题目
某4冲程汽油机有4个缸，每缸的工作容积为0.4(L)，在试验台架上测得节气门全开时：发动机转速n_(a)=5400(r/min)，有效转矩T_(e)=240(N)cdot(m)，平均指示压力p_({m)}=2.2(MPa)，在该工况时每小时耗油量B=36([kg/h])。请计算以下参数（注意：计算结果需标明单位，计算结果保留两位小数）：(1)发动机的指示功率P_(i)和有效功率P_(e)；(2)发动机的机械效率eta_({m)}；(3)发动机在标定功率工况时升功率P_(t)；(4)发动机该工况下的有效燃料消耗率b_({e)}；
某4冲程汽油机有4个缸，每缸的工作容积为$0.4\text{L}$，在试验台架上测得节气门全开时：发动机转速$n_{a}=5400\text{r/min}$，有效转矩$T_{e}=240\text{N}\cdot\text{m}$，平均指示压力$p_{\text{m}}=2.2\text{MPa}$，在该工况时每小时耗油量$B=36\text{[kg/h]}$。 请计算以下参数（注意：计算结果需标明单位，计算结果保留两位小数）： (1)发动机的指示功率$P_{i}$和有效功率$P_{e}$； (2)发动机的机械效率$\eta_{\text{m}}$； (3)发动机在标定功率工况时升功率$P_{t}$； (4)发动机该工况下的有效燃料消耗率$b_{\text{e}}$；
题目解答
答案
1. 根据公式 $ P_e = \frac{2\pi n_e T_e}{60} $，得：
\[
P_e = \frac{2\pi \times 5400 \times 240}{60} \approx 135.72\,\text{kW}
\]
指示功率：
\[
P_i = \frac{p_m V_L n_e}{60 \times 10^3 \times 2} = \frac{2.2 \times 10^6 \times 1.6 \times 10^{-3} \times 5400}{120 \times 10^3} = 158.4\,\text{kW}
\]
2. 机械效率：
\[
\eta_m = \frac{P_e}{P_i} = \frac{135.72}{158.4} \approx 85.7\%
\]
3. 升功率：
\[
P_L = \frac{P_e}{V_L} = \frac{135.72}{1.6} \approx 84.83\,\text{kW/L}
\]
4. 有效燃料消耗率：
\[
b_e = \frac{B}{P_e} \times 3600 = \frac{36}{135.72} \approx 0.265\,\text{kg/kWh} = 265\,\text{g/kWh}
\]
最终结果：
1. $ P_i = 158.4\,\text{kW} $，$ P_e = 135.72\,\text{kW} $。
2. $ \eta_m \approx 85.7\% $。
3. $ P_L \approx 84.83\,\text{kW/L} $。
4. $ b_e \approx 265\,\text{g/kWh} $。