在液压自由活塞发动机中采用了该方案。在该方案中，热能向机械能转换装置的能量转化机理与传统二冲程内燃机基本相同。活塞的回程运动通过液压回程式动力装置实现，该装置由液压蓄能器作为回程元件，通过不断地蓄能和释放能量实现活塞-柱塞杆组件的连续往复直线运动。

      该设计方案的主要特点是无曲柄连杆机构约束，活塞运动相对自由；一般2个冲程完成1个工作循环；没有飞轮，零件数量少，体积小，重量轻；活塞与缸体间无侧向力作用，摩擦及磨损小，机械效率高；动力装置内部及其应用系统能量转换与传递环节简短，能量转换及传递效率高但是，这种方案的回程装置复杂且难以控制，存在附属系统驱动困难、启动系统难以实现等问题。

      二冲程活塞式发动机动力装置+轴向式柱塞泵+弹簧。该方案采用的回程装置是由组合弹簧作为回程元件，通过弹簧不断地蓄能和释放能量来实现活塞和柱塞组件的连续往复直线运动。第一工作室的结构和工作原理与二冲程内燃机相同。该方案具有方案一的优点，而且结构更为简单，但同时也存在动力活塞无固定止点、无固定行程，附属系统驱动困难以及启动系统难以实现等问题，特别是作为回程元件的组合弹簧存在自振频率较低、容易引起弹簧谐振、使用寿命较低等问题。