2025年综合类汽车发动机原理燃料与燃烧试题摘选带答案

2025年综合类汽车发动机原理燃料与燃烧试题摘选带答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.评价汽油抗爆性的主要指标是（）。A.十六烷值B.辛烷值C.热值D.馏程答案：B2.柴油的自燃性主要由（）决定，该值越高，柴油越易自燃。A.辛烷值B.十六烷值C.十六烯值D.凝点答案：B3.过量空气系数φa=1.2的混合气属于（）。A.浓混合气B.理论混合气C.稀混合气D.过稀混合气答案：C4.点燃式发动机燃烧过程中，火焰传播速度最快的阶段是（）。A.滞燃期B.急燃期C.后燃期D.补燃期答案：B5.压燃式发动机燃烧过程中，影响滞燃期的关键因素是（）。A.燃料热值B.压缩终了温度与压力C.喷油提前角D.进气湿度答案：B6.乙醇汽油（E10）中“10”表示（）。A.乙醇体积占比10%B.乙醇质量占比10%C.汽油体积占比10%D.氧含量10%答案：A7.柴油机排放的主要颗粒物（PM）主要提供于（）。A.预混燃烧阶段B.扩散燃烧阶段C.后燃阶段D.滞燃期答案：B8.点燃式发动机爆震的本质是（）。A.火焰传播速度过快B.末端混合气自燃C.火花塞点火能量过高D.压缩比过低答案：B9.天然气（CNG）作为汽车燃料的主要优点是（）。A.能量密度高B.抗爆性差C.排放中CO2和NOx低D.储存成本低答案：C10.柴油机喷油提前角过大时，可能导致（）。A.燃烧温度降低B.最高爆发压力下降C.工作粗暴D.燃油经济性提高答案：C11.研究法辛烷值（RON）与马达法辛烷值（MON）的主要区别在于（）。A.测试时的发动机转速B.燃料含硫量C.测试用发动机类型D.燃料馏程答案：A12.氢燃料发动机的主要排放物是（）。A.CO和HCB.NOx和H2OC.PM和SO2D.CO2和H2O答案：B13.汽油的馏程中，10%馏出温度主要影响发动机的（）。A.启动性能B.加速性能C.热负荷D.燃油经济性答案：A14.压燃式发动机采用废气再循环（EGR）技术的主要目的是（）。A.提高进气量B.降低NOx排放C.减少PM排放D.提升燃烧效率答案：B15.生物柴油与石化柴油相比，最显著的缺点是（）。A.十六烷值低B.含硫量高C.低温流动性差D.热值过高答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1.汽油的抗爆性用（）表示，柴油的自燃性用（）表示。答案：辛烷值；十六烷值2.发动机燃烧过程可分为（）、（）和（）三个阶段。答案：滞燃期；急燃期；后燃期3.过量空气系数φa>1的混合气为（），φa<1的混合气为（）。答案：稀混合气；浓混合气4.柴油的主要使用性能指标包括（）、（）、（）和低温流动性。答案：自燃性（十六烷值）；雾化与蒸发性（馏程）；黏度5.点燃式发动机爆震的预防措施主要有（）、（）、（）等。答案：使用高辛烷值燃料；降低压缩比；推迟点火提前角6.天然气的主要成分是（），其辛烷值约为（）。答案：甲烷；120-1307.乙醇作为汽油替代燃料的优点包括（）、（），缺点是（）。答案：含氧量高（降低排放）；可再生；热值低（需增大油箱容积）8.柴油机喷油器的喷油规律直接影响（）和（）。答案：燃烧过程；排放特性三、简答题（每题6分，共48分）1.简述点燃式发动机与压燃式发动机在燃料要求上的主要差异。答案：点燃式发动机（汽油机）要求燃料抗爆性好（高辛烷值），以避免爆震；蒸发性适中（10%馏出温度低利于启动，90%馏出温度低避免气阻）。压燃式发动机（柴油机）要求燃料自燃性好（高十六烷值），以缩短滞燃期；馏程适中（50%馏出温度低利于加速，90%馏出温度低减少后燃）；黏度适当（保证喷油器润滑和雾化）。2.分析过量空气系数对发动机燃烧效率和排放的影响。答案：φa=1（理论混合气）时，燃烧效率最高，CO和HC排放最低，但NOx因高温富氧提供量最大。φa<1（浓混合气）时，燃料不完全燃烧，CO和HC排放增加，NOx因缺氧提供量降低。φa>1（稀混合气）时，燃烧温度降低，NOx排放减少；但过稀（φa>1.4）可能导致火焰传播中断，HC排放升高，燃烧效率下降。3.解释柴油机“工作粗暴”的产生原因及控制措施。答案：原因：滞燃期内形成的可燃混合气过多，急燃期内大量燃料同时燃烧，压力升高率过大（>0.6-0.8MPa/°CA），导致发动机振动和噪声增大。控制措施：提高柴油十六烷值（缩短滞燃期）；优化喷油规律（初期少喷，后期多喷）；提高压缩终了温度（如增大压缩比）；采用预喷射技术（提前喷入少量燃料，降低主喷射滞燃期内的可燃混合气数量）。4.比较汽油与柴油的燃烧方式差异，并说明其对发动机结构的影响。