现今，各种机电设备的微小型化的研究进展迅速，然而，以化学蓄能电池为主的传统供能方式却并不能跟上机电设备微小型化的发展。因此，能量密度高、体积与重量小、持续工作时间长、稳定性高和蓄能方便的微型内燃机逐渐成为研究的重点，其中微型摆式发动机是典型代表。目前国内外对于微型摆式发动机的研究主要集中在新的系统构造设计、结构部件震动、热膨胀和塑性变化等，而对燃烧过程及其对热力循环的影响研究较少。由于尺寸的大幅度降低，微小腔内燃料的着火和燃烧组织和控制变得困难，极大地制约了微型摆式发动机的发展。本文利用CFD模拟研究了不同工况下微型摆式发动机的循环特性，并优化了燃烧室结构参数，实验研究了丙烷单次燃烧与燃料掺混下的燃烧特性，为微型摆式发动机的实际运行优化提供了参考数据。　　通过商用CFD软件Fluent结合用户自定义编程建立了微型摆式发动机单个腔室内燃烧的三维动态数值计算模型。用主动网格给定摆臂摆动规律的方法模拟了发动机的压缩阶段，得到了压缩结束时的流场和温度场;在此基础上，用被动式网格更新方法，根据受力平衡更新摆臂运动建立了自由摆臂条件下燃烧膨胀过程的模拟方法，燃烧采用了丁烷/空气氧化的一步反应模型。　　研究了当量比、进气温度和点火提前角等因素对于循环特性的影响，结果表明:当量比越接近1.0，当进气温度越高，压缩余隙角越小时微型摆式发动机循环特性越好;选择合适的点火提前角和质量负载更有利于提高发动机的输出性能。　　针对燃烧过程中存在燃烧死角影响燃烧完全程度这一特性，提出了通过增大摆臂内径来缩小底部死角区域面积策略，从而提高燃烧效率和摆式发动机输出功率。计算了不同工况下内径8，、10和12mm的循环特性。结果表明增大燃烧室内径优化方案是可行的;尤其是对于进气温度为500K、当量比为0.8、无点火提前角时的工况优化效果最佳。　　实验方面，研制了新型的基于PLC控制的电火花放电点火系统，并利用压缩空气辅助动力实验测试了该点火系统的性能，证明新点火系统有效提高了控制精度，能够满足微摆发动机连续运行条件下的多缸高频交替点火的需要。测试了新的微型预混气装置，证明其能保证预混效果，同时大大降低了混合器尺寸。　　改进了微摆发动机自由摆臂条件下的单次点火燃烧实验台，开展了丙烷、丙烷/二甲醚以及空气加氧的热态实验，详细研究了不同当量比和不同燃料的掺混比例对于微型摆式发动机腔内燃烧过程的影响。结果表明，当量比为1.2，二甲掺混比例为20％或者30％时，腔内燃烧速度和火焰扩散速度最快，压力升高速度和压力峰值高。空气加氧对发动机性能影响最大，含氧量越高，压力上升速度和压力峰值上升越多。