L'architecture des moteurs à piston définit, entre autres, la position des cylindres. Il peut s'agir de moteurs à explosion, de moteurs hydrauliques ou de systèmes pneumatiques. Moteur avec cylindres en ligne Les cylindres sont placés les uns à côté des autres. Dans l'industrie automobile, les moteurs de petite cylindrée sont souvent des moteurs avec cylindres en ligne. Depuis plus de , les moteurs à quatre cylindres en ligne sont devenus la norme dans l'industrie automobile mondiale. Ces moteurs sont réputés pour leur douceur de fonctionnement. Moteur avec cylindres en V Les cylindres sont alignés en deux rangs décalés d'un certain angle (de 15 à 135°), ce qui raccourcit considérablement la longueur du moteur par rapport à une architecture en ligne. La majorité des moteurs à six cylindres et plus, produits en 2005, étaient en V. Une nouvelle technologie consiste en la désactivation d'une rangée de cylindres : celle-ci est mise hors service lorsque le véhicule n'a pas besoin de toute la puissance. Un moteur en V peut être plus ou moins droit ou couché. Lorsque l'angle est de 90° et qu'un des deux cylindres est à l'horizontale, on parle volontiers de « cylindres en L », sans que le moteur soit vraiment différent d'un moteur en V. Un moteur en V à 180° est appelé moteur à plat, à l'image du célèbre moteur Ferrari 12 cylindres à plat de Ferrari Testarossa. Exemples de moteurs en V montés sur des motocyclettes : Ducati 90° axe transversal, Moto Guzzi 90° axe longitudinal à air, Voxan 72° axe transversal, refroidi par eau, Harley-Davidson et Buell 45° axe transversal refroidi par air. Moteur avec cylindres en W Ils peuvent être : À trois cylindres : chaque cylindre est décalé par rapport à l'autre d'un certain angle. Par exemple : angle du rapport au : 15° ; angle du par rapport au : 30°. Appelé aussi moteur « en éventail ». Louis Blériot a traversé pour la première fois la Manche en 1909 avec son Blériot XI à moteur 3-cylindres en éventail Anzani. En V : les cylindres des deux lignes sont eux-mêmes disposés en quinconce, permettant de diminuer un peu la longueur du bloc.

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