随着现代汽车工业的不断发展,车辆消耗的能源与日俱增,节能问题也越来越受关注,国内外不少学者都展开了对汽车废热回收技术的研究。斯特林发动机由于它多种燃料的适应性、良好的环境特性和高的转换效率,在废热回收利用方面的优势是相当明显的。研究使用斯特林循环来回收内燃机的废气能量,在节能减排,提高能量利用率方面具有着重要的意义。本文依据斯特林发动机的五部件绝热气缸模型,使用Matlab/Simulink建立了斯特林循环的数学仿真模型,并在此基础上加入流阻损失计算模块,对计算方法进行了修正。在验证了计算模型的正确后,结合发动机废热能量的特点,初步设计了斯特林发动机的基本结构参数。通过模拟计算,分析了不同参数对斯特林循环性能的影响,并计算出斯特林发动机的基本功率和指示功率,为斯特林发动机的设计和性能优化及使用斯特林循环来回收废气能量的研究提供有效的参考。本文还尝试把一维气体动力学的发动机分析软件GT-Power和动态系统仿真工具Matlab/Simulink结合起来,探求内燃机和斯特林联合循环的仿真方法,分析了柴油机的工况、参数变化时,斯特林的工作变化情况,为使用斯特林循环来回收废热能量技术研究铺平了道路。通过计算和分析,本文最后提出内燃机和斯特林复合发动机的设想,新型复合发动机除了能大幅提高能量的利用率外,在发动机的动力性、经济性等方面也有很大的改善,在发动机废热能量利用方面有着重大的参考价值。