思路：消聲器可以有效降低排氣噪聲，改善發動機的環保功能。四、簡答題1.簡述發動機的四個沖程及其工作原理。

答：發動機的四個沖程分別為吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。

（1）吸氣沖程：活塞由上止點向下運動，進氣門打開，排氣門關閉，混合氣或空氣被吸入氣缸內。

（2）壓縮沖程：活塞由下止點向上運動，進氣門和排氣門都關閉，混合氣或空氣被壓縮。

（3）做功沖程：火花塞點火，混合氣燃燒，高溫高壓氣體推動活塞向下運動，做功輸出。

（4）排氣沖程：活塞由下止點向上運動，排氣門打開，進氣門關閉，燃燒后的廢氣被排出氣缸。

2.簡述發動機的點火系統的工作原理。

答：點火系統的作用是將電池的電能轉化為高電壓火花，以點燃混合氣。

（1）初級電路：由蓄電池、點火線圈、分電器和點火開關組成。

（2）次級電路：由點火線圈、高壓線和火花塞組成。

工作原理：點火開關打開后，初級電路閉合，電流流經點火線圈，產生高壓電，高壓電通過高壓線傳輸到火花塞，點燃混合氣。

3.簡述發動機的冷卻系統的工作原理。

答：冷卻系統的作用是維持發動機的正常溫度，防止過熱。

工作原理：冷卻液在發動機內部循環流動，吸收熱量后，通過散熱器散發熱量，保持發動機溫度。

4.簡述發動機的潤滑系統的工作原理。

答：潤滑系統的作用是減少發動機零件之間的摩擦，延長使用壽命。

工作原理：機油泵將機油泵入發動機，機油通過油道流經各個零件表面，形成油膜，減少零件之間的摩擦。

5.簡述發動機的配氣機構的工作原理。

答：配氣機構的作用是控制氣缸內混合氣的吸入和排氣。

工作原理：曲軸通過凸輪軸帶動進氣門和排氣門開啟與關閉，實現氣缸內混合氣的吸入和排氣。

6.簡述發動機的燃油噴射系統的工作原理。

答：燃油噴射系統的作用是將燃油噴射到氣缸內，與空氣混合后點燃。

工作原理：電子控制單元根據發動機工況計算噴射量，通過噴油器將燃油噴射到氣缸內。

7.簡述發動機的排氣系統的工作原理。

答：排氣系統的作用是將燃燒后的廢氣排出車外。

工作原理：廢氣從氣缸排出，經過排氣管、消聲器等部件，最終排出車外。

8.簡述發動機的轉速與功率、扭矩的關系。

答：轉速與功率、扭矩的關系

（1）功率與轉速成正比：發動機的功率隨轉速的增加而增加。

（2）扭矩與轉速成反比：發動機的扭矩隨轉速的增加而減小。

答案及解題思路：

1.答案：四個沖程分別為吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。解題思路：根據發動機的四個沖程及其工作原理進行解答。

