涡轮增压是一种利用内燃机运作产生的废气驱动空气压缩机的技术。涡轮增压器利用发动机排出废气的惯性来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮压送由管道送来的空气,使之增压进入汽缸。
汽车发动机的工作,多是靠燃料在发动机汽缸内燃烧做功,从而对外输出功率。
涡轮增压的主要原理是采用专门的压气机先将气体进行压缩,再让气体进入汽缸,这样提高了进入汽缸气体的密度。空气的密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,这样就可以增加发动机的输出功率了。
请回答下列问题:
汽油发动机
汽油发动机是以汽油作为燃料,将化学能最终转化成机械能的发动机。汽油机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便。汽油机在汽车上,特别是小型汽车上大量使用。市场上汽油机的热效率普遍在35%左右,达到40%的少之又少。现在最先进的汽油机,采用了无火花塞的HCCI,也就是均质压燃燃烧技术,压缩比达到了18:1,热效率高达50%,综合平均油耗为3.6L/100km。
汽车是现代社会一个重要工具,也是科技的化身。发动机是汽车的心脏。如图是汽车内的四缸发动机工作示意图,内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上,有一个汽缸在做功。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后,会把水注入气缸,使水瞬间变成水蒸气,产生第五冲程,为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器变成可再次注入气缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高。
(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为能,甲图中图(选填“A、B、C、D”)所示的冲程内燃机给汽车提供动力;
(2)当这台四缸四冲程汽油机的飞轮转速为6000r/min,则1s内该汽油机做功次;
(3)为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,这是通过的方式减少汽缸内能的;
(4)如乙图所示为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为;
A.
B.
C.
D.
(5)“六冲程引擎”中第五冲程相当于四冲程热机的冲程。
涡轮增压
现代柴油机具有节能、低污染的先天优势,能满足日益严格的排放法规要求,这得益于普遍采用了涡轮增压技术。
涡轮增压是一种利用内燃机运作产生的废气驱动空气压缩机的技术,大致原理如题21图所示:发动机排出的高温废气冲击涡轮运转,带动同轴的叶轮高速转动,叶轮将空气压缩后推进到气缸中。由于压缩后的空气密度增大,氧含量也增加,可以燃烧更多的燃料,让车子更有劲。一辆汽车装上涡轮增压器后,其最大功率和未装的时候相比可以增加40%甚至更高,从另一方面看,就是增加了燃油的经济性和降低废气的排放。
(1)图中的发动机处在冲程;
(2)废气推动涡轮转动的过程中,内能转化成能,废气内能(选填“增大”、“减少”或“不变”);
(3)安装了涡轮增压器的发动机和传统发动机相比,由于相同时间燃烧更多的燃料,因此具有更高的,由于它能够利用废气的能量,所以具有更高的(以上两空均选填“功率”或“热机效率”)。