自由活塞式发动机是直线发电系统的动力源装置，其重要性自然不言而喻，因此很有必要对自由活塞运动特性与发动机系统工作原理进行简要介绍分析。

2.1.1发动机系统中自由活塞的运动特性

为了简化分析针对自由活塞的运动特性做如下假设:

(1)左右两个燃烧室燃烧对活塞产生的推力大小相同，方向相反。

(2>忽略活塞连杆运动过程中所受的摩擦阻力，或将其等效到燃烧推力中。

(3)忽略环境因素对活塞运动的影响。

(4)假设气缸燃烧气体作用力力的变化是周期T的函数。

2.1.2自由活塞式发动机工作原理

    从两冲程自由活塞式发动机的发展历程可以看出，按照其结构形式可将其简单划分为单活塞式、双活塞式和对置活塞式三类，发电机应用于双活塞式发动机系统。

    直线发电机活塞组件的往复运动过程是非线性动力学系统，较为复杂该系统由圆筒型永磁直线发电机、活塞、连杆、燃烧室等组成。直线发电机通过连杆与活塞相连，通过左右两个燃烧室中气体交替点燃膨胀，推动活塞左右往复运动，从而带动直线电机动子左右往复运动，使定子绕组切割磁力线，产生感应电动势，完成能量转换。发电机产生的三相交流电经过滤波、整流、逆变，给蓄电池充电。与传统的旋转发电系统相比，该系统直接将活塞的动能直接转换成电能，省去中间的传动装置，具有结构简单、系统转换效率高等优点。