工技大汽车发动机原理试卷1112参考答案精品

《汽车发动机原理（一）》课程试卷参考答案

试卷A

一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。）

1、A

2、C

3、D

4、A

5、B

6、C

7、A

8、D

9、B 10、C

11、D 12、B 13、C 14、B 15、D 16、A 17、A 18、C 19、D 20、B

二、判断辨析题（本题共5小题，每小题2分，共10分。）

1、[ √] 理由：这是理论分析结果。

2、[ ×] 改正：表面点火现象与电火花点火无关。

3、[ ×] 改正：压缩比高是柴油机热效率高的原因之一。

4、[ ×] 改正：发动机的摩擦功率与进气系统的流动阻力无关。

5、[ √] 理由：负荷是笼统概念，可以用多个参数表示，如功率、转矩和油门位置等。

三、填空题（本题共11小题，共20个空，每空1分，共20分。）

1、自由；强制。

2、动力性；经济性。

3、辛烷值；馏程（或饱和蒸汽压等）。

4、挤流（逆挤流）；紊流。

5、油束射程（贯穿度）；喷雾锥角（或油束锥角、喷射锥角）。

6、水力测功器；电涡流测功器。（回答其他类型测功器，如摩擦式测功器和电力测功器也可）

7、循环间燃烧变动；气缸间燃烧差异。

8、直接喷射式燃烧室（统一室燃烧室）；间接喷射式燃烧室（分隔室燃烧室或非直喷式燃烧室）。（回答分隔室燃烧室具体类型也可）

9、指示功。

10、空间雾化；油膜蒸发。

11、量调节。

四、名词解释（本题共5小题，每小题2分，共10分。）

1、火焰速度 —— 火焰锋面相对于未燃烧的混合气移动的速度。

2、有效燃油消耗率 —— 单位时间内消耗的燃油量与所发出有效功率的比值。

3、充量系数 —— 实际充入气缸的空气质量与进气状态下充满气缸工作容积的空气质量的比值。

4、负荷特性 —— 发动机转速不变时，性能指标随负荷（或有效功率、扭矩等）变化的关系。

5、柴油凝点 —— 在低温情况下，柴油开始失去流动性的温度称为柴油凝点。

五、简答题（本题共4小题，每小题5分，共20分。）

1、本题附图所示是汽油机示功图。请在图上标出汽油

机正常燃烧过程各阶段的名称，并说明各阶段的起始点。

答：

①着火延迟期（Ⅰ阶段） —— 从点火到压力线脱

离压缩线所经历的时间或曲轴转角。②明显燃烧期（Ⅱ阶

段）——从压力线脱离压缩线到出现最高燃烧压力所经历

的时间或曲轴转角。③后燃期（Ⅲ阶段）——出现最高燃

烧压力以后的燃烧对应的时间或曲轴转角。

每个要点1分，图正确给2分。

2、请讨论发动机转速对机械效率的影响。

答：

发动机负荷一定时，随着发动机转速升高，机械效率下降（1分）。因为转速升高，①摩擦副相对速度增加，摩擦阻力加大；②运动件惯性力加大，活塞侧压力及轴承负荷上升，摩擦阻力加大；③泵气损失加大；④驱动附件的功率加大。

说明任意3要点给4分；说明2个要点，给3分；只说明1个要点，给2分。

3、为什么存在最佳排气提前角？

答：

排气提前角是指排气门提前开启至活塞到达下止点所经历的曲轴转角（2分）。因为如排气提前角过大，则自由排气损失增大（1分）；而排气提前角过小，又导致强制排气损失增大（1分）。因此存在使自由排气损失和强制排气损失之和排气损失最小的排气提前角即最佳排气提前角（1分）。

