对置活塞对置气缸二冲程发动机（opposed piston and opposed cylinder two stroke engine，简称OPOC发动机）是一种结构新颖的新型发动机，因其功率密度大、油耗低、相对传统二冲程发动机的排放有很大的改善，引起了国内外内燃机领域的密切关注。论文介绍了OPOC发动机独特的结构特点及性能优势，重点对OPOC发动机性能研发的关键技术进行了研究：系统地推导了活塞运动规律及其与气口定时的内在联系；以台架试验与仿真相结合的手段，着重对OPOC发动机的一维性能、扫气性能、缸内喷雾与燃烧进行了研究。活塞运动规律是其它相关研究的前提与基础。首次提出了OPOC发动机普遍适用的活塞运动规律公式，得出结论：①上止点与下止点的相位相差并不一定是180o曲轴转角，而是在该值附近；③进排气口高度越大，气口开启的最大面积越大、气口开启时刻越早、关闭时刻越晚、有效压缩比与有效膨胀比也越小。对OPOC发动机的一维性能的增压匹配、气口高度两个主要内容进行了研究。增压的独特之处为：①进气口压力一定要大于排气口压力，以便形成正的扫气压差进行扫气，保证发动机的正常运行；②引进ECT（电力辅助增压装置）对压气机进行助力，以保证一定的正值扫气压差。基于发动机动力性能目标，提出了一级涡轮增压、两级涡轮增压的预匹配数学模型，依据模型建立了发动机与增压器预匹配软件V2.0，并应用该软件对无外部EGR时一级涡轮增压方式与大量外部EGR时两级涡轮增压方式的增压器进行预选，然后对预选出的增压器再通过台架进行试验验证，试验表明：所提出的一级与两级涡轮增压预匹配模型具有可靠性与实用性，即增压器预匹配软件V2.0具有较高的工程应用价值。分别对进排气口高度进行了仿真优化，结果表明：当进气口高度一定时，排气口越长，发动机的高速性能越好，而低速性能则越差；当排气口高度一定时，进气口越长，发动机低速性能越好，而高速性能则越差。基于发动机台架试验数据，首先对外特性上及2000r·min-1负荷特性上的扫气性能进行了仿真分析，得出结论：①在发动机结构确定后，扫气效率取决于扫气压差与扫气绝对时间。扫气压差大，扫气效果好；扫气绝对时间长，则扫气效率高。其次，在3500r·min-1全负荷工况时对切向进气口倾角进行了仿真分析，得出结论：①随着进气口倾角的增大，扫气效率先增加后减小；缸内新鲜充量随进气口倾角变化的趋势与扫气效率随进气口倾角变化的趋势一致，而残余废气系数随进气口倾角变化的趋势却与此相反；给气比随着倾角的增加不断减小；捕获率随倾角加大而提高。②对扫气效率与新鲜充量而言，切向扫气口倾角最值佳角度为30o。说明了OPOC发动机独特的喷油嘴布置方式与燃烧室形状；对当量有效膨胀比（E.E.R）模型进行了修正与试验验证，运用该模型计算E.E.R值对后续研究的喷雾与燃烧进行分析评价；研究了喷孔数、喷油提前角、喷油规律、油束夹角等因素对缸内喷雾和燃烧的影响，得到如下结论：①喷孔总有效面积不变时，喷孔越数多，则喷孔直径越小，雾化效果越好，索特直径越小，雾化质量越好（在油束不发生相互干涉的情况下），扩散燃烧阶段的放热速率越快，缸内平均压力越大，温度越高，NOx排放越多， Soot最终生成量越少，燃油经济性越好。②喷油提前角越大，燃油雾化越快、滞燃期内的可燃预混气越多，缸内压升率、最高爆发压力等越高，缸内温度也越高，NOX排放量越多，Soot最终生成量越少；喷油提前角在某一合理角度时，燃油经济性最好。③预喷-主喷两阶段喷油规律对喷雾与燃烧的影响：在其它参数不变的情况下，随着预喷量的增加， NOX生成量先减少至最小值，然后不断增加；同时，随着预喷量的增加，由于压缩冲程内消耗的功太多，E.E.R值越来越小，燃油经济性越来越差。④比较不同油束夹角50o、60o、70o、80o和90o对喷雾与燃烧的影响，结果表明：油束夹角越大，喷油中期油束喷至活塞顶面的时间越早，积聚在活塞顶面的油量也越多，雾化越慢；喷油中期扩散燃烧较慢，维持缸内压力、温度降低的趋势，则NOX生成量越小，经济性能越差，这种现象与传统发动机完全不同。