Question

【題目】請閱讀《四缸汽油機》回答題。

四缸汽油機

通常汽車發(fā)動機依靠燃料在汽油機汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動活塞做功，從而對外輸出有用功。汽缸是汽油機的核心部件，活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動，吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程不斷循環(huán)進行，活塞往復(fù)運動過程中，其在汽缸內(nèi)所封閉空間的體積會不斷發(fā)生變化。汽缸工作容積指活塞上表面從上止點到下止點所掃過的容積，該容積又稱單缸排量，如圖所示，它的大小取決于活塞的橫截面積S和活塞從上止點運動到下止點距離l（即沖程長）。排量通常用升（L）或毫升（mL）來度量。

一般來講，汽車的排量可以反映發(fā)動機（汽油機）輸出功率的大小，所以增加汽缸數(shù)量或者增加每個汽缸的單缸排量可以提高發(fā)動機的輸出功率。因而實際的汽車發(fā)動機都有多個汽缸，比如常見的四缸、六缸和八缸發(fā)動機。多缸發(fā)動機中每個汽缸的排量都相同，每個汽缸的排量之和就是汽車發(fā)動機的排量，常見的家用小客車發(fā)動機的排量一般為0.8L~2.8L。

如圖所示為四缸發(fā)動機結(jié)構(gòu)原理圖：發(fā)動機通過連桿把四個汽缸的活塞連在同一根曲軸上，并使各汽缸的做功沖程的時間相互錯開，在曲軸轉(zhuǎn)動的每半周內(nèi)，都有一個汽缸處在做功沖程，其他三個汽缸分別處在吸氣、壓縮和排氣沖程。這樣既能保證發(fā)動機有足夠的輸出功率，還能讓發(fā)動機的動力連續(xù)平穩(wěn)輸出，減小發(fā)動機工作時帶來的振動，從而提高乘坐汽車的舒適性。

此外，對于排量已經(jīng)固定的發(fā)動機，也可以通過增加發(fā)動機的轉(zhuǎn)動速度，即增加活塞的往復(fù)運動速度，以便在相同時間內(nèi)增加汽缸的做功次數(shù)，從而提高發(fā)動機的輸出功率。以一輛采用四缸汽油發(fā)動機的家用小客車為例，其發(fā)動機的排量為2.0L（即該發(fā)動機中四個汽缸工作容積的總和），發(fā)動機的轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸所轉(zhuǎn)的周數(shù)，用n表示，其單位為r/min（轉(zhuǎn)每分鐘）。通過測量得到了這種轎車的輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖所示，可見在允許范圍內(nèi)，發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加時，輸出功率也增加了。

根據(jù)上述材料，回答下列問題：

（1）該家用小客車發(fā)動機的單缸排量（工作容積）V=_______L。

（2）由如圖可知，該家用小客車發(fā)動機轉(zhuǎn)速在1000～4000r/min范圍內(nèi)，其輸出功率與轉(zhuǎn)速大致成______比。（選填“正”或“反”）

（3）該家用小客車發(fā)動機的曲軸每轉(zhuǎn)動一周，其四缸發(fā)動機的汽缸會有______個做功沖程，在做功沖程中將________能轉(zhuǎn)化成了機械能。

Answer 1

【答案】0.5 正 2 內(nèi)

【解析】

（1）從材料中得到小客車發(fā)動機的排量，求出發(fā)動機的單缸排量；
（2）由這臺發(fā)動機輸出特性曲線可以得出發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1000--4000r/min范圍內(nèi)輸出功率與轉(zhuǎn)速的大致關(guān)系；
（3）在曲軸轉(zhuǎn)動的每半周內(nèi)，都有一個汽缸處在做功沖程，分析做功沖程的能量轉(zhuǎn)化情況。

（1）小客車發(fā)動機的排量為2.0L，即該發(fā)動機中四個汽缸工作容積的總和為2.0L，則單缸排量為；

（2）（2）由這種轎車的輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖象可以看出：在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1000～4000r/min范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致成正比；

（3）發(fā)動機在曲軸轉(zhuǎn)動的每半周內(nèi)，都有一個汽缸處在做功沖程，其他三個汽缸分別處在吸氣、壓縮和排氣沖程，則發(fā)動機的曲軸每轉(zhuǎn)動一周有兩個做功沖程；在做功沖程中，燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。