电力机械无级变速器（Electro-mechanical Continuously Variable Transmission,简称EMCVT）是一种电力功率流与机械功率流并联的新型节能型传动装置,该装置可以使发动机与行走系统解耦,通过调节发动机工作点和能量流路径提高其燃油经济性,通过电力传动易控制与机械传动高效率相结合,该装置能有效提升整车性能和实现无级变速。研究适用于农业拖拉机的电力机械无级变速器设计理论和方法,具有节能环保、理论研究和工程应用价值。本文分析了4种功率分、汇流机构传动特性,结合电力机械无级变速器工作原理和行星齿轮传动的特点,拓扑出了12种以分矩汇速式和分速汇矩式为研究对象的动力耦合装置结构方案,对比分析了各方案的传动特性,结合拖拉机的工作需求确定了电力机械无级变速器传动方案和工作模式。以拖拉机犁耕作业工况开展电力机械无级变速器设计,制定了动力性评价指标。选取东方红1804拖拉机为研究对象,根据拖拉机对牵引力的要求,对发动机、动力耦合装置、变速传动机构、电机和动力电池等部件进行了选型和参数设计。对研究对象进行了实例设计,计算了主要参数。运用仿真软件Simulation X对拖拉机动力源和机械传动各部件分别进行了建模和参数设置,开发了电力机械无级变速器仿真模型。对驱动纯电、驱动电耦合、驱动发动机独立、驱动机械耦合和动力输出机械耦合五种工作模式进行了性能仿真研究。结果表明:相比较原东方红1804变速器,电力机械无级变速器在驱动纯电和驱动电耦合模式下可以实现纯电机驱动;在驱动发动机独立模式下可以提高牵引效率;在驱动机械耦合模式下可以实现发动机同行走系统解耦,不仅整车动力性和牵引性能有较大的提升,而且行走系统能实现区间段无级变速;在动力输出机械耦合模式下实现动力输出轴无级调速。