Question

發動機是汽車的核心部件，現代汽車主要分汽油與柴油兩類發動機，其中汽油發動機提供動力的是內燃機的氣缸．某臺以汽油為燃料的汽車，發動機內有四個氣缸，其相關數據如表所示：

1min內完成的工作循環	2600次	93號汽油	氣缸內汽油和空氣的混合密度	1.35Kg/m3
排氣量	1.8L		汽油熱值	4.6×107（J/Kg）
發動機最大功率	75KW		空燃比	14：1

（1）內燃機一個工作循環包括四個沖程，一個氣缸正常工作四個沖程的先后順序是

 

（對甲、乙、丙、丁重新排序），

 

圖所示沖程中內燃機給汽車提供動力；
（2）汽車的排氣量是指發動機氣缸的總工作容積．空燃比指汽缸內空氣和燃油的質量比，當汽車以l00Km/h的速度勻速行駛時，發動機的輸出功率最大，根據表中數據可求得此時汽車發動機的效率為

 

%．（計算結果保留一位小數）．

Answer 1

分析：（2）內燃機的四個沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣沖程，同時需要掌握內燃機四沖程的特點；
（3）根據m=ρV算出燃氣的質量，然后根據空燃比算出汽油的質量；發動機的效率是有用功跟汽油燃燒釋放熱量的比值．

解答：解：（1）甲中的兩個氣閥都關閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，是第二沖程；
乙中的一個氣閥打開，活塞向下運動，所以為吸氣沖程，是第一沖程；
丙中的一個氣閥打開，活塞向上運動，所以為排氣沖程，是第四沖程；
丁中的兩個氣閥都關閉，活塞下運動，所以為做功沖程，是第三沖程；
故排序為：乙甲丁丙．其中做功沖程內燃機給汽車提供動力．
（2）汽車以100km/h速度勻速運動時，1min中內做的有用功：W=Pt=75000W×60s=4.5×10⁶J；
做一次功燃氣的質量：m_燃氣=ρv=1.35kg/m³×1.8×10^-3m³=2.43×10^-3kg，
因為空燃比是14：1，所以做一次功消耗的汽油質量：m_汽油=2.43×10^-3kg×

1

15

=1.62×10^-4kg，
1min內汽油燃燒釋放的熱量：Q=m_汽油q=1.62×10^-4kg×4.6×10⁷J/kg×2600=1.93752×10⁷J，
發動機的效率：η=

W

Q

×100%=

4.5×106J

1.93752×107J

×100%≈23.2%．
故答案為：（1）乙甲丁丙、丁；（2）23.2%．

點評：本題考查熱機的工作循環、效率的計算，考查面比較廣，關鍵是公式及其變形的應用，最容易出錯的是物理量的單位和單位的換算．