Question

国产165型单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积是30cm²，活塞冲程长50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为8.0×10⁵Pa，飞轮的转速是1500r/min．
（1）图1为汽油机机的能流图，则汽油机的效率可表示为

 

（用字母）．
（2）图2汽油机中的四个冲程，请你用字母按正确的顺序排列

 

．

（3）求这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）．
（4）如果满负荷工作时每分钟消耗10g的汽油，这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（汽油的热值是4.5×10⁷J/Kg）

Answer 1

分析：（1）热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比；
（2）根据图2判断出冲程的名称，按照吸气、压缩、做功、排气的顺序进行排列；
（3）飞轮（曲轴）每转两圈对外做功一次，计算出飞轮转动1500周对外做功的次数，已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功，从而可以计算出燃气对活塞做的总功，又知道做功的时间，可利用公式P=

W

t

计算出汽油机的功率；
（4）根据Q=mq计算出10g汽油完全燃烧放出的热量，根据η=

W

Q

求出效率．

解答：解：（1）由图知，用来做有用功的能量为E₂，总能量为E，所以η=

W有用

Q放

×100%=

E2

E

×100%；
（2）由图2知，A两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；B一个气门打开，一个气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程；C两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；D一个气门打开，一个气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，所以顺序应为DACB；
（3）飞轮转1500转做功次数为

1500

2

次=750次
做一次功W=Fs=pSs=8.0×10⁵Pa×30×10^-4m²×50×10^-3m=120J
1min做的功为W=120J×750=90000J
则P=

W

t

=

90000J

60s

=1500W；
（4）汽油完全燃烧放出的热量Q_放=mq=10×10^-3kg×4.5×10⁷J/Kg=4.5×10⁵J
则η=

W

Q

×100%=

90000J

4.5×105J

×100%=20%．
答：（1）

E2

E

×100%；（2）DACB；（3）这种汽油机满负荷工作时做功的功率是1500W；（4）这种汽油机把内能转化为机械能的效率是20%．

点评：此题考查了汽油机的四个冲程、功的计算、热机效率公式的应用，还涉及到了有关热值公式及压强公式的应用，综合性较强，难度较大．