提高功率、降低机体振动是现代发动机发展的长期目标。在车用发动机新能源动力研发成果不断涌现的时代背景下，本文探讨的摆盘式发动机，以其独特的高功率密度和低振动等特点，获得行业内的广泛关注和认可。本文立足于中北大学关于摆盘式发动机的设计与研发项目，针对摆盘式发动机运转情况复杂多变为发动机设计所带来的难题，较为系统地开展了该发动机关键性机构——Z轴-摆盘机构的动力学性能研究，探究了复杂运动件摆盘和定位导杆的运动情况，为发动机的结构设计和性能优化提供了有效的理论指导。本文的主要研究内容如下：针对发动机整机结构与传统发动机差异性较大的问题，在简要介绍摆盘式发动机的机体构造和工作原理的基础上，详细叙述了关键部件——Z轴-摆盘机构的构成与作用。并通过与传统塞往复式发动机和燃气轮机在工作过程、循环方式以及试用功率范围方面的对比分析，探讨了摆盘式发动机所具有的优势和特点，指出了摆盘式发动机目前的设计难点。基于传统活塞往复式发动机中曲柄连杆机构的设计理念，在构建Z轴-摆盘机构尺寸结构的基础上，提出存在两种可以约束摆盘做完整章动摆动的Z轴-摆盘机构的连接方式。并通过对两种连接方式中，构件间作用力变化的对比分析，进行了连接方式的优选。简析了摆盘式发动机燃烧室的设计要求，并完成燃烧室的初步设计，为本文后续的动力学研究载荷施加提供了理论支持。在合理增加有效构件的基础上，创建了Z轴-摆盘机构的动力学仿真模型。并通过与数学模型运算结果的对比分析，验证了该动力学仿真模型的有效性，实现了Z轴-摆盘机构动力学模型的建立。通过对Z轴-摆盘机构的动力学仿真，简析了摆盘章动的运动规律，明确了摆盘两侧盘面存在30度Z轴转角的相位差。简析了摆盘的约束构件——定位导杆的运动形式，并据此探讨了定位导杆与摆盘连接方式。基于定位导杆的受力波动情况，提出导杆对机体可能产生拍击现象，并对影响拍击强度和频率的主要因素做出探讨。明确了Z轴关键部位的受力情况，对其变化规律做出简要分析，并初步探究了燃气爆发压力对Z轴受力情况的影响。