เครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามคือเครื่องยนต์ลูกสูบที่แต่ละกระบอกสูบมีลูกสูบอยู่ที่ปลายทั้งสองข้าง และไม่มีฝาสูบเครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามที่ใช้เชื้อเพลิงเบนซินและดีเซลส่วนใหญ่ใช้ในงานขนาดใหญ่ เช่น เรือ รถถัง และโรงงาน ผู้ผลิตเครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามในปัจจุบัน ได้แก่Cummins , Achates PowerและFairbanks-Morse Defense (FMDefense )

เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์สองจังหวะ ในปัจจุบัน ซึ่งใช้การออกแบบแบบเดิมที่มีลูกสูบหนึ่งตัวต่อกระบอกสูบ ข้อดีของเครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามมีดังนี้:

• การกำจัดฝาสูบและระบบวาล์วซึ่งช่วยลดน้ำหนัก ความซับซ้อน ต้นทุน การสูญเสียความร้อน และการสูญเสียแรงเสียดทานของเครื่องยนต์^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}
• สร้าง การเคลื่อนที่ของก๊าซ แบบกวาดล้างแบบไหลทางเดียวผ่านห้องเผาไหม้^{[ 4 ] [ 5 ]}ซึ่งหลีกเลี่ยงข้อเสียที่เกี่ยวข้องกับ การออกแบบ กวาดล้างแบบไหลข้ามของเครื่องยนต์ลูกสูบในยุคแรก
• ความสูงของเครื่องยนต์ที่ลดลง

ข้อเสียหลักคือลูกสูบสองตัวที่อยู่ตรงข้ามกันต้องเชื่อมต่อกันด้วยเฟือง ซึ่งทำให้มีน้ำหนักและความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ลูกสูบแบบดั้งเดิมที่ใช้เพลาข้อเหวี่ยง เพียงอันเดียว เป็นตัวส่งกำลัง

รูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุดคือเพลาข้อเหวี่ยงสองอัน โดยเพลาข้อเหวี่ยงทั้งสองจะต่อกันเป็นเฟือง (ไม่ว่าจะในทิศทางเดียวกันหรือทิศทางตรงกันข้าม) ^{[ 6 ]} เครื่องยนต์ Koreyvo, Jumo และNapier Delticใช้ลูกสูบหนึ่งตัวต่อกระบอกสูบเพื่อเปิดพอร์ตไอดี และอีกตัวเพื่อเปิดพอร์ตไอเสีย ลูกสูบแต่ละตัวจะถูกเรียกว่าลูกสูบไอดีหรือลูกสูบไอเสีย ขึ้นอยู่กับหน้าที่ของมัน รูปแบบนี้ให้การกวาดล้างที่ดีเยี่ยม เนื่องจากก๊าซไหลผ่านกระบอกสูบในแนวแกนมากกว่าแนวรัศมี และทำให้การออกแบบหัวลูกสูบง่ายขึ้น ใน Jumo 205 และรุ่นต่างๆ เพลาข้อเหวี่ยงด้านบนจะทำหน้าที่ลูกสูบไอเสีย และเพลาข้อเหวี่ยงด้านล่างจะทำหน้าที่ลูกสูบไอดี ในการออกแบบที่ใช้กระบอกสูบหลายชุด แบริ่งปลายใหญ่แต่ละตัวจะทำหน้าที่ลูกสูบไอดีหนึ่งตัวและลูกสูบไอเสียหนึ่งตัว โดยใช้ก้านสูบแบบง่ามสำหรับลูกสูบไอเสีย

หนึ่งในเครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามเครื่องแรกคือเครื่องยนต์ Atkinson differential ^{ปี 1882 [ 7 ]}ซึ่ง^{มีจังหวะ}กำลังในทุกการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง (เมื่อเทียบกับการหมุนครั้งที่สองของ เครื่องยนต์ Otto cycle ในยุคเดียวกัน ) แต่ไม่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์^{[ 8 ]}

ในปี พ.ศ. 2441 เครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามสองจังหวะ Oechelhäuser ที่ให้กำลัง 600 แรงม้า (447 กิโลวัตต์) ได้ถูกติดตั้งที่โรงงานเหล็ก Hoerde ^{[ 9 ]}การออกแบบเครื่องยนต์นี้ยังได้รับการผลิตภายใต้ใบอนุญาตโดยผู้ผลิตหลายราย รวมถึง Deutsche Kraftgas Gesellschaft ในเยอรมนี และWilliam Beardmore & Sonsในสหราชอาณาจักร^{[ 10 ]}