4、进行发动机实际循环和理论循环的比较有何意义？

答：

发动机理论循环是实际循环进行抽象和理想化的结果，突出了实际循环的本质，是实际循环完善程度的标尺（2分）。因此，比较发动机的实际循环和理论循环，可以找出影响实际循环中存在的不足和影响循环能量转换效率的因素，为改进和提高发动机性能指出可能的途径（3分）。 六、分析计算题（本题共4小题，每小题5分，共20分。）

第五题1小题答案图

1、题附图为某柴油机的负荷特性。请根据图中曲线，对试验结果进行解释。

答：

从图中可看出：

（1）柴油机燃油消耗量B 单纯随负荷率增大而

增加；而燃油消耗率b e 则随负荷率增大由高逐步下

降，在负荷率处于中等偏高的70~80%之间达到某一

最小值，然后又再次上升。

（2）排气温度t r 的趋势与b e 相反，先随负荷率

增大由低逐步上升，在负荷率处于中等偏高的

70~80%之间达到某一最大值，然后又再次下降。

因此，在中等负荷时该柴油机有较好的经济性。

（说明2个现象和结论，给5分；说明1个现象

和结论或说明2个现象，给3分；只说明1个原因或

只有结论，给2分）。

2、试分析柴油机不正常喷射的原因，并讨论可能的改进措施。

答：

柴油机不正常喷射有多次喷油、断续喷油、滴油、隔次喷油等现象。 （1分）

原因是柴油机依靠高压喷射雾化形成混合气，在高压作用下，喷射系统的管路会产生弹性形变；燃油会表现出可压缩性；喷射系统的压力会有波动。 （2分）

改进的主要措施包括：①选择适当的喷射压力；②提高喷射系统的刚度；③减小喷射系统管路的容积与长度；④使喷油压力稳定；⑤采用电子控制技术；⑥改变喷油系统，如高压共轨系统、直接控制喷油器的喷油过程等。 （2分）

3、简述机械损失的组成，并分析影响机械损失的因素。

答：

发动机曲轴输出的功或功率小于其气缸内气体膨胀所作出的功或功率，两者之差称为发动机的机械损失。机械损失包括：摩擦损失、附件驱动损失、泵气损失等（1分）。可用机械损失功、机械损失功率、平均机械损失压力和机械效率大小来衡量机械损失（1分）。

因此，凡是导致摩擦损失、附件驱动损失、泵气损失等的因素都直接影响机械损失（1分）。对摩擦损失，有发动机结构、制造质量、配合间隙等（1分）；附件驱动损失与附件数量与消耗功大小有关，在发动机本身则与配气机构所消耗的功直接相关（1分）；泵气损失于换气过程的完善程度有关，主要是进、排气系统的阻力和配气相位以及进、排气系统附件的流动阻力（1分）。

4、某柴油机的外特性指示，在标定转速n ＝ 3000 r/min 时，柴油机的有效燃油消耗率b e ＝ 285.6 g/（kW·h ）。若该柴油机标定的有效功率P e 为90 kW ，求该柴油机在标定工况的转矩，和每小时燃料消耗量B 。

第六题1小题图

答：

因为 )(9550kW n T P eq e ?=

（1分）

所以 )

