Question

图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开．曲轴与飞轮相连，飞轮每转动半周，有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．现有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示，其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积等于活塞的面积与活塞上下运动的距离（即冲程长）的乘积，转速表示每分钟飞轮所转的周数．求：
（1）飞轮每转动半周，发动机做功多少？
（2）若在做功冲程里，燃气对活塞压强可以看作恒压，则压强多大？

排量	2.0L
输出功率	120kW
转速	6000r/min

Answer 1

分析：（1）发动机做的功W=Pt，将功率值代入即可求解；
四缸发动机的容量是2.0L，所以每个汽缸的容量是0.5L；
解决此题要知道发动机飞轮转动的每半周里做功一次，所以结合表格数据可知，该发动机每分钟可以做功12000次；
（2）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，
结合公式W=pV变形可得P=

W

V

，将功和单缸排量值代入即可得出答案；

解答：解：（1）已知输出功率是120kW，所以每秒做功W=Pt=1.2×10⁵W×1s=1.2×10⁵J；
由表格信息可知，四缸发动机总排量是2L，所以每个汽缸的排量是0.5L；
因为发动机每分钟可以做功12000次，而每分钟发动机可以做功W=Pt₁=1.2×10⁵W×60s=7.2×10⁶J；
则在每个做功冲程里，发动机做功W=

7.2×106J

12000

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

W

V

=

600J

0.5×10-3m3

=1.2×10⁶Pa；
答：（1）飞轮每转动半周，发动机做功600J；
（2）在做功冲程里，燃气对活塞压强可以看作恒压，则压强为1.2×10⁶Pa．

点评：此类综合性的题目，要结合内燃机的四个冲程特点，压强公式及其做功公式，联系几何知识共同解答．