液压机械无级传动是一种双功率流复合传动系统,兼具了机械传动效率高和液压传动无级调速的特性,是大功率车辆理想的传动形式。为了解决液压机械换段过程中转速波动和瞬时动力中断等问题,本文以两离合器结合重叠的五阶段全功率动力换段方法为基础,进行液压机械全功率换段中功率转移机理和换段过程变排量液压元件排量比调节规律的研究。主要研究内容包括:(1)分析某等差两段式液压机械无级传动工作原理及全功率换段转矩特性和功率转移特性,得到了动力换段过程中转矩、功率与液压回路压力的关系,获得了全功率换段转矩转移机理表达式。(2)将变排量液压元件、定排量液压元件和油路组成的闭式液压回路等效为容腔模型,考虑液压传动单元容积效率的影响,建立了液压机械全功率换段过程闭式液压回路容腔模型,推导获得了变排量液压元件排量比调节数学模型。分别采用阶跃和斜坡两种排量比调节规律,仿真获得对应的液压回路压力响应过程,结果表明,排量比阶跃调节规律能有效减小建压时间,与斜坡调节相比高压侧压力波动无明显变化,为有效减小换段时间,可采用排量比阶跃调节规律。(3)开展了全功率换段过程中排量比调节和功率转移特性试验,并进行了与试验相同工况下的仿真分析,结果表明,换段过程排量比变化量仿真与试验结果基本一致,最大偏差约为9%,本文所提出的排量比调节数学模型能够根据当前段状态参量和目标段压力预测出目标段排量值,并能准确反映液压回路压力响应过程;在两离合器结合重叠过程中调节变排量液压元件排量比至目标值,能在换段过程完成液压回路高低压侧压力平稳互换,使转矩在离合器间快速转移,换段前后输出转速平稳无变化、转矩连续传递基本无波动,液压机械全过程功率连续且平稳传递。该研究为实现液压机械无级传动全功率换段控制及后续研究提供了参考。