(2025年)汽车发动机考试试题与答案

(2025年)汽车发动机考试试题与答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.某四冲程汽油发动机标定转速为6000r/min，其一个工作循环曲轴转过的角度为（）A.360°B.720°C.180°D.540°答案：B2.可变气门正时（VVT）技术主要通过调整（）来优化发动机性能A.气门升程B.进排气门开启关闭时刻C.压缩比D.喷油压力答案：B3.柴油机电控高压共轨系统中，负责存储高压燃油并稳定轨压的部件是（）A.高压油泵B.共轨管C.喷油器D.传感器答案：B4.衡量发动机热效率的重要指标“指示热效率”是指（）A.燃料化学能转化为有效功的比例B.燃料化学能转化为指示功的比例C.指示功与有效功的比值D.有效功与燃料化学能的比值答案：B5.国七排放标准对汽油机颗粒物数量（PN）的限值要求较国六进一步降低，其主要控制措施不包括（）A.优化缸内直喷燃油雾化B.加装GPF（汽油颗粒捕集器）C.提高EGR率D.采用米勒循环答案：D6.某直列四缸发动机发火顺序为1-3-4-2，当1缸处于做功冲程上止点时，3缸的工作状态是（）A.进气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程答案：B7.氢燃料发动机与传统汽油机的核心差异在于（）A.点火方式B.燃料供给系统C.配气机构D.冷却系统答案：B8.48V轻混系统中，BSG电机（皮带驱动启动发电机）的主要功能不包括（）A.启停控制B.能量回收C.辅助驱动D.高压充电答案：D9.衡量发动机紧凑性的指标“升功率”是指（）A.每升气缸工作容积发出的有效功率B.每升燃料消耗发出的功率C.发动机总功率与排量的比值D.有效功率与燃料低热值的比值答案：A10.柴油机选择性催化还原（SCR）系统中，还原剂是（）A.尿素水溶液B.柴油C.汽油D.氢气答案：A11.发动机爆震的本质是（）A.火花塞点火过早B.末端混合气自燃C.喷油正时错误D.气门间隙过大答案：B12.可变压缩比（VCR）技术通过调整（）实现压缩比变化A.活塞行程B.燃烧室容积C.连杆长度D.曲轴半径答案：B13.发动机热管理系统中，电子水泵相比机械水泵的优势是（）A.成本更低B.无需驱动皮带C.流量与转速解耦D.可靠性更高答案：C14.某发动机万有特性曲线中，最内层等油耗线对应的工况是（）A.最大扭矩点B.标定功率点C.经济油耗区D.怠速工况答案：C15.混合动力专用发动机（DHE）的设计重点是（）A.高转速动力性B.宽负荷区热效率C.低转速扭矩D.冷启动排放答案：B二、判断题（每题1分，共10分）1.二冲程发动机完成一个工作循环需要曲轴转2圈（）答案：×（二冲程发动机曲轴转1圈完成一个循环）2.过量空气系数λ＞1时，混合气为稀混合气（）答案：√3.柴油发动机采用压燃方式，因此不需要点火系统（）答案：√4.发动机点火提前角越大，动力性越好（）答案：×（过大的点火提前角会导致爆震，降低动力性）5.涡轮增压发动机的“迟滞”现象主要由涡轮转子惯性引起（）答案：√6.发动机的机械效率ηm=指示功率Pi/有效功率Pe（）答案：×（ηm=Pe/Pi）7.颗粒捕集器（GPF/DPF）再生是指通过燃烧清除捕集的颗粒物（）答案：√8.米勒循环通过推迟进气门关闭时刻实现膨胀比大于压缩比（）答案：√9.发动机的充气效率越高，说明进入气缸的新鲜充量越多（）答案：√10.氢燃料发动机排放中不含CO2，但可能产生NOx（）答案：√三、简答题（每题6分，共30分）1.简述四冲程汽油机与柴油机工作循环的主要差异。答案：①点火方式：汽油机为火花塞点燃，柴油机为压燃；②混合气形成：汽油机在气缸外（歧管或缸内）预混合，柴油机在压缩冲程末期缸内喷射混合；③压缩比：柴油机压缩比（15-22）远高于汽油机（8-12）；④负荷调节：汽油机通过节气门调节进气量（量调节），柴油机通过喷油量调节（质调节）；⑤燃料：汽油挥发性高，柴油十六烷值高。2.说明可变截面涡轮增压器（VGT）的工作原理及优势。答案：VGT在涡轮壳内设置可调节的导流叶片，通过改变叶片角度调整涡轮流通截面积。低转速时，叶片闭合减小截面积，提高废气流速推动涡轮快速旋转，降低迟滞；高转速时，叶片打开增大截面积，避免涡轮超速。优势：拓宽增压器高效工作范围，改善低速扭矩，提升发动机全工况性能。3.缸内直喷（GDI）技术相比歧管喷射（PFI）的主要优势有哪些？答案：①降低进气门积碳：燃料直接喷入气缸，避免歧管喷射时燃料在进气门背部沉积；②提高充气效率：燃料蒸发吸热降低缸内温度，减少爆震倾向；③分层燃烧：部分负荷下实现稀薄燃烧，降低油耗；④精确控制：喷油压力更高（20-35MPa），雾化更细，混合更均匀；⑤动态响应快：喷油时刻与工况实时匹配，改善瞬态性能。4.简述柴油机DPF（柴油颗粒捕集器）的主动再生过程。答案：主动再生是指当DPF内颗粒物积累到一定量（如碳载量超5-8g/L）时，通过人为干预提高排气温度至600℃以上，使颗粒物氧化燃烧。