對置活塞式發動機的每個模塊都有一對對置的氣缸，每個氣缸有兩個對置活塞。兩個活塞通過一長一短兩個連杆與曲軸相連，兩個氣缸分置曲軸兩側，這樣大大縮小了發動機的長度和體積。汽油和柴油對置活塞發動機主要用于船舶、軍用坦克和工廠大型設備。

　　與使用傳統設計的每缸一個活塞的現代二沖程發動機相比，對置活塞式發動機的優勢在于：消除了氣缸蓋和氣門機構，從而減少了發動機的重量，複雜性，成本，熱損失和摩擦損失。

　　通過燃燒室産生氣體的單向掃氣運動，避免了與現代錯流式掃氣設計相關的缺點，降低了發動機的高度。

　　對置活塞式發動機的缺點是必須将來自兩個相對活塞的動力耦合在一起。與僅使用單個曲軸作為動力輸出的傳統活塞發動機相比，這增加了重量和複雜性。

　　對置活塞式發動機最常見的布局是使用兩個曲軸，使曲軸齒輪齧合在一起（沿相同方向或相反方向）。發動機在每個氣缸中使用一個活塞露出進氣口，而另一個在排氣口露出活塞。每個活塞根據其在這方面的功能被稱為進氣活塞或排氣活塞。

　　由于通過氣缸的氣流是軸向的而不是徑向的，因此這種布局可提供出色的掃氣效果，并簡化了活塞頂的設計。在使用多個氣缸的設計中，每個大端軸承都為一個進氣口和一個排氣活塞提供動力，并為排氣活塞使用叉形連杆。

　　對置活塞式二沖程柴油機的工作原理與二沖程發動機相似，都是在曲軸旋轉一周的時間内完成一個工作循環。

　　對置活塞式二沖程柴油機開始時，掃氣口和排氣口都已經完全打開。經過增壓的空氣從進氣道和進氣口進入氣缸，掃除廢氣。廢氣經過另一側的排氣口排出。随着外活塞的向内移動進氣口先關閉，換氣過程進入排氣階段，之後内活塞向外移動使排氣口也關閉，換氣過程結束，氣缸的空氣開始被壓縮。

　　内活塞從上止點移至下止點，外活塞從下止點移至上止點。壓縮終了時，布置在氣缸套上的噴油器向由内外活塞組成的燃燒室内噴油，并自行着火燃燒。高溫高壓的燃燒氣體膨脹做功，推動活塞運動。

　　1882年的阿特金森差分發動機是最早的對置活塞發動機之一。阿特金森差分發動機在曲軸的每轉上都有動力沖程。

　　▲阿特金森差分發動機

　　1898年，在Hoerde鐵廠安裝了Oechelhäuser兩沖程對置活塞發動機，可産生600 hp（447 kW）的功率。

　　▲Oechelhäuser兩沖程對置活塞發動機

　　法國公司Gobron-Brillié于1900年生産了一種早期的對置活塞汽車發動機。1904年4月，由對置活塞發動機驅動的Gobron-Brillié汽車是有史以來第一台時速超過150 km / h的汽車。

　　▲Gobron-Brillié對置活塞發動機

　　1904年7月17日，Gobron-Brillié汽車成為首個以每小時100英裡（161公裡/小時）的速度行駛的汽車。發動機在汽缸的一端使用了單個曲軸，在對置的活塞上使用了十字頭。

　　第一台對置活塞式柴油發動機是在俄羅斯Kolomna工廠生産制造的。設計師雷蒙德·科雷沃于1907年11月6日在法國為該發動機申請了專利，并在國際展覽會上展出了該發動機，但并未投入生産。Kolomna設計采用了兩個通過齒輪連接曲軸的典型布局。

　　1914年，辛普森的平衡二沖程摩托車發動機在氣缸中心下方使用單個曲軸，兩個活塞均通過杠杆連接。該發動機是曲軸箱壓縮設計，其中一個活塞用于打開吸氣口，另一個用于打開排氣口。這種設計的優點是避免了當時大多數二沖程發動機使用的活塞導流闆拱頂。

　　▲1914年辛普森的對置活塞式發動機

　　英國多克斯福德發動機工廠制造了大型航海用的對置活塞發動機，第一台多克斯福德發動機于1921年安裝在船上。該柴油發動機在汽缸的一端使用了一個曲軸，并在對置的活塞上使用了十字頭。第一次世界大戰後，這些發動機以多種型号生産，例如P和J系列，輸出功率高達20,000 hp（14,914 kW）。1980年英國停止生産多克斯福德發動機。

　　▲USS潘帕尼托潛艇上的費爾班克斯莫爾斯38 8-1 / 8柴油發動機

　　1930年代，德國設計的費爾班克斯莫爾斯38 8-1 / 8柴油發動機曾在1940年代和1950年代的美國潛艇以及1930年代的船隻中使用。從1944年起，它也被用于機車中。

　　▲費爾班克斯莫爾斯38 8-1 / 8柴油發動機

　　後來的對置活塞柴油發動機包括1932年在德國制造的Junkers Jumo 205飛機發動機，該發動機具有一個曲軸，其設計類似于1900–1922Gobron-Brillié發動機。

　　▲Junkers Jumo 205柴油飛機發動機

　　納皮爾·德爾蒂奇發動機工廠1954年發布Deltic發動機，後來成為英國55級鐵路機車和英國23級鐵路機車的标配，并為快速巡邏艇和皇家海軍掃雷車提供動力。

　　1959年，納皮爾·德爾蒂奇發動機工廠推出了Leyland L60 19 L（1,159立方英寸）六缸柴油發動機。L60在英國生産，用于Chieftan坦克。從1963年至1987年生産的蘇聯T-64坦克也使用了此款對置活塞柴油發動機。

　　▲Leyland L60 六缸柴油發動機

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