近年来,随着科技的快速发展,汽车工业在国民经济和人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。然而,汽车工业飞速发展的同时也带来一些问题:尾气排放引起的环境污染及不可再生资源的消耗引起的能源短缺。减少能源浪费、保护环境是人类社会迫切需要解决的问题。正是在这种背景下,新型能源汽车走进人们的视线。气动汽车因利用压缩空气驱动、运行过程中无矿物燃料的燃烧、无污染排放,而成为未来汽车的发展方向。本文的主要工作内容如下:1)介绍气动汽车的基本理论。介绍了气动汽车的基本组成,从能量、续驶里程、耗气经济性等方面对气动汽车进行理论计算,证明了气动汽车的可行性。2)对气动发动机进行建模仿真。通过分析气动发动机的工作原理和工作过程,建立了气动发动机和其性能评价指标的数学模型。利用MATLAB/Simulink建立两冲程往复活塞式气动发动机的仿真模型,获得气动发动机工作过程中气体状态的变化规律曲线和气动发动机的输出特性曲线。同时,对不同转速下气缸内气体的变化规律和不同活塞冲程、配气相位、供气压力对发动机输出特性的影响进行仿真研究。3)分析了气动汽车的传动系统。根据不同动力性目标计算所需气动发动机的功率和驱动力,并分析了气动汽车的传动系统的基本构成、气动汽车的传动比和换挡策略,得出在满足气动汽车基本动力性的前提下所需气动发动机最低输出功率为67.218kw,最小驱动力为4.356kN。4)对气动汽车整车进行建模仿真研究。建立气动汽车行驶的平衡方程和整车的仿真模型,经参数匹配后对气动汽车的动力性和经济性进行实例仿真研究,研究表明:该气动汽车最高车速为103.387km/h;车速为30km/h时,最大爬坡度达到0.3;原地起步加速至一百公里总耗气量为19kg;气罐储气压力为30MPa的情况下,以40km/h的车速行驶的续驶里程为108.1km。5)对气动汽车原地起步加速时的表现和不同的气动发动机供气压力和换挡时刻以及这两个因素的多种组合对气动汽车的动力特性的影响进行仿真分析。得到不同情况下气动汽车速度、加速度和耗气量随加速时间的变化规律,在最优组合下,该气动汽车最快加速到100km/h的加速时间为14.2s。