2.答案：點火系統將電池的電能轉化為高電壓火花，點燃混合氣。解題思路：根據點火系統的工作原理進行解答。

3.答案：冷卻系統通過冷卻液循環，維持發動機的正常溫度。解題思路：根據冷卻系統的工作原理進行解答。

4.答案：潤滑系統通過機油泵將機油泵入發動機，減少零件之間的摩擦。解題思路：根據潤滑系統的工作原理進行解答。

5.答案：配氣機構控制氣缸內混合氣的吸入和排氣。解題思路：根據配氣機構的工作原理進行解答。

6.答案：燃油噴射系統將燃油噴射到氣缸內，與空氣混合后點燃。解題思路：根據燃油噴射系統的工作原理進行解答。

7.答案：排氣系統將燃燒后的廢氣排出車外。解題思路：根據排氣系統的工作原理進行解答。

8.答案：功率與轉速成正比，扭矩與轉速成反比。解題思路：根據轉速與功率、扭矩的關系進行解答。五、論述題1.論述發動機氣缸數對發動機功能的影響。

答案：

發動機氣缸數對發動機功能的影響主要體現在以下幾個方面：

a.功率密度：氣缸數越多，發動機的功率密度越高，即單位體積內的功率輸出更大。

b.摩擦損失：氣缸數增加會導致摩擦損失增加，因為需要更多的配氣機構部件。

c.發動機體積和重量：氣缸數增加會導致發動機體積和重量增加。

d.燃油經濟性：多氣缸發動機在低負荷下可能不如少氣缸發動機燃油經濟。

e.排放：多氣缸發動機在排放控制方面可能面臨更大的挑戰。

解題思路：

1.分析氣缸數與功率密度的關系。

2.討論摩擦損失與氣缸數的關系。

3.分析發動機體積、重量與氣缸數的關系。

4.對比多氣缸與少氣缸發動機的燃油經濟性。

5.探討多氣缸發動機在排放控制方面的挑戰。

2.論述發動機壓縮比對發動機功能的影響。

答案：

發動機壓縮比對發動機功能的影響

a.熱效率：壓縮比越高，熱效率通常越高，因為更高的壓縮比有助于提高燃燒溫度和壓力。

b.功率輸出：高壓縮比可以提高發動機的功率輸出。

c.排放：高壓縮比可能導致更高的NOx排放。

d.發動機可靠性：過高的壓縮比可能導致發動機部件承受更大的壓力，影響可靠性。

解題思路：

1.探討壓縮比與熱效率的關系。

2.分析壓縮比與功率輸出的關系。

3.討論壓縮比與NOx排放的關系。

4.分析過高壓縮比對發動機可靠性的影響。

3.論述發動機轉速對發動機功能的影響。

答案：

發動機轉速對發動機功能的影響包括：

a.功率輸出：高轉速通常提供更高的功率輸出。

b.燃油經濟性：高轉速可能降低燃油經濟性。

c.排放：高轉速可能導致排放增加。

d.發動機壽命：長期高轉速運行可能縮短發動機壽命。

解題思路：

1.分析轉速與功率輸出的關系。

2.討論轉速與燃油經濟性的關系。

3.探討轉速與排放的關系。

4.分析高轉速對發動機壽命的影響。

4.論述發動機點火時機對發動機功能的影響。

答案：

發動機點火時機對發動機功能的影響包括：

a.燃燒效率：合適的點火時機可以提高燃燒效率，從而提高熱效率。

b.功率輸出：點火時機對功率輸出有顯著影響。

c.排放：點火時機不當可能導致排放增加。

d.燃油消耗：點火時機對燃油消耗也有一定影響。

解題思路：

1.探討點火時機與燃燒效率的關系。

2.分析點火時機與功率輸出的關系。

3.討論點火時機與排放的關系。

4.分析點火時機對燃油消耗的影響。

5.論述發動機冷卻系統對發動機功能的影響。

答案：

發動機冷卻系統對發動機功能的影響

a.工作溫度：良好的冷卻系統有助于維持發動機在適宜的工作溫度范圍內。

b.熱效率：溫度控制對熱效率有直接影響。

c.發動機壽命：過熱可能導致發動機損壞，縮短壽命。

d.燃油經濟性：溫度控制不良可能影響燃油經濟性。

解題思路：

1.分析冷卻系統與工作溫度的關系。

2.探討冷卻系統與熱效率的關系。

3.討論冷卻系統與發動機壽命的關系。

4.分析冷卻系統對燃油經濟性的影響。

6.論述發動機潤滑系統對發動機功能的影響。

答案：

發動機潤滑系統對發動機功能的影響包括：

a.減少摩擦：潤滑系統有助于減少發動機部件之間的摩擦。

b.防止磨損：良好的潤滑有助于防止發動機部件的磨損。

c.發動機溫度：潤滑系統對發動機溫度有調節作用。

d.發動機壽命：潤滑系統的功能直接影響發動機的壽命。

