摘要：基于節能減排的需求,將某柴油機開發為120kW活塞式大排量氣動發動機。提出了一種全新的運用高壓氣閥、換氣閥及排氣閥三氣閥配氣型式的結構,以配合四沖程氣動發動機工作過程。為了平衡零件溫度并盡量減少壓縮負功,配氣機構的設計成為氣動發動機研發的核心。換氣及排氣采用了凸輪驅動形式,運用AVL Excite Timing Drive建立了配氣機構分析模型,并進行了凸輪型線設計。高壓氣閥考慮到密封、氣量調節及驅動力等因素后,采用了同心三層旋轉與擺動相結合、利用錐面密封的氣閥結構方案。對三氣閥的合理匹配進行了多目標優化,找出了合適的配氣相位。仿真及臺架試驗結果表明:利用傳統柴油機設計改造,可快速成功地改型為氣動發動機,所設計的三氣閥配氣機構可靠性高。三氣閥氣動發動機功率完全達到設計要求,最高能量轉換效率達到55%,從而驗證了本研究方案的可行性和有效性。