为了提高车用内燃机余热能回收系统中膨胀机热功转换效率,通过试验与仿真相结合的方法,在压缩空气平台上对一台自由活塞膨胀机-直线发电机集成系统进行了试验研究,同时,基于MATLAB/Simulink软件搭建了系统仿真模型并进行了验证.　基于该仿真模型研究了活塞初始位移、活塞-动子连杆质量以及工作频率等对系统动力特性的影响.　结果表明:当仿真进气压力为　0.　188　MPa、工作频率为　2.　5　Hz　时,初始位移存在唯一值-0.　045　307　m,使得活塞以位移0点为中心做往复运动;当进气压力、工作频率一定时,活塞运动行程、速度峰值、加速度峰值以及指示功均随活塞-动子连杆质量增大而减小.　当系统启动时,工作频率应高于固有撞击频率f0　,避免活塞对气缸顶面(或端面)产生撞击.