1、與傳統(tǒng)內(nèi)燃機相比，斯特林發(fā)動機結構簡單、運行平穩(wěn)、維修方便，更不會發(fā)生爆震，充分實現(xiàn)了高效率、低噪音、低污染和低運行成本。隨著能源危機的加劇和斯特林發(fā)動機技術的提高，斯特林發(fā)動機在車輛上的應用再次得到人們的關注。配氣活塞與氣缸間隙的合理設計是自由活塞發(fā)動機設計的一個重要課題，間隙過大影響配氣效率，間隙過小會產(chǎn)生粘缸和拉缸，本文針對自由活塞發(fā)動機的配氣活塞和氣缸的間隙特征進行研究，主要完成工作如下：
　?。?）對一臺4kW自由活塞式

2、斯特林發(fā)動機的主要結構尺寸進行了設計，首先確定了循環(huán)壓力、發(fā)動機工作頻率、行程、缸徑、熱交換系統(tǒng)無益容積等參數(shù)，進而對發(fā)動機換熱系統(tǒng)、氣缸、活塞等零部件進行了結構和尺寸設計；
　　（2）基于軟件ADAMS，對配氣活塞進行了動力學分析，分析了活塞運動中柔性彈簧的變形特征、受力、動能和勢能、活塞的軸向與側(cè)向頻譜特征等力學性能；
　　（3）利用軟件ANSYS對配氣活塞的關鍵部件柔性彈簧進行了性能模擬，獲得了柔性彈簧厚度、漸開線長度

3、、漸開線封閉半徑等結構參數(shù)與柔性彈簧的軸向剛度和徑向剛度之間的關系，并用軟件Workbench對柔性彈簧的最大應力進行了優(yōu)化，結果顯示，通過改變?nèi)嵝詮椈傻牟糠殖叽缈梢杂行?yōu)化柔性彈簧的最大應力，最大應力減少了25％左右，可以有效地提高柔性彈簧的使用壽命；
　?。?）分析了影響配氣活塞與氣缸工作間隙的各個因素所造成的間隙特征，在此基礎上提出了配氣活塞與氣缸的間隙設計方法，利用該設計方法確定了發(fā)動機的配缸間隙，并利用軟件ADAMS進行