二冲程发动机在两个行程内完成一个工作循环的发动机。二冲程发动机曲轴转一圈，发动机对外作功一次。压缩与吸气过程同时进行，做功后立即进行排气。由于完成一个做功循环需要活塞运动两个行程，所以叫二冲程。
一个周期（即曲轴回转一周）由四个冲程构成，或者活塞在气缸中单方向的直线运动。四冲程发动机比两冲程的效率要高很多，同时四冲程发动机比二冲程发动机诞生更早。
阿特金森循环发动机（Atkinson cycle Engine）是一种基于体积内燃机的内燃机，其膨胀比大于压缩比，提高了热效率。在循环中，压缩进气的压缩比和膨胀比相等，因此压缩比越高，热效率越高，但普通汽油发动机的压缩比越高，压缩冲程中的混合物过热，燃烧开始，因此压缩比在 9 到11之间。 另一方面，阿特金森循环通过增加膨胀比提高了热效率。阿特金森循环发动机的优点是燃油效率的提高，但它伴随着低速扭矩和高端动力损失。
柴油发动机是德国鲁道夫柴油公司发明的内燃机。 发动机的结构是，只有空气被吸入气缸，压缩到高压，并上升到高温，燃料被喷射到缸内，自然点火。 在实用内燃机中，它被认为是热效率最高的发动机类型，除了轻油和重油外，还可用于各种液体燃料。
米勒循环发动机（Miller cycle Engine）是美国拉尔夫·米勒（Ralph Miller）开发的发动机，通过更简单的活塞连接提高了奥托发动机的发动机效率。 吸入阀在压缩冲程的第一个期间保持打开状态，因此活塞上升冲程中吸入的混合气体的一部分从吸入阀返回到歧管，而其他气缸吸入的发动机，而不是机械地缩短压缩冲程。
星形发动机（Radial引擎）是一种径向排列的气缸，主要用于飞机。 第一个引擎是星形发动机，由五个圆柱体径向组成，安装在串联翼的航空器上，1903 年 10 月 7 日和 12 月 8 日，美国 Samuel Pierpont Langley 用于在波托马克河水上进行的载人飞行实验。 该发动机由兰利·曼利·巴尔泽飞机发动机（Langley Manly Balzer Aero Engine）于1901年制造，由斯蒂芬·马里斯·巴尔泽和查尔斯·曼利设计。 发动机总尺寸为直径37英寸，宽19英寸，重209.6磅（95.2千克），水冷5缸径向发动机，950rpm时39.1Kw（52.4hp），孔5英寸，冲程5.5英寸。 实验以失败告终，但成为飞机星形发动机的先驱。
旋转发动机（Rotary engine）是美国斯特凡·巴尔策（Stephen Marius Balzer）发明的，其径向排列的气缸围绕固定曲轴旋转。 第一个发动机是 1894 年制造的三缸旋转发动机。将旋转发动机的气缸固定到机身上，曲轴旋转的发动机称为星形发动机。
涡轮发动机是一种发动机，它使用压缩机压缩空气并将其送入燃烧室，将燃油吹入燃烧室并燃烧，然后使用产生的高温和高压燃烧气体旋转涡轮机，并将其作为轴向输出取出，或膨胀和排气燃烧气体的热能以获得推力。
万克尔转子发动机（Wankel Engine）是德国费利克斯·万克尔发明的发动机，由三角形转子在外设曲线外壳中进行行星运动。 进气和排气呈端口形状，无阀，接近双冲程发动机。
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