由于自由活塞內燃發電機取消了曲柄連桿機構，直接以電能的形式輸出能量，與傳統內燃機-發電機結構相比，具有以下優點：
(1)取消了曲柄連桿機構，活塞組件成為唯一的運動組件，使結構更加緊湊；減小了活塞與缸套之間的機械摩擦，提高了機械效率；
(2)沒有曲柄連桿結構的機械約束，活塞處于自由態，壓縮比可以在很大范圍內自由調節，使燃用多燃料成為可能；
(3)根據功率需求，采用多臺直線內燃發電機并聯運行；單臺出現故障，不會影響系統的整體運行；
(4)瞬態響應特性好。由于取消了飛輪等蓄能元件，直線內燃發電機可以快速實現狀態切換；
(5)對置活塞結構平衡性良好，運行噪聲較小。
但是，由于取消了曲柄連桿機構和飛輪，活塞組件的運行規律完全由缸內的燃燒過程決定，這就需要更加精確的燃燒控制系統，以避免失火、活塞撞擊缸蓋等問題，實現系統的穩定運行。
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