汽車發動機普遍採用四衝程，曲軸轉動帶動活塞上下往復運動，完成進氣、壓縮、做功和排氣四個衝程，目前世界車使用內燃機大多都是使用汽油機和柴油機。

㈠汽油發動機的工作原理

汽油發動機的工作方式是通過迴圈燃燒汽油空氣混合氣從而產生熱能。燃燒的過程是在一個封閉的圓柱形空間內進行，這個封閉的圓柱形空間稱為燃燒室的空間可以通過活塞的移動改變容積，熱能在燃燒室內產生高壓，從而在氣缸內施加作用力。這個作用力會促使活塞運動，活塞通過連桿將作用力和運動傳遞到曲軸上，在這個過程中將活塞的直線運動轉化為轉動，活塞持續進行往復運動。

在傳統的汽油發動機中，汽油和空氣的混合氣是在燃燒室的外部混合後再進入燃燒室內，這種工作方式叫做缸外噴射發動機。而在現代更多使用的是直接在燃燒室內形成汽油空氣混合氣，這種工作方式叫做缸內直噴發動機。

下面是四衝程缸外噴射發動機的工作原理：

①進氣衝程。

在進氣衝程，進氣門開啟，排氣門關閉，活塞由曲軸帶動從上止點移動到下止點，這個時候就像是注射器吸液一樣，隨著容積變大，產生真空，吸進混合氣。缸外噴射發動機將空氣和汽油的混合物吸入氣缸，並在氣缸內進一步混合形成可燃混合氣。

②壓縮衝程。

壓縮衝程時，進、排氣門都關閉，活塞由曲軸帶動從下止點移動到上止點。發動機對混合氣進行壓縮，使得混合氣壓力和溫度提高，為了便於點燃，因為氣體在經過壓縮後有溫度上升的特徵，溫度越高越有利於燃燒，隨著活塞的向上移動，空間變小，壓力與溫度都在升高。

做功衝程中，進、排氣門都關閉形成封閉空間，火花塞適時發出高壓電火花，這時經過壓縮的混合氣溫度很高被點燃並迅速傳播，混合氣燃燒後會產生巨大的壓力，從而推動活塞移動使曲軸旋轉，產生能驅動車輪的動力，做功衝程就像是鞭炮被點燃後發生爆炸。

④排氣衝程。

排氣衝程時，進氣門關閉，排氣門開啟，活塞向上移動，推動氣缸內的廢氣通過排氣門排出。

㈡柴油發動機的工作原理

柴油發動機與汽油發動機的工作原理相比，柴油發動機只在某些方面有所不同。柴油發動機也是在燃燒室內進行迴圈燃燒，然後通過一個活塞傳輸由此產生的作用力，但是柴油發動機是在燃燒室內形成混合氣，就是分別將空氣和燃油輸送到燃燒室內。

汽油發動機和柴油發動機的工作原理基本相同，但是柴油發動機吸入的僅僅是空氣而不是燃油空氣混合氣。在壓縮衝程結束且活塞即將到達上止點時不會點火，而是通過燃燒室內的高壓噴入柴油，柴油發動機是根據燃燒室內的溫度和壓力情況進行自行點燃。

汽油發動機和柴油發動機的共同特點都是進行迴圈燃燒，燃燒的整個過程包括將新鮮的空氣輸送至燃燒室內直至燃燒後排出廢氣。這種不斷重複的過程分為不同衝程，每個衝程都有自己的獨立功能，現在的汽車發動機普遍採用的都是四衝程，為了完成進氣和排氣衝程，會在燃燒室頂裝有氣門，這些氣門會根據發動機的工作需要開啟或關閉。每進行一個衝程，曲軸會旋轉180º，活塞都是從一個止點移動到另一個止點。所以四衝程發動機完成一個工作迴圈曲軸會旋轉720º，就是曲軸轉動2圈。

汽油發動機的特點：體積小、重量輕、起動性好，在最大功率時的轉速高，工作中振動和噪聲小，中國目前生產的絕大多數轎車都是採用汽油發動機作為自己的動力系統。

柴油發動機的特點：熱效率和經濟性較好，柴油機由於不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油機壓縮比很高，熱效率和經濟性都要好於汽油機，在相同的功率下，柴油機的扭矩大，最大功率時轉速低，所有很多載貨汽車都是使用柴油機。