解題思路：

1.探討潤滑系統與摩擦的關系。

2.分析潤滑系統與磨損的關系。

3.討論潤滑系統與發動機溫度的關系。

4.分析潤滑系統對發動機壽命的影響。

7.論述發動機配氣機構對發動機功能的影響。

答案：

發動機配氣機構對發動機功能的影響

a.燃氣流動：配氣機構的設計影響氣缸內氣體的流動，從而影響燃燒效率。

b.功率輸出：配氣機構的功能直接影響發動機的功率輸出。

c.排放：良好的配氣機構有助于降低排放。

d.發動機響應：配氣機構的響應速度影響發動機的加速功能。

解題思路：

1.分析配氣機構與燃氣流動的關系。

2.探討配氣機構與功率輸出的關系。

3.討論配氣機構與排放的關系。

4.分析配氣機構對發動機響應的影響。

8.論述發動機燃油噴射系統對發動機功能的影響。

答案：

發動機燃油噴射系統對發動機功能的影響包括：

a.燃油霧化：燃油噴射系統的功能影響燃油霧化效果，進而影響燃燒效率。

b.燃油分配：噴射系統保證燃油均勻分配到各個氣缸。

c.功率輸出：燃油噴射系統的功能直接影響發動機的功率輸出。

d.排放：噴射系統的精確性影響排放水平。

解題思路：

1.分析燃油噴射系統與燃油霧化的關系。

2.探討噴射系統與燃油分配的關系。

3.討論噴射系統與功率輸出的關系。

4.分析噴射系統對排放的影響。六、計算題1.已知發動機的氣缸直徑為80mm，計算其排量。

解題步驟：

1.計算氣缸工作容積：\(V_{\text{工作}}=\frac{\pid^2h}{4}\)

2.其中，\(d\)為氣缸直徑，\(h\)為活塞行程。假設活塞行程為90mm。

3.計算氣缸排量：\(V_{\text{排量}}=\text{氣缸工作容積}\times\text{氣缸數}\)

2.已知發動機的轉速為6000r/min，計算其每分鐘輸出的扭矩。

解題步驟：

1.計算發動機每分鐘的轉數：\(n=6000\text{r/min}\)

2.假設發動機的功率為80kW，計算扭矩：\(T=\frac{P}{\omega}\)

3.其中，\(P\)為功率，\(\omega\)為角速度，\(\omega=\frac{2\pin}{60}\)

3.已知發動機的壓縮比為9.5，計算其熱效率。

解題步驟：

1.假設發動機的進氣溫度為20℃，大氣壓力為101.325kPa。

2.計算理想氣體狀態下的比體積：\(V_1=\frac{RT}{P}\)

3.計算壓縮后的比體積：\(V_2=\frac{V_1}{9.5}\)

4.計算熱效率：\(\eta=\frac{W}{Q_{\text{總}}}\)

5.其中，\(W\)為做功，\(Q_{\text{總}}\)為總輸入熱量。

4.已知發動機的燃油消耗率為8L/100km，計算其燃油經濟性。

解題步驟：

1.燃油經濟性：\(\text{燃油經濟性}=\frac{100}{\text{燃油消耗率}}\)

2.將燃油消耗率轉換為每公里燃油消耗量：\(\text{燃油消耗量}=\frac{8}{100}\text{L/km}\)

3.計算燃油經濟性：\(\text{燃油經濟性}=\frac{100}{\text{燃油消耗量}}\)

5.已知發動機的點火提前角為上止點前15°，計算其點火時機。

解題步驟：

1.計算點火提前角度數：\(\text{點火提前角}=15°\)

2.將點火提前角度數轉換為曲軸轉角：\(\text{曲軸轉角}=\text{點火提前角}\times\frac{360°}{2\pi}\)

6.已知發動機的冷卻液溫度為90℃，計算其冷卻液流量。

解題步驟：

1.根據冷卻液溫度和散熱器效率，確定冷卻液流量：\(Q=\frac{P_{\text{散熱}}}{\text{比熱容}\times\text{溫度差}}\)

2.其中，\(P_{\text{散熱}}\)為散熱功率，\(\text{比熱容}\)為冷卻液比熱容，\(\text{溫度差}\)為冷卻液溫度與周圍環境溫度之差。

7.已知發動機的潤滑油粘度為5mm2/s，計算其潤滑效果。

解題步驟：

1.根據潤滑油粘度和發動機轉速，計算油膜厚度：\(h=\frac{\mu}{\rhog}\)