具体措施包括：①后喷技术：在做功冲程后期或排气冲程额外喷油，未燃燃料在排气管或氧化催化器（DOC）中燃烧放热；②推迟主喷正时：降低燃烧温度，减少热量在缸内释放，提高排气温度；③增加EGR率或节气门开度：调整空燃比，促进DOC反应放热。再生过程需监控DPF前后压差、温度等参数，防止过热损坏。5.分析发动机冷却系统中“大循环”与“小循环”的切换条件及作用。答案：切换条件：通过节温器感知冷却液温度，当水温低于设定值（如80℃）时，节温器关闭大循环通道，冷却液仅经小循环（水泵→缸体→缸盖→节温器→水泵）流动；水温高于设定值（如90℃）时，节温器打开大循环通道，冷却液经散热器散热后返回水泵。作用：小循环缩短暖机时间，快速提升水温至最佳工作温度（85-95℃），减少冷启动磨损和排放；大循环通过散热器强制散热，防止发动机过热，维持热平衡，保证零部件强度和润滑性能。四、计算题（每题8分，共16分）1.某四冲程六缸发动机，缸径D=95mm，行程S=100mm，标定转速n=5000r/min，指示平均有效压力pmi=1.2MPa，机械效率ηm=0.85。计算：（1）发动机排量Vh；（2）指示功率Pi；（3）有效功率Pe。（π取3.14）答案：（1）单缸排量Vh1=πD²S/4=3.14×(0.095m)²×0.1m/4≈0.000708m³=0.708L总排量Vh=6×0.708L≈4.25L（2）指示功率Pi=pmi×Vh×n/(120×1000)（单位转换：pmi单位为Pa，Vh单位为m³）pmi=1.2MPa=1.2×10⁶Pa，Vh=4.25L=0.00425m³Pi=1.2×10⁶×0.00425×5000/(120×1000)=(1.2×0.00425×5000)/(120)×10³=(25.5)/120×10³≈212.5kW（3）有效功率Pe=Pi×ηm=212.5kW×0.85≈180.6kW2.某汽油机燃烧1kg汽油（低热值Hu=43MJ/kg），消耗空气量为14kg，测得有效功We=9.2MJ。已知理论空燃比为14.7:1，计算：（1）过量空气系数λ；（2）有效热效率ηet。答案：（1）过量空气系数λ=实际空燃比/理论空燃比=(14kg空气/kg燃料)/(14.7kg空气/kg燃料)≈0.95（2）有效热效率ηet=We/(Hu×m燃料)，其中m燃料=1kg时，Hu×m燃料=43MJηet=9.2MJ/43MJ≈0.214（或21.4%）五、综合分析题（每题12分，共24分）1.某搭载1.5T直喷汽油机的车辆出现加速无力、油耗升高现象，检测显示发动机爆震传感器频繁触发。试分析可能的故障原因及排查步骤。答案：可能故障原因：（1）燃油品质问题：低辛烷值汽油（如92号油误加95号车）抗爆性不足，易引发爆震；（2）点火系统故障：火花塞间隙过大、点火线圈老化导致点火能量不足或点火提前角异常；（3）进气系统问题：空气滤清器堵塞、涡轮增压器故障（如涡轮转速不足）导致进气量减少，缸内温度压力异常；（4）燃油喷射系统故障：喷油器堵塞或泄漏，导致混合气浓度不均（过浓或过稀）；（5）冷却系统异常：冷却液不足、水泵失效或节温器卡滞，导致发动机过热，缸内温度升高；（6）传感器故障：爆震传感器本身失效（误报）、水温传感器/氧传感器信号错误导致ECU误调点火/喷油参数；（7）积碳问题：活塞顶部或燃烧室积碳过多，减小燃烧室容积，提高压缩比，引发早燃。排查步骤：①检查燃油标号及品质，更换符合要求的汽油后测试；②读取ECU故障码，重点检查爆震传感器、点火线圈、氧传感器等相关部件数据流；③拆检火花塞，测量间隙并观察燃烧状态（积碳/烧蚀）；④检测进气压力（MAP）传感器数据，用烟雾检测仪检查进气系统是否漏气；⑤用缸压表测量各缸压缩比，判断是否存在积碳或活塞环磨损；⑥清洗喷油器并测试喷油量及雾化效果；⑦检查冷却系统压力及冷却液温度，确认节温器开启温度是否正常；⑧若积碳严重，采用核桃砂清洗燃烧室及进气道。2.对比分析汽油机“废气再循环（EGR）”与“二次空气喷射”技术在排放控制中的作用及适用工况。答案：作用对比：（1）EGR技术：将部分排气引入进气系统，与新鲜空气混合后进入气缸。由于废气中含CO2和H2O等惰性气体，可降低燃烧温度，抑制NOx提供（NOx提供需高温、富氧条件）。主要用于中高负荷工况（低负荷时EGR率过高会导致燃烧不稳定）。（2）二次空气喷射：向排气管或三元催化器前喷射新鲜空气，为未燃HC、CO提供氧气，促进其在排气管或催化器中氧化为CO2和H2O。主要用于冷启动工况（此时三元催化器未达到起燃温度，催化效率低），快速降低冷启动阶段的HC、CO排放。适用工况差异：EGR：中高负荷（如匀速行驶、部分加速），此时发动机热负荷高，NOx提供量大，需通过EGR降低燃烧温度；低负荷（如怠速、小负荷）时，缸内压力低，EGR率过高会导致失火或扭矩波动，故通常限制EGR率。二次空气喷射：冷启动后30-60秒内（催化器温度＜300℃），此时HC、CO排放占总排放量的