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液压机械无级变速器(Hydro-mechanical continuously variable transmission,简称HMCVT)内部包含机械传动系统以及液压传动系统,以充分发挥机械传动以及液压传动各自的优点为目标,目前广泛应用于工农业各领域。HMCVT内部结构复杂,系统参数及变量的改变将会影响变速器内液压回路与机械回路的功率流分配,从而改变变速器的传动性能,深入分析研究该变速器的功率流特性,在理论及工程应用方面具有重要的意义。分析研究了HMCVT功率流特性在国内外的发展现状,从HMCVT结构特点出发,导出输入、输出耦合式两种传动形式共计12种传动方案,给出了输入、输出耦合式液压功率分流特性的理论公式推导;在限定部分参数取值范围情况下,分析比较各个传动方案的液压功率分流特性,深入研究了变量泵和定量马达排量比e及行星轮系齿圈齿数与太阳轮齿数比k对传动系统液压功率分流特性的影响;给出了输入、输出耦合式传动形式的功率流向判断方法,总结出传动系统发生各种功率流状态的条件;分析了输入、输出耦合式两种传动形式的效率特性。研究结果表明:输入耦合式传动形式容易出现液压回路功率循环状态,输出耦合式传动形式容易出现机械回路功率循环状态。根据双行星排轮系并联的结构特点,总结了混合式液压机械无级变速器36种传动形式;在限定参数取值范围内,基于液压回路平均功率流最小化原则对36种传动形式的结构参数进行优化,在优化参数下分析比较36种传动方式的液压功率分流特性,筛选出7组液压功率分流特性较优的传动形式;给出了混合式液压机械无级变速器的功率流向判断方法,总结出该传动系统21种功率流状态及其发生条件,从避免循环功率发生角度对7组具备较优液压功率分流特性的传动形式进一步进行分析和比较,得到功率流特性最优的传动形式,并对该变速器效率特性进行了理论推导与分析。研究结果表明:混合式液压机械无级变速器相比于输入、输出耦合式传动形式,不易产生功率循环,传动系统具有更优的功率流特性。对输出耦合式液压机械无级变速器的样机进行试验研究分析,试验分析结果验证了输出耦合式传动形式易产生机械回路功率循环的局限性。