配气机构作为内燃机进、排气的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，适时地开启与关闭进、排气门，向气缸供给新鲜空气或可燃混合气，并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。配气机构的优劣，极大影响着动力性、经济性和排放性。此外，若配气机构设计不合理，产生较大的噪音与振动还会影响乘客的舒适性。因此，鉴于配气机构的重要性，需对配气机构进行合理的设计，以匹配发动机整机的工作。本文利用三维建模软件Pro/Engineer针对某高速汽油机配气机构关键零部件建立三维模型为配气机构分析优化做好准备。对该款发动机进行台架试验，获取发动机动力性及经济性相关参数。利用发动机性能模拟软件GT-Power针对该款汽油机建立仿真计算模型，并利用试验数据进行标定。利用一维模拟仿真软件AVL_EXCITE Timing Drive对高速汽油机配气机构建立运动学及动力学计算模型，并分析当前凸轮型线下的高速汽油机配气机构在发动机额定转速下的状况，参照评价标准，找出不足并提出优化方案。利用AVL_EXCITE Timing Drive软件，设计出新型凸轮型线，并进行运动学及动力学计算分析其是否满足配气机构运动学及动力学要求。在此前提下利用GT-Power搭建的发动机性能模拟分析模型进行优化后的发动机性能参数计算，验证优化方案的可行性。借助三维建模软件Pro/Engineer、有限元前处理软件Hypermesh、有限元分析软件ABAQUS、疲劳分析软件DesignLife针对配气机构关键零部件-进、排气凸轮轴进行动态载荷下的强度与疲劳预测分析。通过以上分析及优化结果表明，优化后的配气机构在发动机额定转速下工作性能优秀，发动机性能得到提升。