ในปี พ.ศ. 2444 เครื่องยนต์ Kansas City Lightning Balanced Gas and Gasoline Engines เป็นเครื่องยนต์เบนซินที่ให้กำลัง 4–25 แรงม้า (3–19 กิโลวัตต์) ^{[ 11 ]}

เครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามรุ่นแรกๆ ผลิตขึ้นโดยบริษัทGobron-Brillié ของฝรั่งเศส ราวปี 1900 เมื่อวันที่ 31 มีนาคม 1904 ^{[ 12 ] [ 13 ]}รถยนต์ Gobron-Brillié ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามเป็นรถยนต์คันแรกที่ทำความเร็วได้เกิน 150 กม./ชม. ด้วย "สถิติความเร็วโลก" ที่ 152.54 กม./ชม. (95 ไมล์ต่อชั่วโมง) ^{[ 14 ]}เมื่อวันที่ 17 กรกฎาคม 1904 รถยนต์ Gobron-Brillié กลายเป็นรถยนต์คันแรกที่ทำความเร็วได้เกิน 100 ไมล์ต่อชั่วโมง (161 กม./ชม.) ในระยะทาง 1 กิโลเมตร^{[ 15 ]}เครื่องยนต์ใช้เพลาข้อเหวี่ยงเดี่ยวที่ปลายด้านหนึ่งของกระบอกสูบและหัวต่อสำหรับลูกสูบตรงข้าม

เครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามรุ่นแรกๆ อีกเครื่องหนึ่งอยู่ใน รถยนต์ Arrol-Johnston ของสกอตแลนด์ ซึ่งดูเหมือนว่าจะติดตั้งครั้งแรกในรถบักบอร์ด 10 แรงม้าของพวกเขาราวปี 1900 เครื่องยนต์นี้ได้รับการอธิบายและแสดงภาพประกอบอย่างละเอียดในรายงานเกี่ยวกับรถยนต์ 12-15 แรงม้าของพวกเขาที่จัดแสดงในงาน Olympia Motor-Show ปี 1905 ^{[ 16 ] [ 17 ]}เครื่องยนต์นี้เป็นแบบสี่จังหวะ มีสองกระบอกสูบ (โดยมีลูกสูบตรงข้ามกันในแต่ละกระบอก) โดยมีเพลาข้อเหวี่ยงอยู่ด้านล่าง และลูกสูบเชื่อมต่อด้วยแขนคันโยกกับเพลาข้อเหวี่ยงแบบสองจังหวะ

เครื่องยนต์ดีเซลเครื่องแรกที่มีลูกสูบตรงข้ามกันเป็นต้นแบบที่สร้างขึ้นที่โรงงานผลิตหัวรถจักร Kolomnaในรัสเซีย ผู้ออกแบบคือ Raymond A. Koreyvo ได้จดสิทธิบัตรเครื่องยนต์นี้ในฝรั่งเศสเมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน 1907 และนำไปจัดแสดงในงานนิทรรศการระดับนานาชาติ แต่ก็ไม่ได้เข้าสู่สายการผลิต การออกแบบของ Kolomna ใช้โครงสร้างแบบทั่วไปคือเพลาข้อเหวี่ยงสองอันเชื่อมต่อกันด้วยเฟือง

ในปี พ.ศ. 2457 เครื่องยนต์รถจักรยานยนต์แบบสองจังหวะสมดุลของซิมป์สันเป็นเครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามอีกแบบหนึ่งที่ใช้เพลาข้อเหวี่ยงเดี่ยวอยู่ใต้ศูนย์กลางของกระบอกสูบ โดยลูกสูบทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยคันโยก^{[ 18 ]}เครื่องยนต์นี้เป็นการออกแบบการอัดในห้องข้อเหวี่ยง โดยใช้ลูกสูบหนึ่งตัวเพื่อเปิดพอร์ตถ่ายโอน และอีกตัวเพื่อเปิดพอร์ตไอเสีย ข้อดีของการออกแบบนี้คือการหลีกเลี่ยงการใช้หัวลูกสูบแบบเบี่ยงเบนที่ใช้ในเครื่องยนต์สองจังหวะส่วนใหญ่ในเวลานั้น