答案：汽油采用点燃式燃烧（火花塞点火，预混火焰传播），需较高的压缩比（但受爆震限制，通常8-12）；柴油采用压燃式燃烧（压缩自燃，扩散燃烧为主），需更高的压缩比（15-22）以保证自燃。结构影响：汽油机需点火系统（火花塞、点火线圈），燃烧室紧凑（利于火焰传播）；柴油机需高压燃油系统（喷油泵、喷油器），燃烧室多为ω型或球形（促进空气与燃油混合）。5.说明乙醇汽油（E10）对发动机性能的影响。答案：优点：乙醇含氧量高（约35%），促进完全燃烧，降低CO和HC排放；辛烷值高（RON约108），可提高压缩比；可再生，减少石油依赖。缺点：热值低（约26.8MJ/kg，汽油44MJ/kg），相同体积下续航里程下降约3-5%；吸湿性强，易分层（需严格密封）；低温启动性差（10%馏出温度较高）；对橡胶件有腐蚀性（需更换耐醇材料）。6.分析EGR技术降低NOx排放的机理，并说明其对柴油机性能的潜在负面影响。答案：机理：将部分废气引入进气系统，降低新鲜空气量，稀释混合气中O2浓度；废气中的CO2和H2O比热容大，降低燃烧温度，抑制NOx（高温富氧产物）提供。负面影响：EGR率过高时，氧浓度过低导致燃烧不完全，PM和HC排放增加；废气中的颗粒物可能堵塞进气道或喷油器，影响可靠性；燃烧温度降低可能导致油耗上升（后燃增加）。7.简述氢燃料发动机的优缺点及主要技术挑战。答案：优点：燃烧产物主要为H2O（无CO2、PM），NOx是唯一有害排放；热值高（142MJ/kg，汽油44MJ/kg）；来源广泛（可由可再生能源制得）。缺点：能量密度低（气态氢体积能量密度仅为汽油的3%），需高压（70MPa）或液氢（-253℃）储存，成本高；氢脆现象可能导致材料失效；燃烧温度高（易产生NOx），需严格控制空燃比。技术挑战：高效储氢技术；降低NOx排放（如采用稀燃或EGR）；防止氢泄漏（安全性）；优化燃烧过程（氢火焰传播速度快，易早燃）。8.解释汽油馏程中50%馏出温度和90%馏出温度对发动机性能的影响。答案：50%馏出温度：反映燃料的中间蒸发性能。温度过低（如<100℃），易导致气阻（高温时燃油蒸发形成气泡，阻碍供油）；温度过高（>150℃），中低速时蒸发不完全，燃烧效率下降，HC排放增加，加速性能变差。90%馏出温度：反映燃料的重质组分含量。温度过高（>205℃），重质馏分难以蒸发，导致后燃增加，油耗上升，燃烧室积碳，排气温度升高，磨损加剧；温度过低则燃料易挥发，储存损失大。四、综合分析题（每题11分，共33分）1.某汽油机使用92号汽油（RON=92），压缩比为10.5，运行中出现爆震现象。请分析可能原因，并提出至少3种改进措施。答案：可能原因：①燃料辛烷值不足（92号汽油抗爆性低于发动机需求）；②点火提前角过大（火焰传播初期压缩行程未结束，末端混合气受压缩温度压力过高）；③发动机过热（冷却液温度高，燃烧室积碳（积碳导热性差，导致局部温度升高）；④进气压力过高（涡轮增压未有效控制，缸内压力温度上升）。改进措施：①换用高辛烷值燃料（如95号，RON=95）；②推迟点火提前角（减少末端混合气自燃倾向）；③清除燃烧室积碳（降低局部高温）；④加强冷却系统（降低冷却液温度，安装中冷器降低进气温度）；⑤采用废气再循环（EGR）稀释混合气，降低燃烧温度。2.某柴油机在大负荷工况下PM排放超标，结合燃烧过程分析可能原因，并提出优化方案。答案：大负荷时，柴油机喷油量增加，过量空气系数降低（φa<1.5），燃油与空气混合不充分，局部形成浓混合气（φa<0.6），高温缺氧条件下发生热解，提供碳烟（PM主要成分）。可能原因：①喷油器雾化不良（喷孔堵塞或压力不足，油滴粒径过大，蒸发混合慢）；②进气涡流强度不足（空气与燃油混合不充分）；③喷油正时不当（喷油过早或过晚，导致燃烧温度或混合时间不足）；④柴油质量差（十六烷值低，滞燃期长，预混燃烧阶段喷油量多，扩散燃烧阶段浓混合气区域大）。优化方案：①提高喷油压力（200MPa以上，减小油滴粒径）；②优化喷油器参数（多孔径、小锥角，改善喷雾分布）；③增强进气涡流（采用切向气道或可变涡流阀）；④调整喷油提前角（适当推迟，降低滞燃期内喷油量）；⑤使用高十六烷值柴油（缩短滞燃期，减少预混燃烧量）；⑥采用后喷射技术（在主喷射后喷入少量燃油，利用高温氧化碳烟）。3.结合“双碳”目标，分析未来10年汽车发动机燃料与燃烧技术的发展趋势。答案：①燃料多元化：推广低碳/零碳燃料，如生物柴油（由动植物油脂制得，碳中性）、合成燃料（e-Fuel，通过可再生能源电解水制氢，与CO2合成烃类）、液氨（含氢量高，燃烧无CO2）；②燃烧技术优化：发展低温燃烧（LTC），如汽油压燃（GCI）、柴油均质压燃（HCCI），通