自由活塞发动机是一种通过活塞往复直线运动实现能量转换的动力装置，它的发展经历了三个阶段：概念产生阶段、燃气发生器阶段和直线液压泵阶段（或直线发电机阶段）。目前国内外研究最多的是液压自由活塞发动机和自由活塞发电机。液压自由活塞发动机从结构上分为三类：单活塞式、双活塞式和对置活塞式。本文所研究的是单活塞式液压自由活塞发动机，该种发动机先天存在振动问题。液压自由活塞发动机从结构和功能上分为燃烧系统、液压系统、控制系统和支承系统，其工作过程可分为准备阶段、启动阶段、稳定阶段和停机阶段，在此基础上建立三个理想模型：燃烧室热力学模型、液压压力模型和自由活塞动力学模型。由这些模型导出自由活塞和机体所受作用力的方程，为动力学仿真打下基础。液压自由活塞发动机作为一个系统，该系统的振动属于单自由度、变阻尼、变刚度的自激振动。本文采用试验和仿真两种方法研究该系统的振动。试验方法。设计试验方案，安装传感器和测试仪器，试验数据的采集、处理和保存采用LMS Test.Lab振动噪声测试仪。从绘制的曲线图可以分析并得出两条结论：一、设计的隔振结构能够在宽广的频率范围内有效地减弱振动传递的幅值，但不能影响频率；二、自由活塞与机体在下止点处产生巨大且有规律的碰撞力，这会引起机体产生激振，为了避免或者减轻在下止点处的冲击碰撞力，需要布置缓冲结构。仿真方法。用Creo搭建发动机的三维模型，将模型导入ADAMS，并将前面建立的作用力方程引入模型，然后对发动机虚拟样机进行动力学仿真分析，仿真结果得出与试验结果相同的结论。针对冲击碰撞问题设计缓冲结构，从橡胶、液压和弹簧三种方案选择橡胶方案进行钢-柔耦合建模，使用ANSYS创建柔性体模型的中性文件，然后导入ADAMS进行动力学分析。仿真结果表明：所设计的缓冲结构能够起到缓冲碰撞的作用，但是缓冲结构会造成自由活塞运动的循环周期变大。根据机体振动的特性，以及满足支承发动机全部重量的要求，设计支脚和隔振结构，然后对其进行刚-柔耦合建模和仿真分析。仿真结果表明：隔振结构能够在一定程度上减弱振动的传递，同时削弱机体本身的振动，但底座的振动模式比机体更加复杂，而且底座的动能大致平分到平移动能和角动能。除了这些已经研究的内容，还有很多内容有待深入研究，如建立更加精细的仿真模型、对机体进行模态分析以及采用平衡机构或主动控制技术解决振动问题等。