拖拉机是农业机械化发展过程中最重要的动力机械,目前正面临着全球石油资源短缺和污染排放两大问题。根据国家农业装备升级有关政策的指导,研发新一代节能型拖拉机将成为未来的研究重点。拖拉机作业工况复杂,需从事田间作业和道路运输,具有工作环境复杂,自适应性较差和动力匹配不佳的特点。针对上述情况,本文根据目前热门的液压机械变速器（Hydro-mechanical transmission,HMT）与混合动力技术,提出一种机电液动力系统（Mechanic-electronic-hydraulic powertrain system,MEH-PS）,使拖拉机从低速至高速,低负荷至高负荷都具有良好的驱动性能和较高的经济性。论文的主要工作和结论包括以下四方面。1、对串联、并联和混联三种混合动力架构以及混合动力转矩与转速耦合方式的工作原理及特点进行分析,在此基础上提出三种适合用于拖拉机的MEH-PS,并就其中一款兼具转矩与转速耦合方式的MEH-PS进行深入研究。2、对元件进行选型,介绍MEH-PS的驱动模式和传动方式实现原理,并对MEH-PS传动特性进行分析,其中包括调速特性、转速转矩特性、功率分流和效率特性。通过Simulation X对拖拉机的满载加速过程进行研究,仿真结果与理论分析一致,各元件的运行参数在额定参数范围内,MEH-PS与拖拉机匹配较好。3、建立拖拉机整机控制架构,制定HMT速比控制策略,使发动机在不同负荷下都能运行在最佳经济性曲线上,制定基于规则的模式识别策略,以合理划分动力源工作区间。针对多动力源协同做功功率分配的问题,引入等效因子计算每一时刻的等效油耗,以实现动力源之间的最佳功率分配。4、在EPA标准工况和现场作业工况下对装备MEH-PS拖拉机的节能效果进行研究。结果表明:所制定的能量管理策略能合理分配动力源做功,HMT能根据行走机构阻力连续改变变速器速比,使发动机工作点更多的分布在低油耗区域。对比DLG公布的数据,装备MEH-PS的拖拉机油耗在不同工况下都具有优势,验证了方案的可行性。本文提出的机电液动力系统方案为拖拉机在复杂工况下提高作业效率提供设计思路,为现代农业在多种工况下降低拖拉机能耗提供了解决方案。