โรงงานผลิตเครื่องยนต์ Doxfordในสหราชอาณาจักรสร้างเครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามขนาดใหญ่สำหรับใช้ในเรือ โดยเครื่องยนต์ Doxford เครื่องแรกถูกติดตั้งในเรือในปี 1921 ^{[ 19 ]}เครื่องยนต์ดีเซลนี้ใช้เพลาข้อเหวี่ยงเดี่ยวที่ปลายด้านหนึ่งของกระบอกสูบและหัวต่อสำหรับลูกสูบตรงข้าม^{[ 20 ] [ 21 ]}หลังสงครามโลกครั้งที่ 1 เครื่องยนต์เหล่านี้ถูกผลิตออกมาหลายรุ่น เช่น ซีรีส์ P และ J โดยมีกำลังขับสูงถึง 20,000 แรงม้า (14,914 กิโลวัตต์) การผลิตเครื่องยนต์ Doxford ในสหราชอาณาจักรหยุดลงในปี 1980 ^{[ 20 ] [ 22 ]}

เครื่องยนต์ดีเซลลูกสูบตรงข้ามรุ่นหลังๆ ได้แก่ เครื่องยนต์เครื่องบิน Junkers Jumo 205 ปี 1932 ที่ผลิตในเยอรมนี ซึ่งมีเพลาข้อเหวี่ยงสองอัน ไม่ได้ใช้การออกแบบที่คล้ายกับเครื่องยนต์ Gobron-Brillié ในช่วงปี 1900–1922 ^{[ 23 ]}

ระหว่างปี 1933 ถึง 1938 แลนเซียได้รับลิขสิทธิ์การออกแบบจากจังเกอร์ส และนำเอาโครงสร้างลูกสูบแบบวางตรงข้ามมาใช้กับเครื่องยนต์ Tipo 89 ในรถบรรทุกทหาร Lancia Ro NM เครื่องยนต์นี้มีปริมาตรกระบอกสูบ 3,180 ซีซี (194 ลูกบาศก์นิ้ว) ใช้ลูกสูบแบบวางตรงข้ามในแนวนอน 4 ตัว และเป็นเครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะ ต่อมาแลนเซียได้เพิ่มลูกสูบแบบวางตรงข้ามในแนวนอนอีก 2 ตัว ทำให้มีปริมาตรกระบอกสูบ 4,770 ซีซี (291 ลูกบาศก์นิ้ว) และตั้งชื่อว่า Tipo 90 เพื่อใช้กับรถบรรทุก Lancia Ro-Ro รุ่นปรับปรุงใหม่ เมื่อ Lancia Ro ถูกแทนที่ด้วย Lancia 3Ro ในปี 1939 บริษัทจึงเปลี่ยนไปใช้เครื่องยนต์ดีเซลแบบ 5 สูบเรียงแบบดั้งเดิมมากขึ้น ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ดีเซลแบบ 5 สูบเรียงตัวแรกที่ติดตั้งในรถยนต์

• 
  เครื่องยนต์แก๊ส Oechelhäuser ปี 1898
• 
  เครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามGobron-Brilliéปี 1900 พร้อมแอกยื่น
• 
  เครื่องยนต์ดีเซล Fairbanks Morse 38 8-1/8บนเรือดำน้ำUSS  Pampanito
• 
  รถบรรทุก Leyland L60ที่ใช้ในรถถัง Chieftain

เครื่องยนต์ดีเซล Fairbanks Morse 38 8-1/8ซึ่งออกแบบในเยอรมนีในช่วงทศวรรษ 1930 ถูกนำมาใช้ในเรือดำน้ำของสหรัฐฯ ในช่วงทศวรรษ 1940 และ 1950 และในเรือตั้งแต่ทศวรรษ 1930 จนถึงปัจจุบัน^{[ 24 ]}ถูกนำมาใช้ในหัวรถจักรตั้งแต่ปี 1944

รุ่นเดือนพฤศจิกายน 2021 ของ Fairbanks-Morse 38 8-1/8, FM 38D 8-1/8 Diesel and Dual Fuel ยังคงใช้การออกแบบที่แข็งแรงทนทานเป็นพิเศษเช่นเดิม และมีอายุการใช้งานที่กำหนดไว้มากกว่า 40 ปี แต่ตอนนี้สามารถใช้เชื้อเพลิงได้สองชนิด (ก๊าซและเชื้อเพลิงเหลว โดยจะสลับไปใช้ดีเซลทั้งหมดโดยอัตโนมัติหากก๊าซหมด) ^{[ 25 ]}

เครื่องยนต์ดีเซลสามสูบ Commer TS3 ที่วางจำหน่ายในปี พ.ศ. 2497 มีเพลาข้อเหวี่ยงเดี่ยวอยู่ใต้ศูนย์กลางของกระบอกสูบ โดยลูกสูบทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยคันโยก^{[ 26 ]}

