研发变冲程发动机配气切换机构，是实现变冲程发动机工作原理的关键。本文在本田WH125-6发动机配气机构的基础上，设计了一种兼具冲程切换和配气功能的配气切换机构，通过配气切换机构的动作，可使该发动机能够进行二冲程及四冲程两种工作模式的切换，从而在不改变发动机排量及质量的情况下，提升了发动机的动力。本文设计了发动机的凸轮轴，使其扩展为具有四冲程进、排气凸轮和二冲程进、排气凸轮的组合凸轮体，通过改变不同凸轮的工作位置来达到冲程可变的目的。设计方面包括配气切换机构的冲程切换方式、凸轮布置方式、联接方式、定位方式以及润滑方式等。经装机试验证明了配气切换机构在单一工作模式下能够稳定工作。根据刚柔耦合多体动力学中构件的小变形对其大范围的运动会产生一定影响的规律。基于多体动力学理论和热力学理论，建立了配气机构多体动力学仿真模型和发动机热力学仿真模型，仿真分析了发动机在工作过程中凸轮形变对发动机性能的影响规律，并与试验数据进行了对比分析，结果表明试验数据曲线与柔性凸轮片体所对应的发动机性能曲线相吻合。运用ADAMS和MATLAB的联合仿真，实现了控制程序与虚拟样机的结合，从而在发动机切换信号的作用下实现了发动机的冲程可变，得出了配气切换机构工作过程的动力学参数、确定了变冲程发动机摇臂飞脱极限转速以及适合该配气切换机构的定位弹簧刚度。对所设计的配气切换机构进行基于CATIA的数控加工仿真，并加工成型；同时，设计制造了发动机底座和配气机构摇臂，为变冲程发动机试验奠定了基础。