發動機根據所用燃料分類
活塞式內燃機主要分為：汽油機、柴油機和氣體燃料發動機 三類。
以汽油和柴油為燃料的活塞式內燃機分別稱作汽油機和柴油機。
使用天然氣、液化石油氣和其他氣體燃料的活塞式內燃機稱作氣體燃料發動機 。
發動機按冷卻方式的不同分類
活塞式內燃機分為水冷式和風冷式兩種。
以水或冷卻液為冷卻介質的稱作水冷式內燃機，而以空氣為冷卻介質的則稱作風冷式內燃機。
往復活塞式內燃機還按其在一個工作循環期間活塞往復運動的行程數進行分類。
活塞式內燃機每完成一個工作循環，便對外作功一次，不斷地完成工作循環，才使熱能連續地轉變為機械能。
在一個工作循環中活塞往復四個行程的內燃機稱作四沖程往復活塞式內燃機，而活塞往復兩個行程便完成一個工作循環的則稱作二沖程往復活塞式內燃機。
發動機按照氣缸數目分類可以分為
如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發動機 。現代車用發動機 多采用四缸、六缸、八缸發動機 。
內燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式。
單列式發動機 的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；
雙列式發動機 把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角180°(一般為90°)稱為V型發動機 ，若兩列之間的夾角=180°稱為對置式發動機 。
發動機按進氣狀態不同分類
活塞式內燃機還可分為增壓和非增壓兩類。
若進氣是在接近大氣狀態下進行的，則為非增壓內燃機或自然吸氣式內燃機；若利用增壓器將進氣壓力增高，進氣密度增大，則為增壓內燃機。增壓可以提高內燃機功率。
目前，應用最廣、數量最多的汽車發動機 為水冷、四沖程往復活塞式內燃機，其中汽油機用于汽車和輕型客、貨車上，而大客車和中、重型貨車發動機 多為柴油機。
少數汽車和輕型客、貨車發動機 也有用柴油機的。以風冷或二沖程活塞式內燃機為動力的汽車為數不多。
特別是從20世紀80年代起，在世界范圍內，就不再有以二沖程活塞式內燃機為動力的汽車了。
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