Каждая из подвижных деталей шатунно-кривошипного механизма совершает различные виды движения относительно неподвижного цилиндра: коленчатый вал с кривошипом — что вращательное движение, поршень — поступательное, а шатун — сложное.

Все тепловозные дизели являются многоцилиндровыми. Число цилиндров в одном ряду может доходить до двенадцати. Цилиндры по отношению друг к другу могут быть размещены в один ряд вертикально (см. рис. 14 и 15) или в два ряда V-образно (расположение цилиндров в поперечном разрезе напоминает латинскую букву V, рис. 16). Вертикальные однорядные шестицилиндровые дизели ПД1М установлены на тепловозах ТЭМ2; Д50 — на тепловозах ТЭ1 и ТЭ2, а 2Д50М —. на ТЭМ1. Среди дизелей с вертикальным однорядным расположением цилиндров особое место занимают двигатели со встречно-движущимися или расходящимися поршнями (см. рис. 15). Это означает, что в каждом цилиндре друг против друга движутся два поршня, соединенных шатунами с верхним и нижним коленчатыми валами. Такие однорядные десятицилиндровые дизели 2Д100 мощностью 1470 кВт (2000 л. с.) установлены на тепловозах ТЭЗ. Десятицилиндровые дизели 10Д100 мощностью 2206 кВт (3000 л. с.) установлены на тепловозах 2ТЭ10В, 2ТЭ10Л, 2ТЭ10, ТЭП10, ТЭП10Л.

В V-образных дизелях шатуны двух смежных цилиндров действуют на один кривошип. V-образное расположение цилиндров имеют шестнадцатицилиндровые дизели 11Д45 и 2А5Д49 пассажирских тепловозов соответственно ТЭП60 и ТЭП70; 1А5Д49 грузовых тепловозов 2ТЭ116 и ТЭ109; 2Д70 тепловозов 2ТЭ116, 2ТЭ109 и 2ТЭ40. Двенадцатицилиндровые V-образные дизели 14Д40 установлены на грузопассажирских тепловозах М62, а дизели М753 — на тепловозах ТГМЗ.