除此之外，F(xiàn)PEG的基本結(jié)構(gòu)與一個(gè)單氣缸兩沖程的發(fā)動(dòng)機(jī)基本相同。在燃燒室的一端設(shè)有噴油嘴、火花塞（原型機(jī)使用汽油為燃料）和排氣門，而混合氣則是從汽缸襯墊的掃氣孔中進(jìn)入燃燒室。

FPEG模擬剖面圖

　　W形活塞的設(shè)計(jì)是FPEG的關(guān)鍵之處。在氣缸的底座中，有一個(gè)固定的圓柱支柱。中空的活塞就是依附在這個(gè)固定的支柱上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，固定支柱內(nèi)部設(shè)計(jì)了冷卻油的管道。為了保證活塞在潤(rùn)滑條件不足的情況下也能正常地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在活塞和氣缸襯墊上都使用了陶瓷涂層降低摩擦力。而依附于活塞的磁鐵的位置被設(shè)在遠(yuǎn)離燃燒室的一端，避免受到高溫的影響而出現(xiàn)消磁現(xiàn)象。

　　與傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，沒有曲柄連桿機(jī)構(gòu)之后，發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失大大降低，推動(dòng)活塞往復(fù)的氣壓彈簧室雖然也是依靠氣體壓縮做功，但是其橫截面積越大，氣體壓縮后的問題也就越低，也就減少了整個(gè)過程中的熱力損失。而在發(fā)電上，因?yàn)榇盆F與線圈之間的間隙固定，能夠保證發(fā)電效率。在模擬實(shí)驗(yàn)中，不管是使用汽油機(jī)還是柴油機(jī)的熱效率都有所提升，其中10千瓦下的柴油機(jī)熱效率達(dá)到了42%。

　　當(dāng)然，凡事有利必有弊。

　　雖然取消曲柄連桿機(jī)構(gòu)，把發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)大幅度簡(jiǎn)化并且熱效率也有所提升，但是隨之而來的問題就是，活塞位置的確定變成了一個(gè)難題，因?yàn)闊o法通過曲柄的轉(zhuǎn)角來確定了。但是活塞的位置又是一個(gè)至關(guān)重要的因素，燃油噴射、點(diǎn)火、打開和關(guān)閉排氣門的時(shí)間都由它決定，而且在FPEG中，是活塞的運(yùn)動(dòng)切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生電磁反應(yīng)從而發(fā)電，活塞的位置也就更加重要。

　　為了能夠得知活塞的具體位置，研究院在活塞上設(shè)計(jì)了許多溝槽，并在氣缸內(nèi)表面上安裝了間隙傳感器。活塞上溝槽的深度不同，活塞運(yùn)行在不同位置時(shí)，與氣缸內(nèi)表面的間隙也就不同，間隙傳感器通過間隙不同確定活塞位置。

　　沒有曲柄連桿機(jī)構(gòu)的另外一個(gè)問題是活塞的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)不再固定。FPEG中，活塞是依附于氣缸內(nèi)的固定支柱往復(fù)運(yùn)動(dòng)，雖然支柱的長(zhǎng)度確定了活塞的運(yùn)動(dòng)范圍，但是在這個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，上下止點(diǎn)卻都是不固定的。上止點(diǎn)取決于點(diǎn)火時(shí)間，當(dāng)點(diǎn)火之后，燃燒氣體膨脹做功，活塞則開始下行；下止點(diǎn)取決于氣壓彈簧室的壓力，當(dāng)氣壓彈簧室的壓力到一定值時(shí)，則推動(dòng)活塞上行。另外，上下止點(diǎn)的不固定，也讓氣缸的壓縮比不再是一個(gè)固定值。

　　而為了保證燃燒過程的穩(wěn)定性，上下止點(diǎn)的位置必須被精確控制。因此，雖然簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，但是對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的要求，卻更高了，控制系統(tǒng)的設(shè)定也就更加復(fù)雜。而且，對(duì)于控制系統(tǒng)的要求并不止于此。兩沖程的發(fā)動(dòng)機(jī)得不到普及的原因之一就在于其排氣與進(jìn)氣過程的重合，換氣過程中很容易有未燃燒的混合氣隨著廢氣共同排除，造成損失，因此在FPEG中，排氣門的開啟和關(guān)閉時(shí)間也需要得到精確地控制。

當(dāng)然，可控因素的增多也有一個(gè)好處，就是可以根據(jù)運(yùn)行需要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證發(fā)動(dòng)機(jī)一直運(yùn)行在高效的工況之下。

　　到目前為止，F(xiàn)PEG還處于試驗(yàn)階段。FPEG的原型機(jī)在實(shí)驗(yàn)室中穩(wěn)定運(yùn)行了4個(gè)小時(shí)，暫時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)任何冷卻或者潤(rùn)滑不足的問題。但是如果要進(jìn)行量產(chǎn)，工程師們還有很多工作要做，除了控制系統(tǒng)之外，在系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、壽命乃至輸出功率和轉(zhuǎn)化效率的提升上，都還需要進(jìn)一步的研究。