Dưới đây, chúng ta sẽ khám phá các kiểu thiết kế động cơ phổ biến và đánh giá ưu nhược điểm của từng loại. 

1. Động cơ I4 - 4 xi-lanh thẳng hàng

Động cơ này là “lựa chọn vàng” trên các dòng xe phổ thông hiện nay. Chính vì vậy, chúng ta có thể thấy kết cấu động cơ này có mặt trên nhiều dòng xe bình dân tại Việt Nam. Động cơ I4 gồm 4 xi-lanh được xếp thẳng hàng với chỉ có một nắp máy và một hàng van xu-páp (Giống hình chữ I). 

Ưu điểm

- Thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng có thể lắp đặt trong nhiều loại khoang máy khác nhau, thích hợp cho các xe sử dụng hệ dẫn động cầu trước. 

- Khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt nhờ trọng lượng nhẹ và thường chỉ sử dụng một ống xả. 

- Dễ thay thế sửa chữa các bộ phận và chi tiết bên trong.

- Nhờ có ít chi tiết chuyển động và chỉ có một nắp máy xu-páp cho nên động cơ I4 nên tối ưu được năng lượng. 

Nhược điểm

- Thiết kế nhỏ nên động cơ I4 bị giới hạn về dung tích xi-lanh.

- Động cơ i4 thường bị rung lắc khi chạy ở tốc độ cao. Hơn nữa, với kiểu thiết kế trọng tâm cao sẽ không phù hợp với các dòng xe thể thao. Để giải quyết vấn đề này, động cơ I4 phải lắp thêm một hệ thống trục cân bằng để triệt tiêu sự rung lắc, cân bằng động cơ.

- Khả năng vận hành của động cơ I4 cũng không êm ái, bền bỉ như động cơ I6, V8,...

2. Động cơ I6 - 6 xi-lanh thẳng hàng 

Tương tự động cơ i4, động cơ I6 gồm 6 xi-lanh thẳng hàng bố trí với một nắp máy và một hàng van xu-páp. Loại động cơ này có nhiều hơn 2 xi-lanh và thường xuất hiện trên các dòng xe hạng sang như Mercedes, BMW. 

Ưu điểm

- Do có thiết kế đơn giản nên động cơ I6 có chi phí sản xuất thấp.

- Động cơ I6 có ưu điểm so với động cơ I4 là đã được tối ưu hoá lại việc bố trí thứ tự kích nổ bên trong xi-lanh. Nhờ vậy, động cơ này hoạt động êm ái hơn. 

- Dễ dàng sửa chữa, chăm sóc bảo dưỡng. 

Nhược điểm

- Vì có nhiều xi-lanh hơn động cơ I4 nên động cơ I6 không phù hợp cho các dòng xe dân dụng cỡ nhỏ.

- Động cơ I6 cũng không phù hợp cho những xe sử dụng hệ dẫn động cầu trước, hầu hết các xe sử dụng loại động cơ này đều sử dụng hệ dẫn động cầu sau.

- Độ bền của loại động cơ này cũng kém hơn động cơ V6 vì "mỏng" hơn. 

 

3. Động cơ Boxer - động cơ dạng phẳng

Đây là loại động cơ có xi-lanh đặt nằm ngang trên một mặt phẳng và đối xứng nhau. Vì vậy, pít-tông chỉ chuyển động sang trái hay sang phải thay vì chuyển động dọc như kết cấu chữ I. Subaru và Porche là hai thương hiệu nổi tiếng với loại động cơ này, chúng thường được lắp đặt trên các dòng xe thể thao. 

Ưu điểm 

- Do được thiết kế phẳng nên động cơ Boxer có trọng tâm thấp, điều này giúp xe đi đầm và hoạt động ổn định hơn. 

- Các xi-lanh di chuyển theo hướng ngược chiều nhau giúp phân bố lực đều hơn, điều này giúp giảm tình trạng rung lắc khi di chuyển ở vận tốc cao. 

