在各种车用动力传动系统中，一般而言，机械式传动虽具有传动效率高、功率容量大的优点，但难以获得无级变速器（CVT）的完美传动特性。虽然存在着一些类型的机械式无级变速器，但由于它们实际上都是基于摩擦传动的，效率、功率容量及可用的变速比范围均偏低。目前最典型的基于二自由度行星分汇流机构的分割式传动模型如所示，图中三角形C代表一个或一组汇流行星排及其输入/输出三兀件，*E为动力源（发动机）。它虽可提高功率容量及效率，但其速比变化范围变得更狭窄，若不采取改进措施，将影响车辆的性能，因而仅适合于工作载荷及其变化均不大的轻型轿车等，应用范围受到很大的限制。
针对现有各种基于二自由度行星分汇流机构的分割式传动模型所存在的无法回避的固有矛盾，我们探索并提出了一类具有功率分流、双向汇流功能的新型复合无级自动变速系统/78/（以下简称CCVT，其模型如所示），意在使之能够同时提高传动效率、扩大功率容量和速比变化范围。
1新型复合无级变速器工作原理概述如所示的/现有典型的解决方案“，设在其中的转速n*、另一输入元件上输入来自CVT输出端b轴的可变转速nb，则第三或输出元件上将产生一个可变的输出转速nc，nc与nb呈线性关系。这里CVT可以是现有各种机械、电气、液压或液力等无级传动中的任意一种。
称系统中的汇流行星排（组）具有正向汇流特性，为正向汇流的，反之若n/随nb增大而减小（ncw-nb），则称该行星排（组）具有反向汇流特性为反向汇流的。
事实上，如所示的各种/现有典型的解决方案‘的汇流行星排（组）都是、也只能是单向汇流的，即要么是正向、要么是反向汇流的，这正是其产生传动效率和变速范围之间固有矛盾的主因。
参见，新型CCVT系统的基本思想是，构造出至少由一个正向和一个反向汇流行星排共同组成的双向汇流行星排组总成C0，来替代/现有解决方案“的单向汇流行星排C，并在正、反向汇流行星排组输出轴c、d的下游，增设一有级自动换段（挡）机构C！。该机构被设计成随着CVT输出转速nb在给定的速比范围内往复变化至其上下限时，能平顺无冲击地按‘正向反向正向反向…”的汇流方式交替接通总成C0的输出轴c、d之一，同时依次更换Q的工作段（挡）位，以按一定准则设计好的多段不同固定速比向下游输出功率，并恰好使分段连续变化的转速、转矩在每段的端点处平滑连接起来，形成大的无级变速范围3，47.下面将分别以机一机复合（CVT为带或链式机械无级变速器）、机一电复合（CVT为调速电机）两种CCVT为对象详细分析CCVT的关键机构一双向汇流行星排组的拓扑结构。关于两类CCVT系统的详细原理及具体构造，请参见作者的其他有关论文，此处不再赘述。
2双行星排拓扑布局方案的分析筛选一个输入兀件上输入来自动力源发动机iE输出轴uaShin2g单行星排的汇流特性http://www.cnki.net行星机构由太阳轮、齿圈、带有行星轮的行星架组下仅对剩余的9种方案进行更深入的比较分析。成。对于单行星排机构，根据两输入一输出的组合形式，其动力传递方案有3！=6种，具体结构如所单行星排机构的6种可能的传动方案示意。2双行星排组的拓扑布局方案分析对比新型CCVT系统的关键之一在于构造了由正向及反向行星排构成的行星排组，这样就必然涉及到至少两个行星排组合的拓扑布局寻优问题。车用复合无级变速器一般需设置4-5个工作段（档）位，在设计中一般只采用两个行星排的组合即可满足车辆行驶的要求。
当然，在超过两个行星排的情况下，也可以按照不同的组合构造出具备正反向功能的拓扑结构，但其基本思想还是建立正、反向两个分汇流机构，除了三行星排组或许尚有实用价值外，其余的拓扑结构过于复杂，故本文主要针对两个行星排的组合进行拓扑布局分析。
单行星排根据两输入一输出的组合方式，有6种可能的结构形式，对于双行星排组合，其结构由两个单行星排组合而成，理论上可以组合成3！3！=36种基本连接方案，即36种拓扑布局。在CCVT中使用的双行星排机构，应在这36种拓扑布局中进行筛选。除了一般行星齿轮机构所必须遵循的原则外，筛选出最优的拓扑布局还需特别考虑下列因素是否构成正反双向行星排；CVT上的负荷率（定义为CVT传动分路所传递CCVT的特点之一，是通过较小功率容量的CVT传动分路就能对传递较大功率的系统实施无级调速。
