传统的往复式内燃机经过一百多年的发展，已经成为现代社会最重要的动力装置，应用范围几乎覆盖人类生活的每一个角落。然而伴随人类社会的进步，特别是汽车工业的快速发展，内燃机使用数量和应用规模也剧烈增加，与之而来的传统石化资源日益短缺也成为各个国家面临的重要问题。与此同时，大量内燃机排放的废气，成为大气污染的主要来源之一。仅仅针对汽车发动机尾气污染，各国政府已经相继出台了完善的排放法规，规范指标日趋严格。

在节约能源与保护环境的双重压力下，研究人员在注重对传统往复活塞式内燃发动机进行技术改进和优化性能的同时，也在积极探索新能源汽车技术原理，努力开发新型车用动力装置。在此背景下，以能源多元化、传动方式混合化为主要趋势的新能源汽车技术迅猛发展，出现了如燃料电池、氢燃料发动机、油电混合动力和纯电力驱动的新能源汽车。其中，一种名叫自由活塞直线发电机的新型直线混合动力装置也在此背景下应运而生，它将自由活塞发动机和直线发电机耦合成为一个整体，通过活塞的往复运动，将燃料的化学能转换为电能输出，进而驱动汽车运行。与传统往复活塞式发动机和旋转发电机组成的混合动力系统相比，其最大的特点是没有了曲柄连杆机构，具有压缩比可变、结构简单、能量传递链短、多燃料适用性广等多种潜在优势，是近年来国内外众多研究机构所关注的一种新型动力机械装置。

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