傳統的往復式內燃機經過一百多年的發展，已經成為現代社會最重要的動力裝置，應用范圍幾乎覆蓋人類生活的每一個角落。然而伴隨人類社會的進步，特別是汽車工業的快速發展，內燃機使用數量和應用規模也劇烈增加，與之而來的傳統石化資源日益短缺也成為各個國家面臨的重要問題。與此同時，大量內燃機排放的廢氣，成為大氣污染的主要來源之一。僅僅針對汽車發動機尾氣污染，各國政府已經相繼出臺了完善的排放法規，規范指標日趨嚴格。

在節約能源與保護環境的雙重壓力下，研究人員在注重對傳統往復活塞式內燃發動機進行技術改進和優化性能的同時，也在積極探索新能源汽車技術原理，努力開發新型車用動力裝置。在此背景下，以能源多元化、傳動方式混合化為主要趨勢的新能源汽車技術迅猛發展，出現了如燃料電池、氫燃料發動機、油電混合動力和純電力驅動的新能源汽車。其中，一種名叫自由活塞直線發電機的新型直線混合動力裝置也在此背景下應運而生，它將自由活塞發動機和直線發電機耦合成為一個整體，通過活塞的往復運動，將燃料的化學能轉換為電能輸出，進而驅動汽車運行。與傳統往復活塞式發動機和旋轉發電機組成的混合動力系統相比，其最大的特點是沒有了曲柄連桿機構，具有壓縮比可變、結構簡單、能量傳遞鏈短、多燃料適用性廣等多種潛在優勢，是近年來國內外眾多研究機構所關注的一種新型動力機械裝置。

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