余热回收技术能提高车用内燃机的能量转换效率，本文结合实验室搭建的自由活塞膨胀机—直线发电机试验台架，利用MATLAB/Simulink　软件搭建了自由活塞膨胀机(FPE)模型，进行仿真得到自由活塞膨胀机不同活塞初始位置、进气压力、频率和不同活塞连杆质量对自由活塞膨胀机运动特性的影响。仿真结果表明，活塞的初始位置在最优位置点时，活塞运动的对称性和稳定性最佳；增大进气压力可以增大活塞连杆的峰值速度和加速度，同时能加快活塞的响应时间；增大进气频率，活塞的最大位移减小，活塞的峰值速度降低；增大活塞连杆质量，活塞的位移、速度和加速度都会减小，但活塞运动的对称性变好。