m ( 286.5 300090

95509550?=?=?=N n P T e

eq （1分）

因为 1000?=e

e P B

b

（1分） 所以

) ( 25.7 100090

6.2851000kg/h P b B e

e =?==

（

1分）

注：单位计1分。此外，若学生答出有效燃料消耗率的定义，也酌情给1分。

《汽车发动机原理（一）》课程试卷参考答案

2011 ～ 2012 学年第 二 学期

试卷B

一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。）

1、C

2、A

3、B

4、B

5、D

6、C

7、A

8、D

9、B 10、D

11、A 12、C 13、D 14、B 15、A 16、C 17、D 18、B 19、C 20、A

二、判断辨析题（本题共5小题，每小题2分，共10分。）

1、[ √] 理由：这是定义。

2、[ √] 理由：柴油机不正常喷射包括喷油定时不正常。

3、[ ×] 改正：多火花塞点火可以提高汽油机燃烧速度（或防止爆震）。

4、[ ×] 改正：减小发动机进气损失可减少发动机的机械损失功率。

5、[ ×] 改正：用倒拖法做发动机机械效率试验时，发动机的冷却液温度应该与正常

工作时相同。

三、填空题（本题共11小题，共20个空，每空1分，共20分。）

1、进气过程；排气过程。

2、有效指标；转速（平均有效压力、机械效率等均可）。

3、凝点；馏程（或饱和蒸汽压等）。

4、涡流；滚流。

5、喷雾锥角（或油束锥角、喷射锥角）；油束最大宽度（或油束直径）。

6、模拟发动机各种实际使用工况的负荷；吸收发动机发出的功率。

7、不正常喷射；二次以及多次喷射。

8、半球形燃烧室；蓬形燃烧室。（回答任意两种未在题目中出现的燃烧室即可）

9、展开示功图。

10、化油器；喷油器（答汽油喷射式也可）。

11、质调节。

四、名词解释（本题共5小题，每小题2分，共10分。）

1、燃烧速度——单位时间内所燃烧的混合气质量。

2、平均有效压力——发动机单位气缸工作容积所做有效功即平均有效压力。

3、速度特性——发动机保持负荷不变（对汽油机，保持节气门开度不变；对柴油机，保持油量

调节机构位置不变）时，发动机性能随转速变化的关系。

4、气门重叠——在四冲程发动机换气过程中，由于进气门早开和排气门晚关，存在进气门和排

气门同时开启的现象，称为气门重叠。

5、辛烷值——表示汽油抗爆性的指标，用相同爆震燃烧强度时，标准燃料中异辛烷所占的容积

百分比表示。

五、简答题（本题共4小题，每小题5分，共20分。）

1、本题附图所示是柴油机示功图。请在图上标出柴油机正常燃烧过程各阶段的名称，

并说明各阶段的起始点。

答：

①着火延迟期（Ⅰ阶段）——从喷油到压力线脱

离压缩线所经历的时间或曲轴转角。②快速燃烧期（Ⅱ

阶段）——从压力线脱离压缩线到出现最高燃烧压力所

经历的时间或曲轴转角。③缓燃期（Ⅲ阶段）——从最

高燃烧压力到出现最高燃烧温度所占用的时间或曲轴转

角。④后燃期（Ⅳ阶段）——出现最高燃烧温度出现以

后的燃烧占用的时间或曲轴转角。

任意3个要点给3分，图正确给2分。

2、请讨论发动机负荷对机械效率的影响。

答：

发动机负荷对机械损失功率的影响不大。当发动机转速一定时，随着发动机负荷升高，机械效率上升。因为随着发动机负荷增加，发动机的指示功率和有效功率都增加，平均指示压力上升。在转速不变条件下，平均机械损失压力基本保持不变，即使机械损失有所上升，但比例下降。因此发动机负荷增加使机械效率提高。

说明任意3要点给4分；说明2个要点，给3分；只说明1个要点，给2分。

3、为什么存在最佳进气迟闭角？

答：

进气迟闭角是指活塞到达下止点至进气门迟后关闭所经历的曲轴转角（2分）。因为如进气迟闭角过大，易出现废气倒流并使已经进入气缸的充量被活塞推出（1分）；而进气迟闭角过小，则不能充分利用气流惯性（1分），所以存在一个使进气量最多的最佳进气迟闭角（1分）。

4、试述混合气浓度对汽油机燃烧的影响。

答：

功率混合气的燃烧速度快，能发出的功率大，但爆燃倾向大，CO、HC排放多（2分）；经济混合气的空气富裕，燃烧比较充分，油耗低，但NO X排放多（2分）；混合气过稀或过浓时，燃料或者不能

