Question

【题目】请阅读《四缸汽油机》回答题。

四缸汽油机

通常汽车发动机依靠燃料在汽油机汽缸内燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功，从而对外输出有用功。汽缸是汽油机的核心部件，活塞在汽缸内往复运动，吸气、压缩、做功和排气四个冲程不断循环进行，活塞往复运动过程中，其在汽缸内所封闭空间的体积会不断发生变化。汽缸工作容积指活塞上表面从上止点到下止点所扫过的容积，该容积又称单缸排量，如图所示，它的大小取决于活塞的横截面积S和活塞从上止点运动到下止点距离l（即冲程长）。排量通常用升（L）或毫升（mL）来度量。

一般来讲，汽车的排量可以反映发动机（汽油机）输出功率的大小，所以增加汽缸数量或者增加每个汽缸的单缸排量可以提高发动机的输出功率。因而实际的汽车发动机都有多个汽缸，比如常见的四缸、六缸和八缸发动机。多缸发动机中每个汽缸的排量都相同，每个汽缸的排量之和就是汽车发动机的排量，常见的家用小客车发动机的排量一般为0.8L~2.8L。

如图所示为四缸发动机结构原理图：发动机通过连杆把四个汽缸的活塞连在同一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程的时间相互错开，在曲轴转动的每半周内，都有一个汽缸处在做功冲程，其他三个汽缸分别处在吸气、压缩和排气冲程。这样既能保证发动机有足够的输出功率，还能让发动机的动力连续平稳输出，减小发动机工作时带来的振动，从而提高乘坐汽车的舒适性。

此外，对于排量已经固定的发动机，也可以通过增加发动机的转动速度，即增加活塞的往复运动速度，以便在相同时间内增加汽缸的做功次数，从而提高发动机的输出功率。以一辆采用四缸汽油发动机的家用小客车为例，其发动机的排量为2.0L（即该发动机中四个汽缸工作容积的总和），发动机的转速表示每分钟曲轴所转的周数，用n表示，其单位为r/min（转每分钟）。通过测量得到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示，可见在允许范围内，发动机转速增加时，输出功率也增加了。

根据上述材料，回答下列问题：

（1）该家用小客车发动机的单缸排量（工作容积）V=_______L。

（2）由如图可知，该家用小客车发动机转速在1000～4000r/min范围内，其输出功率与转速大致成______比。（选填“正”或“反”）

（3）该家用小客车发动机的曲轴每转动一周，其四缸发动机的汽缸会有______个做功冲程，在做功冲程中将________能转化成了机械能。

Answer 1

【答案】0.5 正 2 内

【解析】

（1）从材料中得到小客车发动机的排量，求出发动机的单缸排量；
（2）由这台发动机输出特性曲线可以得出发动机转速为1000--4000r/min范围内输出功率与转速的大致关系；
（3）在曲轴转动的每半周内，都有一个汽缸处在做功冲程，分析做功冲程的能量转化情况。

（1）小客车发动机的排量为2.0L，即该发动机中四个汽缸工作容积的总和为2.0L，则单缸排量为；

（2）（2）由这种轿车的输出功率与转速的关系图象可以看出：在发动机转速为1000～4000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比；

（3）发动机在曲轴转动的每半周内，都有一个汽缸处在做功冲程，其他三个汽缸分别处在吸气、压缩和排气冲程，则发动机的曲轴每转动一周有两个做功冲程；在做功冲程中，燃料燃烧产生的内能转化为机械能。