Question

圖為四缸發動機工作原理：內燃機通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過程錯開．曲軸與飛輪相連，飛輪每轉動半周，有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作．現有一臺四缸發動機，其主要技術指標如下表所示，其中排量等于四個汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積等于活塞的面積與活塞上下運動的距離（即沖程長）的乘積，轉速表示每分鐘飛輪所轉的周數．求：
（1）飛輪每轉動半周，發動機做功多少？
（2）若在做功沖程里，燃氣對活塞壓強可以看作恒壓，則壓強多大？

排量	2.0L
輸出功率	120kW
轉速	6000r/min

Answer 1

分析：（1）發動機做的功W=Pt，將功率值代入即可求解；
四缸發動機的容量是2.0L，所以每個汽缸的容量是0.5L；
解決此題要知道發動機飛輪轉動的每半周里做功一次，所以結合表格數據可知，該發動機每分鐘可以做功12000次；
（2）在做功沖程里，燃氣對活塞所做的功可表示為W=pV，式中p表示燃氣對活塞的壓強，
結合公式W=pV變形可得P=

W

V

，將功和單缸排量值代入即可得出答案；

解答：解：（1）已知輸出功率是120kW，所以每秒做功W=Pt=1.2×10⁵W×1s=1.2×10⁵J；
由表格信息可知，四缸發動機總排量是2L，所以每個汽缸的排量是0.5L；
因為發動機每分鐘可以做功12000次，而每分鐘發動機可以做功W=Pt₁=1.2×10⁵W×60s=7.2×10⁶J；
則在每個做功沖程里，發動機做功W=

7.2×106J

12000

=600J；
（2）已知單缸的排量是0.5L=0.5×10^-3m³，由公式W=pV變形可得P=

W

V

=

600J

0.5×10-3m3

=1.2×10⁶Pa；
答：（1）飛輪每轉動半周，發動機做功600J；
（2）在做功沖程里，燃氣對活塞壓強可以看作恒壓，則壓強為1.2×10⁶Pa．

點評：此類綜合性的題目，要結合內燃機的四個沖程特點，壓強公式及其做功公式，聯系幾何知識共同解答．