第五题1小题答案图

完全燃烧，经济性差，发动机工作不稳定，也可能出现不能着火燃烧的现象（1分）。

六、分析计算题（本题共4小题，每小题5分，共20分。）

1、题附图为某汽油机的速度特性。请根据图中曲线，对试验结果进行解释。

答：

从图中可看出：

（1）汽油机燃油消耗量B 大致随转速升高而直线增加；

而随转速升高，燃油消耗率b e 则先是出现一个极大值，然后

由高逐步下降，在处于中等转速的2200 r/min 时达到某一最

小值，然后又再次上升，在高转速则急剧增加。

（2）转矩T eq 随转速升高由低逐步上升，在中等转速约

3000 r/min 时达到某一最大值，然后又再次随转速升高而下

降，并有两个峰值。

（3）功率基本上随转速升高而直线增加。

因此，在中等偏低转速时该汽油机有较好的经济性，在

中等转速下有较大的转矩。

说明2个现象和结论，给5分；说明1个现象和结论或说

明2个现象，给3分；只说明1个原因或只有结论，给2分。

2、请说明汽油机不规则燃烧的原因和改进措施。

答：

汽油机不规则燃烧指每一气缸的燃烧在循环间有变动和发动机各个气缸的燃烧有差异。 （1分） 产生循环的燃烧变动的主要原因是：不同的循环中，火花塞附近混合气的浓度、气流的紊流状态发生变化，导致火焰中心的形成时刻和活性粒子数量不同，于是有效燃烧时间变动。 （1分）

产生各缸燃烧差异的主要原因包括：各缸的进气数量、混合气浓度、混合气均匀程度、气流运动状态以及各缸火花塞点火能量等不同。 （1分）

改进循环燃烧变动的主要措施包括：①提高混合气品质，主要是控制空燃比和提高混合气均匀程度；②尽量减少残余废气；③加强气流的紊流强度；④加大点火能量；⑤控制点火时刻；⑥尽量缩短火焰传播距离。 （1分）

改进各缸燃烧差异的主要措施在于，尽量减少各缸的进、排气过程的差异，减少各缸流动状态的不均衡程度。此外，加大火花塞点火能量也有助于缩小各缸燃烧差异。 （1分）

3、为什么说提高充量系数对改善发动机高速大负荷时的经济性和动力性有意义？提高充量系数对换气损失有何影响？

答：

在相同的过量空气系数和燃烧情况下，发动机所能发出的功率取决于气缸中的进气量，

故充气效率

第六题1小题图

在高速大负荷工况时，对发动机性能的影响大。 （1分）

因此，提高充气效率，发动机可吸进更多的新鲜充量。在相同的过量空气系数时，发动机可以多供油，发出较大功率；在同样供油量时，燃烧条件改善，空气充足，燃烧可能更充分。 （2分）

提高充气效率对换气损失有一定影响。一般来说，减少进、排气系统阻力的措施对减少换气损失和提高充气效率都有利；但在选择配气定时方面，高速大负荷工况需要较大的排气提前角和进气迟闭角，使得提前排气损失增加。 （2分）

4、某型汽油机的排量为1.4L ，标定功率P e ＝ 64 kW ，转速为n ＝ 6000 r/min ，在标定功率工况时每小时耗油量B =38 [kg/h]，求该发动机在标定功率工况时升功率P L 和有效燃料消耗率b e 。

