按发动机布局划分
按照发动机在车身上的布局，还可以分成前置发动机、中置发动机以及后置发动机三种 。
目前在国内车市所能看到的绝大部分车型都是采用的前置发动机，即发动机位车前轮轴之前 。前置发动机的优点是简化了车子变速器与驱动桥的结构，特别是对于目前占绝对主流的前轮驱动车型而言，发动机将动力直接输送到前轮上，省略了长长的传动轴，不但减少了功率传递损耗，也大大降低了动力传动机构的复杂性和故障率 。因外，将发动机置驾驶员的前方，在正面撞车时，发动机可以保护驾驶员免受冲击，从而提高了车的安全性 。
与前置发动机相对应的是后置发动机，后置发动机往往对应于一些后轮驱动的大马力车型，典型车型为保时捷的911系列跑车 。此外，还有一种布局便是中置发动机，即发动机位于汽车的前后轮轴之间，对于一些极端追求性能的车型而言，将发动机中置是一种最理想的方式，因为发动机的位置正好位于车子重心附近，而不是重量过于集中在车头或车尾，达到最佳的配重比，这将大大提高车子的操控性和行驶稳定性 。包括法拉利、兰博基尼在内的不少经典跑车都采用的是中置发动机布局 。
按燃料分类
柴油机与汽油机
汽车发动机按所使用的燃料进行分类，可以分为汽油机和柴油机 。
汽油与柴油相比较，汽油的沸点低、容易汽化，汽油发动机通过气缸压缩，将吸入的汽油气化，并与缸内空气相混合，形成可燃混合气体，最后由火花塞放电点燃气体推动汽缸活塞作功；柴油的特点是自燃温度低，所以柴油发动机无需要火花塞之类的点火装置，它采用压缩空气的办法提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃测试，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧 。两种发动机相比较而言，一般来说，因为汽油发动机需要对汽油的喷入量、喷入时间以及点火时间控制得十分准确，因此结构往往比柴油机更复杂精密一些，而柴油机由于汽缸的压力大于汽油机，因而对材料的结构强度和刚度则要求更高一些 。
从性能上说，汽油发动机的长处是最大功率及转速高，运转安静平顺，排放低，而柴油发动机的优点则是燃烧效率高、油耗低，并且低转速扭矩及最大扭矩远远超过汽油机 。体现在驾驶感受上，人们会发现柴油驱动的轿车起步十分迅速，在山路及坡道上后劲十足，然后在中后段的加速性以及最高车速方面又会逊于同档次的汽油机版本 。国内传统柴油机一直给人以体积笨重、振动噪声大以及排放污染严重的印象，因此国产轿车基本都采用汽油发动机，然而近年来，国外知名车商开始将一些最新的柴油机技术引入到中国，大大改善了国人对柴油机的偏见，譬如一汽大众刚刚推出TDI柴油发动机宝来，其环保性、动力性以及平顺性都不逊于汽油机，同时又具有柴油机特有的巨大扭力和超低油耗，市场前景十分看好 。
一、按照进气系统分类
汽车发动机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机 。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的 。
二、按照气缸排列方式分类
汽车发动机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式 。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机 。
三、按照气缸数目分类
汽车发动机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机 。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机 。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机 。现代车用发动机多采用四缸发动机、六缸发动机、八缸发动机 。
四、按照冷却方式分类
汽车机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机 。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的 。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机 。
五、按照行程分类
汽车机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程发动机和二行程发动机 。把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的发动机称为四行程发动机；而把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的发动机称为二行程发动机 。汽车发动机广泛使用四行程发动机 。
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