นอกจากนี้ ในปี 1954 ยังมีการเปิดตัวเครื่องยนต์ Napier Deltic สำหรับเรือทหาร โดยใช้เพลาข้อเหวี่ยงสามอัน อันละมุม เพื่อสร้างกระบอกสูบแบบปลายคู่สามแถวที่จัดเรียงเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า เครื่องยนต์ Deltic ถูกนำมาใช้ใน หัวรถจักร British Rail Class 55และBritish Rail Class 23และใช้เป็นพลังงานขับเคลื่อนเรือลาดตระเวนเร็วและเรือ กวาดทุ่นระเบิด ของกองทัพเรืออังกฤษตั้งแต่ปี 1962 Gibbs ได้เชิญMack Trucksให้มีส่วนร่วมในการออกแบบรถดับเพลิงขนาดใหญ่และรถพ่วงของ FDNY โดย DeLaval Turbine ได้รับมอบหมายให้ออกแบบปั๊มแรงเหวี่ยงหลายขั้นตอนโดยใช้เครื่องยนต์ดีเซล Napier-Deltic T18-37C เป็นพลังงานขับเคลื่อนปั๊ม^{[ 27 ]}

ในปี พ.ศ. 2492 เครื่องยนต์ดีเซลหกสูบ Leyland L60ขนาด 19 ลิตร (1,159 ลูกบาศก์นิ้ว) ได้ถูกนำมาใช้ เครื่องยนต์ L60 ผลิตในสหราชอาณาจักรเพื่อใช้ในรถถัง Chieftain ^{[ 28 ]}

รถถัง T-64ของโซเวียตซึ่งผลิตระหว่างปี 1963-1987 ก็ใช้เครื่องยนต์ดีเซลแบบลูกสูบตรงข้ามเช่นกัน คือเครื่องยนต์ 5TDซึ่งพัฒนาโดยโรงงานมาลิเชฟในเมืองคาร์คิฟ หลังจากการล่มสลายของสหภาพโซเวียตมาลิเชฟยังคงพัฒนาและผลิตเครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามสำหรับยานเกราะต่อไป เช่น เครื่องยนต์ 3 สูบ3TDที่ใช้ใน รถลำเลียง พลหุ้มเกราะ BTR-4 Butsefalเครื่องยนต์ 5TD รุ่นปรับปรุงต่างๆ และเครื่องยนต์ 6 สูบ6TDสำหรับรถถัง T-64BM2 และBM Oplot

ในปี 2557 Achates Powerได้เผยแพร่เอกสารทางเทคนิคที่อ้างถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพการประหยัดเชื้อเพลิง 30% เมื่อเปรียบเทียบเครื่องยนต์ของตนกับเครื่องยนต์ดีเซลรุ่นใหม่ที่ติดตั้งเทคโนโลยีขั้นสูง^{[ 28 ]}

Volvoยื่นขอจดสิทธิบัตรในปี 2017 ^{[ 29 ]}

เครื่องยนต์ดีเซล Diesel Air Dair 100 เป็นเครื่องยนต์ ดีเซลสำหรับเครื่องบินแบบสองสูบ ขนาด 100 แรงม้า (75 กิโลวัตต์) ออกแบบและผลิตโดย Diesel Air Ltd แห่งOlney, Buckinghamshireเพื่อใช้ในเรือเหาะเครื่องบินประกอบเอง และเครื่องบินขนาดเล็ก^{[ 30 ]}

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2564 Cumminsได้รับสัญญามูลค่า 87 ล้านดอลลาร์สหรัฐจากกองทัพบกสหรัฐฯเพื่อพัฒนา Advanced Combat Engine (ACE) ซึ่งเป็นโซลูชันเครื่องยนต์ดีเซลแบบโมดูลาร์และปรับขนาดได้ โดยใช้เทคโนโลยีลูกสูบตรงข้าม^{[ 31 ]}

เครื่องยนต์ลูกสูบอิสระเป็นรูปแบบหนึ่งของเครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้าม ซึ่งได้รับการจดสิทธิบัตรครั้งแรกในปี 1934 เครื่องยนต์ลูกสูบอิสระไม่มีเพลาข้อเหวี่ยง และลูกสูบจะเคลื่อนที่กลับหลังจากจังหวะการจุดระเบิดแต่ละครั้งโดยการอัดและขยายตัวของอากาศในกระบอกสูบแยกต่างหาก การใช้งานในยุคแรกๆ คือใช้เป็นเครื่องอัดอากาศหรือเป็นเครื่องกำเนิดก๊าซสำหรับกังหัน ก๊าซ

• หัวขยะ
• เครื่องยนต์มิเชล
• เครื่องยนต์แบบแยกเดี่ยว