答：

因为

排量

V P P e L =

（1分） 所以 ）（排量L kW V Pe P L /7.454.164===

（1分）

因为 1000?=

e

e P B b （1分） 所以 ) ( 593.8 1000 64381000h g/kW P B b e e ?=?=?= （1分）

注：单位计1分。

《汽车发动机原理（一）》课程试卷参考答案

2011 ～ 2012 学年第 二 学期

试卷C

一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。）

1、D

2、A

3、B

4、B

5、D

6、C

7、A

8、C

9、B 10、C

11、D 12、A 13、C 14、D 15、A 16、B 17、D 18、C 19、A 20、B

二、判断辨析题（本题共5小题，每小题2分，共10分。）

1、[ √] 理由：根据定义。

2、[ ×] 改正：汽油机不正常燃烧主要是爆震和表面点火。

3、[ √] 理由：提高汽油机转速可以增加做功次数。

4、[ √] 理由：低速小负荷时，发动机换气损失在其指示功率中所占比例大，减小换气

损失有利于提高发动机经济性和动力性。

5、[ ×] 改正：单缸发动机的机械效率试验不能采用灭缸法。

三、填空题（本题共11小题，共20个空，每空1分，共20分。）

1、进气迟闭角；排气提前角。

2、有效指标；指示指标。

3、辛烷值；凝点。

4、空气（气流）运动；混合气。

5、油滴平均直径（或沙特直径）；均匀度（或其他代表指标）。

6、热能；发动机功率。

7、爆震（爆燃）；表面点火（答早燃、后燃等也可）。

8、涡流室燃烧室；预燃室燃烧室。

9、工质（气体）。

10、燃料颗粒细化；雾化。

11、质调节。

四、名词解释（本题共5小题，每小题2分，共10分。）

1、有效指标——表示发动机整机性能的指标，以曲轴输出的功率为基础。

2、发动机特性——发动机整机性能指标随工况或调整参数变化的关系。

3、换气损失——发动机理论循环与实际循环在换气过程中的有用功之差。

4、喷油延迟 —— 喷油泵开始供油到喷油嘴开始喷油之间的时间滞后，称为喷油延迟。

5、馏程 —— 表示燃油蒸发性的指标，用某一温度下所蒸发的燃油质量的比例表示。

五、简答题（本题共4小题，每小题5分，共20分。）

1、本题附图所示是什么理论循环？请在图中标出

c-z ’、z ’-z 、z-b 、b-a 、a-c 阶段的名称，并说明各阶

段的特点。

答：

①压缩过程 —— 气缸容积减小，压力和温度上

升，是绝热过程；②定容加热过程 —— 因为加热在容

积不变的条件下进行，因此热量直接使压力增加，但不

对外做功；③定压加热过程 —— 加热在压力不变的条

件下进行，热量保持压力不变，同时对外做功；④压缩

过程 —— 气缸容积增大，压力和温度下降，是绝热过

程；⑤定容放热过程 ——放热在容积不变的条件下进

行，热量直接使压力下降。

说明循环类型给1分，1个要点给1分，最多2分，图正确给2分。

2、汽油机燃烧室设计的技术原则是什么？

答：

设计汽油机燃烧室基本原则是结构紧凑，面容比小，可减少散热损失；充气效率高，可提高升功率；组织适当气流运动，帮助混合气形成和火焰传播距离尽可能短，防止出现爆震

说明任意3要点给4分；说明2个要点，给3分；只说明1个要点，给2分。

3、柴油机混合气形成有哪些特点？

答：

柴油不容易蒸发。针对这个特点，在柴油机的混合气形成时，采取了在气缸内高压喷射雾化的方式（1分），从而使柴油机混合气形成有如下特点：混合气形成时间短（1分）；混合气分布不均匀（1分）；空气充足，超过理论上完全燃烧的需要（1分）；组织空气运动，帮助混合气形成（1分）。

