Question

【題目】小亮家有一輛轎車，爸爸在給他講車的性能時(shí)，總是說(shuō)“2.0的排量”，卻很少說(shuō)“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)所通過(guò)的“工作容積”稱為氣缸排量．如果發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)氣缸，所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量．小亮從說(shuō)明書上查到家中的轎車采用的是LFX直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，排量為2．OL；從網(wǎng)上查找到了這種轎車的輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖所示．（已知所使用汽油的熱值為4.6×107J/kg，密度為0.71×103kg/m3）

（1）根據(jù)如圖分析，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1000～5000r/min范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致成_______關(guān)系．

（2）小亮又向爸爸詢問(wèn)了一些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：一般路況下，平均車速為100km/h時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min，平均油耗為10L/lOOkm．參考圖中的數(shù)據(jù)，分析這輛汽車在這種狀態(tài)下行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率約為_____。（保留小數(shù)點(diǎn)后一位）

（3）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min時(shí)，則發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)所需要的時(shí)間為______s；設(shè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)是p0，發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V排，每個(gè)活塞的受力面積為S，活塞移動(dòng)距離為L，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n時(shí)該轎車的輸出功率P與發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V排的關(guān)系式為______：

A．np0V排/2 B．np0V排C.2np0V排D.4np0V排．

Answer 1

【答案】正比 32.6% 0.04 A

【解析】

(1)由這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出特性曲線可以看出，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為10006000r/min范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致成正比關(guān)系； (2)由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出特性曲線可知：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min時(shí)，其輸出功率約為30kW，因?yàn)?/span>P＝，所以有用功為W有＝Pt＝P＝3×104W× ＝1.08×108J，

總功為W總＝mq＝ρVq＝0.72×103kg/m3×10×103m3×4.6×107J/kg＝3.312×108J，

發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：η＝≈32.6%；

(3)在發(fā)動(dòng)機(jī)中，飛輪轉(zhuǎn)2周完成一個(gè)工作循環(huán)，所以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min時(shí)，完成1500個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)工作循環(huán)所需要的時(shí)間為t＝＝0.04s；

設(shè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)為p0,發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V排,則一個(gè)活塞的排氣量V排，

做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞的平均壓力：F＝p0S，

每個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞做的功：W0＝FL＝p0SL＝p0V排，

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n時(shí),燃?xì)鈱?duì)活塞做功的功率：P＝＝2n×p0V排＝nP0V排，所以,在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n,做功沖程汽缸平均壓強(qiáng)p0大致相同時(shí),燃?xì)鈱?duì)活塞做功的功率P與發(fā)動(dòng)機(jī)排量V排成正比。故選A.