随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，汽车工业得到了迅猛发展，汽车保有量显著增长。汽车在带给人们方便的同时，也给人类带来了困扰：不可再生资源的消耗、汽车尾气的排放、环境污染、交通拥堵等。针对以上问题，本文首先综述了新能源汽车和气动发动机及配气系统的研究现状。介绍了中国矿业大学电力工程学院陈宁教授和其团队设计的一种可用于城市市内或区域短途交通的现代气动式城市交通环保车。该车以清洁的压缩空气在气动发动机中膨胀做功，无污染、低碳环保，同时，车体精巧，可改善城市交通拥堵。然后，结合现代气动式城市交通环保车，设计出一套全新的、适用于该车的气动发动机系统。在第二章，运用传热学和热力学进行理论分析，对整个发动机的配气系统进行热力学计算、气缸选型、配气滑阀的设计，设计出高效、合理的配气系统。利用Ansys软件和动网格技术，通过UDF程序控制滑阀和气缸的运动，对气动发动机配气系统的气动力特性进行模拟，得到配气滑阀不同开度下系统的压力、温度、熵增、进口流量等参数分布。通过搭建配气系统实验台，测量配气滑阀不同开度下滑阀前后气体温度和压力。将实验数据与数值模拟进行对比，虽有误差，但基本趋势一致，证明了数值模拟的正确性和可靠性。通过数值模拟结果，找到了配气滑阀在配气系统中造成损失最大的部位。最后，针对这些部位，运用Ansys Workbench对配气滑阀进行参数化建模和优化设计，得到损失最小、配气效果最佳的配气滑阀结构。将优化结构的数值模拟与优化前进行对比，证明优化的合理性。