Question

9．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600r/min，求：
（1）该柴油机活塞1s对外做功几次？
（2）已知这台柴油机将内能转换为机械能的效率为40%，想要获得8.4×10⁷J的机械能，需要消耗多少质量的柴油？（柴油的热值为4.2×10⁷J/Kg）

Answer 1

分析 （1）内燃机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次；
（2）利用效率公式计算柴油燃烧放出热量，再利用Q_放=mq计算燃料质量．

解答 解：（1）已知飞轮转速为3600r/min，即60r/s，而一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以该柴油机1s对外做功30次；
（2）由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$得，柴油燃烧需放出的热量：
Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{8.4×1{0}^{7}J}{40%}$=2.1×10⁸J，
由Q_放=mq得，需要柴油的质量：
m_油=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.1×1{0}^{8}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$=5kg．
答：（1）该柴油机活塞1s对外做功30次；
（2）已知这台柴油机将内能转换为机械能的效率为40%，想要获得8.4×10⁷J的机械能，需要消耗5kg柴油．

点评 此题主要考查了内燃机的四冲程中做功次数与飞轮转数之间的关系．关键要搞清一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次．