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Bei einem V-Motor sind die Zylinder nicht in einer Reihe angeordnet, sondern die Zylinder sind in zwei Reihen, den sogenannten Bänken, aufgeteilt, die in einem bestimmten Winkel zueinander stehen. In den meisten Fällen beträgt dieser Winkel zwischen 45 und 90 Grad. Theoretisch ist auch ein Winkel von bis zu 180 Grad möglich. Doch dann ist es kein V-Motor mehr, sondern ein Boxermotor. Die Zylinder müssen aber etwas versetzt angeordnet sein, da die Pleuellager ja einen gewissen Platz benötigen. Eine direkt gegenüberliegende Anordnung würde zu einer aufwendigen Kurbelwellen Konstruktion führen.

Der Vorteil eines V-Motors gegenüber einem Reihenmotor ist der geringere Platzbedarf. Dieser Vorteil kommt aber erst bei etwas größeren Motoren ab 6 Zylinder zum tragen. Am Besten und ruhigsten laufen die V-Motoren mit 12 Zylindern, die man kurz V12 Motoren nennt. Sind bei einem V12 Motor die Zylinderbänke in einem Winkel von 60 Grad angeordnet, kommt es zu einem Massenausgleich, der den Motor sehr sanft laufen lässt.

Der Nachteil eines V-Motors ist, dass einige Bauteile, wie zum Beispiel Nockenwelle, Ansaugkrümmer, Auslasskrümmer, usw. doppelt vorhanden sein müssen.
Abschließend muss an dieser Stelle noch erwähnt werden, dass bei Motorrädern auch kleine V-Motoren mit zwei Zylindern zum Einsatz kommen.