在CVT变速比范围内，若CVT的负荷率越低，对系统的高效化、紧凑轻量化及降低对结构强度的要求就越有利。一般来说，在机一机复合模，挠带式机械CVT的速比变化范围可取0.4~ 1/0.4，机一电复合模调速电机速比变化范围可取*=-1~+1（h定义为电机与发动机转速之比），此外行星排参数须满足4/3 <4等条件。根据单行星排各部件之间的运动学、动力学关系，再根据具体的连接方式，建立两行星排之间转速的关系等式，即可分别计算得正、反向行星排工作时CVT负荷率的计算公式Pcvt/P；=fo）或Pcvt/P<；= ki），fc、ki分别是正、反向汇流行星排的参数，即齿圈与太阳轮齿数之比；Pcvt是CVT上传递的功率，Pe是CCVT系统传递的总功率。以表1中所列拓扑方案1为例，忽略效率等因素（暂取为1）可推得对应于正、反向行星排工作对于具体的拓扑结构方案，均可分别求得正向及反向的最大负荷率的函数表达式F（k2）和F（ki），进而求得minF（k2）和minF（ki）；再通过比较各方案的minF（k2）和minF（ki），从而可筛选出CVT负荷率较低、较为适宜的方案。
对于同一种行星排结构拓扑形式，选用机一机模式和机一电模式时，CVT上的负荷率可能有较大差异，从而导致结构选型上可能有所不同，故需分别进行分析。
表1、表2、表3共列出了9种满足正反向条件的方案的拓扑结构示意图和输入、输出形式（图中为行星排组对称拓扑结构的上半部分，左侧行星排定义为反向行星排1，右侧行星排定义为正向行星排2；J、T、Q分别表示行星排的行星架、太阳轮和齿圈。左侧两根轴为输入轴，分别与发动机及CVT相连，右边的两根轴则为输出轴）。此外F（iDe，k2）和F（iDe，k，）的表达式、计算出的机一机模式及机一电模式的minF（k2）和minF（ki）值也在表中列出。
3）结构的可实现性及复杂程度。
在上述因素中，第1条是前提条件，它是构成CCVT的关键所在。经逐个分析易发现，在36种可能的拓扑布局中，只有9种同时包含了正向和反向汇流方案编号拓扑结构示意图：晷排故首先可将其余的271以剔除。以shing发入tW-bookmark2功率占CCVT系统传递总功率的比例）；表19种拓扑结构的分析比较（1）方案编号电动机输入机一机模式机一电模式表29种拓扑结构的分析比较（2）以剔除。从表中的分析比较还可看出，对应于机一机模式的方案1、5，对应于机一电模式的方案1、3、5均具2500），亦即CVT的负荷率较低，故可考虑选用。
从结构的可实现性及复杂程度上考虑，方案1结构较为简单可行，易于实现，方案5中输出端上存在着两层叠套结构，稍嫌复杂，方案3中两个行星排间的连接在结构上则较难实现。因此可选定方案1作为推荐的最优拓扑结构方案，方案5作为次优的备用方案。
都是最大负荷率值的极值情况，且其值均在kKkn的边界值处取得，例如方案1中minF（k2）分别在4、ki=1.33时取得。为不失一般性，以机一电模式为例，又对方案1中调速电机的负荷率F（iDe，k2）、F（iD，ki）随其自身速比的变化规律进行了分拓扑结构示意图发动机输入电动机输入机一机模式机一电模式从表中可看出，在一些方案中存在着CVT负荷率大于1的情况，这主要是由于这些系统内存在着较为反向行星排工作时调速电机的负荷率与其自身转速比的变化规律示例通过对本例分析可得，电传动CVT分路所传递功率占系统传递总功率的比例，对正、反向汇流均在0. 222~0.40变化。可见采用较小功率容量（约为总功率40%）的电传动分路，就能对传递较大功率的系统实施无级调速，或者说CCVT系统可传递的总功率至少可达到电传动分路承担传递功率的25倍。这对系统的严重的循环功率的缘故，c在筛选方案过程中应首先lishil高效化、紧凑轻量化及降低对结构强度的要求都十分析，设系统中调速电机变速比范围同上，ki、2选用行星排结构中较常用的结构参数，取幻=2.5、2=3.5.、给出了在上述参数下iDe，fc）、iDe，kl）随的变化规律。
有利。若对机一机模式进行分析也可获得类似的结3结论由上述分析方法学，可从众多方案中选定具有最优拓扑布局形式的方案1作为复合无级变速器双行星排组的推荐/基本型“，方案5为次优备用方案。它们具有分流功率小、结构紧凑、易于实现，适合在实际运用中使用的特点。选定了具体的拓扑结构，就为开展CCVT的行星排参数优化、换段速比的确定及其他后续优化设计工作奠定了坚实基础。
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