发动机普遍应用的功率传输机构为曲柄连杆机构,而应用曲柄连杆机构的发动机结构复杂,体积庞大。本文所研究的无连杆发动机应用的曲柄圆滑块机构是用偏心圆滑块替代曲柄连杆机构的连杆,并且偏心圆滑块是嵌在活塞体内,使得无连杆发动机较常规发动机体积小、重量轻和工作平稳。详细介绍无连杆发动机所应用的曲柄圆滑块机构的结构与组成构件,讨论其与曲柄连杆机构在工作原理上的不同。计算曲柄圆滑块机构的运动学规律,并将分析结果与曲柄连杆机构对比发现,前者的最大速度与最大加速度都小于后者。对曲柄圆滑块机构进行受力分析,通过往复惯性力的计算结果发现曲柄圆滑块机构没有二阶往复惯性力使机构运动更平稳,并且本机构活塞所受侧压力可以由动平衡滑块承受。为了更精确的分析无连杆发动机曲轴系统动力学特性,基于Recur Dyn建立了无连杆发动机曲轴系与EHL弹性流体动力润滑轴承耦合多体动力学仿真模型,进行了发动机曲轴系的动力学特性分析与曲轴应力分析。仿真结果显示,仿真模型的运动学特性与理论分析基本一致,曲柄圆滑块机构中的活塞较曲柄连杆机构中的活塞在运动中受到的冲击更小。仿真结果得到曲轴应力与变形最大值与最大值部位,并对曲轴的强度与刚度进行安全校核,验证其满足设计要求。对比刚性支撑条件下的曲轴系仿真模型,EHL轴承支撑下的曲轴主轴颈处受油膜压力影响比刚性支撑对曲轴主轴颈处的应力影响更平缓。分析仿真得到主轴承载荷、最大油膜压力及最小油膜厚度等数据。与流体动力润滑轴承支撑条件下的周向油膜压力对比发现EHL轴承所基于的情况更接近真实的工况。与不计入油膜作用时的曲轴系多体动力学仿真结果进行比较,曲轴系与EHL弹性流体动力润滑耦合仿真分析结果得到的轴心轨迹更接近实际。对无连杆发动机前后端主轴承的最小油膜厚度与最大油膜压力分别进行关于轴承宽度、轴承间隙与主轴颈转速这三种影响因素的分析。