本文旨在研究一种V型对置活塞发动机的运动、结构和动力特性,分析其性能特点,明确其应用前景。本文以对置活塞发动机(Opposed Piston Engines, OPEs)为研究对象,用经典力学方法推导其主要部件的运动、受力状况,根据受力特点设计曲柄连杆部件的结构；以Wartsila6L20四冲程柴油机为参考对象,建立了相同功率的V型对置活塞发动机(称为6V20-OP)原型,运用多体动力学软件ADAMS进行柔性多体动力学分析,在考虑曲轴动态变形的情况下,分析各约束的载荷特性和动力输出特性；针对曲轴主轴承跨距较大的情况,用有限元法对曲轴的应力和应变特性进行了研究。本文主要工作如下：1、对OPEs结构布置形式的运动和受力分析,推出了各部件的运动和受力公式。结果显示,得益于活塞对置结构,OPEs在活塞速度低、曲柄半径小,气体力产生的侧推力较小,且主轴承不受到气体力作用,仅受到不平衡惯性力和离心力作用。2、根据各结构基本尺寸的相互关系,参考传统往复式柴油机的结构设计准则,设计了与6L20功率相同的V型6缸对置活塞发动机6V20-OP曲柄连杆机构,活塞、连杆、曲轴以及它们的连接件均满足实际的装配和运动要求。由于没有缸头组件,通过活塞开关气口实现气缸换气,因此OPEs结构相对简单,有利于减轻结构的整体质量。3、在ADAMS对虚拟样机模型进行的刚柔耦合仿真结果显示：6V20-OP发动机相对于同功率的四冲程发动机,机体结构相对受力较小；相对于6L20发动机,6V20-OP发动机的缸内爆压较低,有利于降低燃烧噪声；曲轴主轴承的受力相对于气体压力较小,最大轴承载荷仅为缸内最大压力的27%。4、采用有限元软件ANSYS对曲轴进行了瞬态动力分析。曲轴主轴承的跨距相当于传统柴油机的3倍,受到连杆的拉压作用,受力复杂,但是由于气体力大部分通过自身平衡,并不会产生过大的变形。结果显示曲轴的应力最大为155.7MPa,处于较低的水平。针对6V20-OP发动机的研究表明,OPEs发动机相对于传统发动机的动力性能具有较大的优势,NVH性能显著优于相同功率的四冲程发动机。若能在燃烧性能上有所完善,则具有良好的应用前景。