4、什么是换气损失？利用所给换气过程的示功图，说明换气损失的组成，并在图中标示出来。

第五题1小题答案图

答：

换气损失是发动机实际循环与理论循环之间比较

得出的功损失，包括排气损失和进气损失两个部分（1

分）。

排气损失又由强制排气损失和提前排气损失组成。

提前排气损失为图中用W 表示的部分图形的面积所代

表的功（1

分）；强制排气损失为图中r-r′-g –f –r 部分图

形的面积所代表的功，用X 表示（1分）；进气损失为

图中r′-a-g –r′部分图形的面积所代表的功，用Y 表示（1

分）。换气损失W ch 为

W ch ＝ X + Y + W （1分）

注：在图中标注也可。

六、分析计算题（本题共4小题，每小题5分，共20分。）

1、题附图为某发动机进行充气效率试验的结果。请根据图中曲线，对试验结果进行解释。

答：

从图中可看出：

（1）进气门迟闭角一定，ηv 随转速变化，在某一转

速时，ηv 取得最大值。这说明，在该转速下，这个进气门

迟闭角与其他影响ηv 的因素得到较好的匹配，可较好地

利用气流惯性。

（2）不同的进气门迟闭角，ηv 最大值对应的转速不

同，所能获得的最大有效功率P e 也不同。进气门迟闭角

加大，ηv 最大值对应的转速提高。因为转速升高，气流惯

性增大，需要较大的进气门迟闭角。

因此，高转速需要较大的进气门迟闭角，有利于提高

功率，但低速时扭矩变小；低转速时需要较小的进气门迟

闭角，可增大这种工况下的扭矩，但高转速的功率减少。

说明2个现象和结论，给5分；说明1个现象和结论或说明2个现象，给3分；只说明1个原因或只有结论，给2分。

2、爆震燃烧产生的原因是什么？如何防止爆震？出现爆震如何控制？

答：

汽油机爆震燃烧的根本原因是远端混合气自燃。汽油机燃烧过程中，当火花点火，火焰开始传播后，远端混合气受到已燃气体的热辐射和压缩，可能在火焰锋面尚未传播到就发生自燃，出现爆震（1分）。

爆震燃烧的动力学原因是火焰传播时间t 1大于远端混合气自燃的化学准备时间t 2。火焰传播时间取决于火焰传播距离和火焰传播速度，化学准备时间与混合气浓度、温度以及压力有关。因此一切使火焰传播距离减小，使火焰传播速度加快，以及抑制末端气体自行燃烧的因素，都有利于减小爆震。燃烧室

第五题4小题答案图

第六题1小题图

结构、火花塞位置、气流组织、汽油品质、空燃比和点火提前角控制等都有影响（2分）。

防止爆震的主要措施有：推迟点火提前角、改善远端混合气的冷却条件、降低压缩比、合理布置火花塞位置，改进燃烧室结构等（1分）。

控制爆震角度的主要措施是采用电子控制技术，实时监测发动机是否出现爆震。出现爆震，则推迟点火提前角（1分）。

3、为完善柴油机换气过程，可从哪些方面采取措施？

答：

影响柴油机换气过程完善程度有两个方面的因素：进、排气系统的流动阻力和配气定时（1分）。 可从以下方面采取措施完善柴油机换气过程：①减小进、排气系统阻力，主要措施有：增加气门流通能力，包括增加气门数量、提高气门时面值和加大气门升程等；改善气门头部形状、改进气门口处过渡形状、降低进气流动速度等降低气门处流动阻力系数；减小进、排气管路流动阻力，如保证进、排气管路流通截面、减小管路长度、避免截面突变和转弯、采用可变进、排气管路等；减小附件如空气滤清器、消音器、排气净化装置等的流动阻力（2分）。②合理选择配气定时，主要措施有：优化配气定时；采取可变配气定时技术（1分）。③采用增压技术，如废气涡轮增压技术和脉冲增压技术等（1分）。④利用进、排气系统的动态效应（1分）。

4、某柴油机在转速为n ＝ 3000 r /min ，有效功率P e ＝ 120 kW 时，测得消耗100 g 燃油需用时间为10.5 s ，求：燃料消耗量B 和有效燃料消耗率b e 。

) ( 34.27 ) ( 9.52 5.10100kg/h g/s m B ===??=

τ （2分） 1000?=e

e P B b （1分） [])(/6.285100012027.34h kW g ?=?= （2分）

注：单位计1分。此外，若学生答出燃油消耗量和有效燃料消耗率的定义，也酌情给1分。