В работе проведен анализ возможности улучшения конструкции основных деталей малоразмерного поршневого двигателя с воздушным охлаждением. Приведены результаты моделирования параметров рабочего процесса для дальнейшего прочностного анализа. Разработаны трехмерные твердотельные модели деталей прототипа и предлагаемой конструкции. Показаны результаты сравнительного моделирования напряженного состояния шатунно-поршневой группы. Показано, что изменение конструкции и замена материалов позволяют существенно снизить массу двигателя при сохранении прочности и жесткости. Снижение массы двигателя на 46%, снижение массы подвижных деталей - 36%.