Question

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

（1）根據如圖分析，在發動機轉速為1000～5000r/min范圍內，它的輸出功率與轉速大致成_______關系．

（2）小亮又向爸爸詢問了一些實測數據：一般路況下，平均車速為100km/h時，發動機轉速為2000r/min，平均油耗為10L/lOOkm．參考圖中的數據，分析這輛汽車在這種狀態下行駛時，發動機的效率約為_____。（保留小數點后一位）

（3）當發動機轉速為3000r/min時，則發動機每個工作循環所需要的時間為______s；設做功沖程燃氣對活塞的平均壓強是p0，發動機排量為V排，每個活塞的受力面積為S，活塞移動距離為L，則發動機轉速為n時該轎車的輸出功率P與發動機排量為V排的關系式為______：

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)由這臺發動機輸出特性曲線可以看出，在發動機轉速為10006000r/min范圍內，它的輸出功率與轉速大致成正比關系； (2)由發動機輸出特性曲線可知：發動機轉速為2000r/min時，其輸出功率約為30kW，因為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，

發動機的效率：η＝≈32.6%；

(3)在發動機中，飛輪轉2周完成一個工作循環，所以發動機轉速為3000r/min時，完成1500個工作循環，每個工作循環所需要的時間為t＝＝0.04s；

設做功沖程燃氣對活塞的平均壓強為p0,發動機排量為V排,則一個活塞的排氣量V排，

做功沖程燃氣對一個活塞的平均壓力：F＝p0S，

每個做功沖程燃氣對一個活塞做的功：W0＝FL＝p0SL＝p0V排，

發動機轉速為n時,燃氣對活塞做功的功率：P＝＝2n×p0V排＝nP0V排，所以,在發動機轉速n,做功沖程汽缸平均壓強p0大致相同時,燃氣對活塞做功的功率P與發動機排量V排成正比。故選A.