Der Doppelkolbenmotor ist eine hauptsächlich im Motorradbau verwendete Variante des kolbengesteuerten Zweitakters. Der Doppelkolbenmotor sollte für einen effektiveren Gaswechsel sorgen. In zwei parallelen Zylindern unter einem gemeinsamen Brennraum arbeiten zwei Kolben auf einem gemeinsamen Hubzapfen. Puch baute die bekanntesten Doppelkolbenmotoren mit quer liegender Kurbelwelle und hintereinander stehenden Zylindern. Sinn der aufwendigen Konstruktion war es, Ein- und Auslass unabhängig voneinander zu steuern. Der voreilende Hauptkolben öffnet und schließt den Auslassschlitz vor dem Überströmkanal, gegenüber der üblichen Gegenstromspülung mit ihren unvermeidlichen Frischgasverlusten resultiert daraus mehr Leistung und weniger Verbrauch.

Beim zuerst verwendeten Gabelpleuel (Abbildung) ergab sich ein Kuriosum: Da sich bei einer Kurbelwellenumdrehung der Abstand der Kolbenbolzen ständig ändert, der Abstand der Pleuelaugen aber konstant bleibt, musste ein Auge als Langloch ausgeführt sein, damit der rechteckige Kolbenbolzen darin hin und her gleiten konnte. Später verwendete Puch ein am Hauptpleuel angelenktes Nebenpleuel. Andere Doppelkolben-Konstruktionen, allen voran die Nürnberger Triumph-Motoren, trugen beide Kolben nebeneinander auf einem Gabelpleuel, verzichteten so auf die asymmetrischen Steuerzeiten und nutzen nur die Vorteile der Gleichstromspülung. Da der Auslasskolben nicht wenigstens teilweise vom kühlenden Frischgas bestrichen wird, machen thermische Probleme beiden Bauarten zu schaffen.

Übrigens: Auch wenn so ein Motor zwei Zylinderlaufbahnen aufweist, zählt er doch zur Gruppe der Einzylindertriebwerke.