- Động cơ có hiệu suất và khả năng vận hành tốt. 

Nhược điểm

- Với kiểu thiết kế 2 hàng xi-lanh đối xứng nhau, động cơ Boxer cần nhiều diện tích khoang máy theo chiều rộng, điều này làm ảnh hưởng xấu đến thiết kế khoang máy. 

- Cũng với kiểu thiết kế hai hàng nắp máy và 2 hàng xi-lanh độc lập dẫn đến chi phí sản xuất, sửa chữa cao. 

4. Động cơ V 

Khác với loại động cơ thẳng hàng, động cơ chữ V phức tạp hơn vì nó gần như tương đương với 2 động cơ thẳng hàng. Cụ thể, các bộ phận phải nhân đôi như 2 nắp quy lát, 4 trục cam, …(riêng trục khuỷu sử dụng chung). Nhìn vào cấu trúc, động cơ chữ V có chuyển động pít-tông phức tạp hơn động cơ thẳng hàng. Các loại động cơ chữ V phổ biến như: V6, V8, V10 hoặc V12. 

Ưu điểm

- Động cơ chữ V có thiết kế linh hoạt để áp dụng trên cả dòng xe sử dụng hệ dẫn động cầu trước lẫn cầu sau.

- Động cơ chữ V có thể lắp được nhiều xi-lanh, từ đó cải thiện khả năng sinh công của xe. 

- Động cơ chữ V có cấu trúc vuông vắn hơn so với động cơ chữ I. Điều này góp phần giúp hạn chế tối đa lực ly tâm khi xe vào cua ở những dải vận tốc cao.

- Thiết kế chữ V cho phép lực phân bố đều sang hai bên vì vậy giảm thiểu tối đa các rung lắc gây ra trong quá trình chuyển động của pít-tông. 

- So với động cơ thẳng hàng, động cơ có trục khuỷu ngắn hơn và không cần đến hệ thống trục cân bằng để triệt tiêu rung lắc như trường hợp động cơ thẳng hàng.

Nhược điểm

- Do phải lắp đặt thêm nhiều bộ phận, động cơ chữ V đắt hơn cả chi phí chăm sóc và bảo dưỡng. 

- Tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn. 

- Lớn và nặng hơn động cơ thẳng hàng. 

- Động cơ từ V8, V10, V12 đòi hỏi tính đến sự thiết kế khung chịu lực lớn, trọng lượng tăng dần, giá thành sản xuất tăng, mức tiêu hao nhiên liệu lớn ngày càng lớn.

- Chỉ phù hợp với những chiếc xe cỡ lớn. 

5. Động cơ W/động cơ VV (V kép)

Về cấu tạo, nếu động cơ chữ V có thiết kế với 2 hàng xy-lanh thẳng hàng xếp hình chữ V, thì động cơ W có cấu tạo tương tự như 2 động cơ chữ V đặt cạnh nhau. Loại động cơ này thường có 8;12;16, cá biệt có 18;32 xi-lanh. Động cơ W thường được sử dụng trong các dòng xe như Audi A8L, VW Touareg, Bentley Continental GT, Bugatti Veyron và Chiron.

Động cơ W có cấu tạo phức tạp, yêu cầu sắp xếp các xi-lanh khoa học để giảm thiểu kích thiểu kích thước của động cơ. 

Ưu điểm

- Tạo ra nhiều mô men xoắn hơn so với động cơ V12 do cách bố trí trục khuỷu và xi-lanh. 

- Được thiết kế trải dài theo chiều rộng, động W thường ngắn hơn về chiều dài so với động cơ chữ V.

- Được cấu tạo bởi nhiều xi-lanh và thể tích mỗi xi-lanh lớn nên các loại động cơ W có công suất đầu ra rất cao.

Nhược điểm

- Là loại động cơ gồm nhiều thành phần chuyển động, nhiều xi-lanh và hiệu suất lớn nên động cơ W thường rất ồn. 

- Chi phí sản xuất đắt vì có nhiều bộ phận và chi tiết.