随着微纳米技术研究的不断进步，微动力(Power—MEMS)系统应运而生。它具有相对微小的体积，较高的能流密度，在当今的工业生产中具有极为广阔的应用前景，是一种极具军用和民用价值的新技术。本文在分析国内外微型发动机的基础上，对微型HCCI自由活塞发动机进行了一些基础性的研究。 本文对微型HCCI自由活塞发动机的着火、燃烧过程进行了详细研究，建立了HCCI燃烧过程计算的数学模型，并运用单区模型对HCCT着火特性进行了数值模拟，研究了混合气初始温度、初始压力、当量比、压缩比对HCCI着火时刻的影响，为控制HCCI着火时刻提供依据。本文建立了理想状态下微型HCCI自由活塞发动机工作过程的数学模型，包括压缩着火模型、定容燃烧化学动力学模型以及膨胀做功模型，并且提出了自由活塞运动的截断速度概念，对现有的压缩着火模型进行了修正，使得模型更加合理、准确。本文运用建立的微型HCCI自由活塞发动机工作过程数学模型，耦合丙烷详细化学动力学反应机理，对微型机中HCCI压缩着火燃烧过程进行模拟，获得了微发动机的着火、燃烧特性，主要包括着火时刻的确定，燃烧压力、温度的变化，自由活塞的运动特性，以及燃烧过程中中间基和燃烧产物的浓度变化规律。在单次活塞冲击工况下，对微型自由活塞发动机着火燃烧过程进行了变参数研究。获得了不同微型发动机尺度、不同混合气初始温度和初始压力、不同自由活塞初始速度情况下，着火时刻变化特性以及燃烧特性变化规律，为进一步获得控制燃烧过程的因素提供了理论依据。 本文的研究工作对搞清微尺度着火燃烧特性提供了一定理论依据，为进一步开发微型HCCI自由活塞发动机奠定了基础。