题目：
选择市场上热销的大众高尔夫六代1.4T 手动舒适型轿车，依据用户需要设定其百公里等速（90km/h ）油耗范围为（5.0-7.0）L/100km,加速时间（0-100km/h ）范围为(9.0-12.0)s ，试对该车型进行动力装置参数的选定与优化，并确定最佳方案。
已知参数：整车质量1330kg ；最高车速200km/h ；发动机怠速800r/min;最高转速5000r/min;车轮半径R=0.4064m ；单个车轮转动惯量1.302kg m ；发动机飞轮转动惯量0.222kg m 。 方案：
1. 发动机功率的选择
（1）首先从保证汽车预期最高车速初步选择发动机应有功率。根据公式
3max max 1()360076140
D e a a T C A mgf
P u u η=+
估算出发动机功率，其中m=1330kg ；max a u =200km/h ；空气阻力系数D C =0.30；迎风面积A=2.0;滚动阻力系数f=0.020（设定测试路面为一般沥青或混凝土路面）；总传动效率T η=0.95（变速器）×0.96（单级主减速器）=0.912。根据以上参数，可得发动机的功率为e P =85kw 。
（2）参考同级汽车比功率统计值，粗略估计新车比功率值，得出最大功率值，同级汽车比功率值列于表1：
表1 部分汽车的比功率统计值
车型发动机功率/kw 车总重/kg 比功率/1
kw t-⋅雪铁龙世嘉78 1270 61.42
日产骐达93 1206 77.11
标致307 78 1290 60.47
别克英朗108 1430 75.52
现代i30 90 1215 74.07
求得表1中的比功率平均值为
X=(61.42+77.11+60.47+75.52+74.07)/5=69.72，由此估计新车发动机功率为69.72×1.330=93kw。
2.变速箱传动比范围以及主减速器传动比由经验初定
由以往同系车型可以初步确定变速箱（5挡手动）各挡传动比大小如表2所示：
表2 各挡传动比大小
挡位一挡二挡三挡四挡五挡
传动比 3.625 2.071 1.474 1.038 0.844 而由经验值可初定主减速器传动比为3.40。依据以上数据可以开始绘制燃油经济性—加速时间曲线，即C曲线。
3.绘制不同主传动比
i时燃油经济性—加速时间曲线
在以上数据的前提下改变主减速器传动比，变速箱传动比不变，绘制C曲线，进而得到满足动力性与燃油经济性要求的最佳主传动比。
分别求出当主传动比为3.00、3.20、3.40、3.60、3.80时的加速时间（s ）与燃油消耗量（km/L ），在燃油经济性—动力性坐标系中描出各对应点，并用平滑曲线连结，进而得到C 曲线。
ⅰ.求加速时间（s ）
由发动机转速—转矩数据拟合出转矩tq T 曲线方程：
表3 发动机转矩特性
转速
n/1000/（r/min ）
1.0 1.125 1.25 1.375 1.5
2.0 2.5
3.0 3.5
4.0 4.25 4.5 4.75
5.0
转矩Ttq/
(N ﹒m )
128 160 180 195 200 205 205 210 220 205 195 190 182 175
可将发动机转矩用四次多项式表示如下：
4324.3993()57.2310()273.7050()561.9637()202.1615
1000100010001000
tq n n n n T =-⨯+⨯-⨯+⨯-由以上数据公式可得出a u -a 曲线如下
进而得出加速度倒数与速度的关系曲线，再由公式21
1
u u t du a
=⎰可求
出不同主传动比下加速时间如下表所示：
表4 主减速器传动比与加速时间
主传动比/i0 3.00 3.20 3.40 3.60 3.80
0-100km/h 加速时间/s
13.6875 12.5381 11.4497 10.5685 9.6104
ⅱ.求燃油消耗量（km/L ）
等速（90km/h ）百公里油耗（L/100km ）公式为
1.02e
s a Pb Q u g
ρ=
其中g ρ=7N/L;行驶车速a u =90km/h;发动机功率e P =13.4kw 。 再由发动机万有特性曲线查得燃油消耗率b ，即可计算出燃油消耗量（km/L ）如表5所示：
表5 主减速器传动比与燃油消耗量
主传动比/i0 3.00
3.20 3.40 3.60 3.80 燃油消耗量/（km/L ）
18.44 18.30 18.10 17.63
17.13
由以上数据可作出燃油经济性—加速时间曲线如下所示：
4.确定满足要求的最佳主传动比
由C曲线可知，当主减速器传动比为3.20-3.60时，均能满足动力性与经济性的要求，若选定3.40作为主减速器传动比，则能兼顾动力性与经济性的要求，故选择i0=3.40作为最佳主传动比。
