Ο δίχρονος κινητήρας είναι ένας τύπος κινητήρα εσωτερικής καύσης που συνδυάζει τις τέσσερις λειτουργίες ενός τυπικού κινητήρα αερίου ή ντίζελ σε δύο διαδρομές. Οι δίχρονοι κινητήρες που λειτουργούν με βενζίνη μπορούν να βρεθούν σε αντικείμενα όπως αλυσοπρίονα και εξωλέμβιες μηχανές, ενώ οι δίχρονοι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούνται γενικά για την τροφοδότηση πραγμάτων όπως ατμομηχανές και πλοία. Οι τυπικοί τετράχρονοι κινητήρες περνούν έναν κύκλο εισαγωγής, συμπίεσης, καύσης και εξάτμισης. Ένας δίχρονος κινητήρας εκτελεί τις ίδιες λειτουργίες, αλλά έχει μόνο μια διαδρομή συμπίεσης και μια καύση – η εισαγωγή και η εξάτμιση ενσωματώνονται στις διαδρομές συμπίεσης και καύσης.
Βασικά, ένας δίχρονος κινητήρας αποτελείται από ένα έμβολο μέσα σε έναν κυλινδρικό θάλαμο. Ένας θάλαμος συμπίεσης βρίσκεται στη μία πλευρά του εμβόλου και ένας στροφαλοθάλαμος βρίσκεται στην άλλη. Το μπουζί βρίσκεται στο τέλος του θαλάμου συμπίεσης. Οι θύρες εισαγωγής και εξαγωγής βρίσκονται στα τοιχώματα του κυλίνδρου.
Κατά τη διάρκεια της διαδρομής συμπίεσης, το έμβολο συμπιέζει ένα μείγμα αέρα και καυσίμου ενώ κινείται προς το μπουζί. Ταυτόχρονα, ένα άλλο μείγμα αέρα, καυσίμου και λαδιού από το καρμπυρατέρ αναρροφάται στον στροφαλοθάλαμο μέσω της θύρας εισαγωγής. Όταν το έμβολο φτάσει στο τέλος της διαδρομής συμπίεσης, το μπουζί πυροδοτεί και αρχίζει η διαδρομή καύσης.
Όταν το μπουζί ανάβει, ο πεπιεσμένος αέρας και το καύσιμο στον θάλαμο συμπίεσης αναφλέγονται, γεγονός που αναγκάζει το έμβολο προς τα κάτω για τη διαδρομή της καύσης. Καθώς το έμβολο κινείται προς τα κάτω, η θύρα εξαγωγής είναι ακάλυπτη και η πίεση στον κύλινδρο ωθεί τα καυσαέρια έξω. ταυτόχρονα, η κίνηση του εμβόλου συμπιέζει τον αέρα και τα καύσιμα στο κάρτερ. Όταν το έμβολο φτάσει στο κάτω μέρος της διαδρομής του, η βαλβίδα εισαγωγής αποκαλύπτεται και το υπό πίεση μείγμα καυσίμου στον στροφαλοθάλαμο διαφεύγει στον κύλινδρο. Στη συνέχεια, η διαδρομή συμπίεσης αρχίζει ξανά.
Ένας δίχρονος κινητήρας ντίζελ λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο, με μία σημαντική διαφορά: μόνο ο αέρας εισέρχεται στους θαλάμους και συμπιέζεται. Το καύσιμο εγχέεται απευθείας στον θάλαμο συμπίεσης και αναφλέγεται αμέσως λόγω της πίεσης και της θερμοκρασίας. Οι δίχρονοι κινητήρες ντίζελ πρέπει επίσης να διαθέτουν υπερσυμπιεστή και υπερσυμπιεστή για να συμπιέζουν τον αέρα που εισέρχεται στον κινητήρα, καθιστώντας τους μεγαλύτερους και ακριβότερους από τους δίχρονους βενζινοκινητήρες.
Λόγω της διαφοράς στον τρόπο χρήσης του καυσίμου, οι δίχρονοι κινητήρες βενζίνης χρησιμοποιούνται για μικρά εργαλεία και οχήματα, όπως εξοπλισμός γκαζόν και οχήματα αναψυχής, ενώ οι δίχρονοι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούνται για πολύ μεγαλύτερες εφαρμογές, όπως πλοία και τρένα. Κανένα δεν χρησιμοποιείται συνήθως στα αυτοκίνητα, καθώς οι δίχρονοι κινητήρες βενζίνης φθείρονται γρηγορότερα, είναι λιγότερο αποδοτικοί σε καύσιμο και προκαλούν περισσότερη ρύπανση από τους τετράχρονους κινητήρες. Γενικά, οι δίχρονοι κινητήρες ντίζελ είναι πολύ μεγάλοι για ένα τυπικό αυτοκίνητο, επίσης.