题目内容
【题目】小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量．如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量．小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2．OL；从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．（已知所使用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.71×103kg/m3）
（1）根据如图分析，在发动机转速为1000～5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成_______关系．
（2）小亮又向爸爸询问了一些实测数据：一般路况下，平均车速为100km/h时，发动机转速为2000r/min，平均油耗为10L/lOOkm．参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率约为_____。（保留小数点后一位）
（3）当发动机转速为3000r/min时，则发动机每个工作循环所需要的时间为______s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，每个活塞的受力面积为S，活塞移动距离为L，则发动机转速为n时该轿车的输出功率P与发动机排量为V排的关系式为______：
A．np0V排/2 B．np0V排C.2np0V排D.4np0V排．
【答案】正比 32.6% 0.04 A
【解析】
(1)由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为10006000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系； (2)由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min时，其输出功率约为30kW，因为P＝
，所以有用功为W有＝Pt＝P
＝3×104W×
＝1.08×108J，
总功为W总＝mq＝ρVq＝0.72×103kg/m3×10×103m3×4.6×107J/kg＝3.312×108J，
发动机的效率：η＝
≈32.6%；
(3)在发动机中，飞轮转2周完成一个工作循环，所以发动机转速为3000r/min时，完成1500个工作循环，每个工作循环所需要的时间为t＝
＝0.04s；
设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0,发动机排量为V排,则一个活塞的排气量
V排，
做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：F＝p0S，
每个做功冲程燃气对一个活塞做的功：W0＝FL＝p0SL＝p0V排，
发动机转速为n时,燃气对活塞做功的功率：P＝＝2n×p0V排＝
nP0V排，所以,在发动机转速n,做功冲程汽缸平均压强p0大致相同时,燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比。故选A.