2.其中，\(\mu\)為潤滑油粘度，\(\rho\)為潤滑油密度，\(g\)為重力加速度。

3.根據油膜厚度和發動機負荷，評估潤滑效果。

8.已知發動機的排氣噪聲為85dB，計算其消聲器降噪效果。

解題步驟：

1.根據排氣噪聲和消聲器效率，計算降噪量：\(\DeltaL=L_{\text{排}}L_{\text{消}}\)

2.其中，\(L_{\text{排}}\)為排氣噪聲，\(L_{\text{消}}\)為消聲器噪聲。

答案及解題思路：

1.排量計算：\(V_{\text{排量}}=\frac{\pi\times80^2\times90}{4}\times4=9.42\text{L}\)

2.扭矩計算：\(T=\frac{80\times10^3}{\frac{2\pi\times6000}{60}}\approx638.2\text{N·m}\)

3.熱效率計算：假設具體數值后，根據公式計算。

4.燃油經濟性計算：\(\text{燃油經濟性}=\frac{100}{8}=12.5\text{km/L}\)

5.點火時機計算：\(\text{曲軸轉角}=15°\times\frac{360°}{2\pi}\approx267.9°\)

6.冷卻液流量計算：假設具體數值后，根據公式計算。

7.潤滑效果計算：假設具體數值后，根據公式計算。

8.消聲器降噪效果計算：假設具體數值后，根據公式計算。

解題思路部分簡要闡述了計算步驟，具體數值需要根據實際情況進行確定。七、應用題1.分析發動機功能與燃油消耗量的關系。

題目：某新型發動機在相同工作條件下，其燃油消耗量比傳統發動機降低了20%，請分析這種降低燃油消耗量的原因，并說明這對發動機功能有何影響。

解題思路：分析新型發動機的設計特點，如燃燒效率、燃油噴射技術、熱管理系統等，與燃油消耗量的關系，結合燃油消耗量降低帶來的功能提升，如動力性、經濟性等。

2.分析發動機功能與排放量的關系。

題目：在相同的工況下，一輛使用EGR（廢氣再循環）技術的發動機的排放量明顯低于未使用EGR技術的發動機，請解釋EGR技術如何影響排放量，并討論其對發動機功能的影響。

解題思路：研究EGR技術的工作原理，如何減少NOx排放，以及這種技術對發動機燃燒效率、熱效率、動力功能等方面的影響。

3.分析發動機功能與駕駛習慣的關系。

題目：不同駕駛習慣對一輛高功能發動機的燃油消耗量和排放量有何影響？請舉例說明并分析。

解題思路：分析加速、減速、急停等駕駛行為對發動機燃油噴射、點火時機、負荷控制等方面的影響，以及這些影響對燃油消耗量和排放量的具體影響。

4.分析發動機功能與車輛重量、載重量的關系。

題目：一輛載重汽車在滿載時的燃油消耗量明顯增加，請分析車輛重量和載重量對發動機功能的影響。

解題思路：討論車輛重量和載重量對發動機扭矩需求、燃油消耗、排放等方面的影響，以及如何通過優化發動機設計和燃油經濟性來應對這些影響。

5.分析發動機功能與車輛速度的關系。

題目：在不同速度下，一輛發動機的功能參數有何變化？請結合發動機轉速、負荷等參數進行分析。

解題思路：研究發動機在不同速度下的工作狀態，如功率輸出、燃油消耗、排放等，分析速度對發動機功能的影響。

6.分析發動機功能與道路條件的關系。

題目：道路坡度對發動機功能有何影響？請舉例說明并分析。

解題思路：分析道路坡度對發動機負荷、燃油消耗、排放等方面的影響，以及發動機如何通過調整燃燒策略來適應不同的道路條件。

7.分析發動機功能與氣候條件的關系。

題目：高溫天氣下，發動機的功能是否會受到影響？如果會，請分析原因并提出相應的解決措施。

解題思路：