揭开自由活塞发动机的秘密

自由活塞发动机通常由两个活塞在一个气缸中，两端密封，中间相互撞击，燃料被引入气缸中，并在活塞撞击时点火，推动活塞快速分离，气缸两端的空气Pocket则作为气动弹簧，将活塞推回中间，重复整个过程。

由于燃烧室是由两个活塞之间形成的，而不是活塞和固定气缸盖之间，因此压缩比可以理论上变化，而不需要额外的机械部件，如果燃料点火时活塞靠近，则压缩比高；如果燃料点火时活塞远离，则压缩比低。

自由活塞发动机不太适合直接机械驱动，但可以用作空气压缩机或涡轮驱动，它们作为扩展电动汽车和系列混合动力系统的发电机的潜力正在被关注，通过在活塞中嵌入永久磁铁，并将气缸包围在线圈中，它们可以变成“线性电机”，在活塞沿气缸移动时生成电力。

自由活塞发动机的难点是确定活塞在其旅行中的确切位置，这可以通过测量曲轴角度在常规发动机中轻松实现，英国公司Libertine已经解决了这个问题，其“线性电机和控制技术平台”可以在启动时暂时增加压缩比，以避免生物乙醇的冷启动问题。

Libertine的机器被视为一种使用化石燃料以外的燃料为重型电动汽车提供动力的方式，而不需要庞大的电池，同样，小型版本的自由活塞线性发电机也可以安装在系列混合动力汽车中。

文章还讨论了酒精燃料，如生物乙醇，为什么会引起冷启动问题，如果酒精燃料的浓度太高，会在燃烧室和气缸壁上产生冷却效应，从而导致冷启动问题，这也是为什么在英国销售的汽油混合燃料中，酒精燃料的浓度较低，如E5和E10。

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