汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，其工作原理涉及多個(gè)關(guān)鍵步驟。

首先是燃料供給，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通常用汽油或柴油作燃料。燃料泵把燃油從油箱抽出送至噴油器，噴油器將燃油以細(xì)小噴霧噴入進(jìn)氣道與空氣混合。

然后是壓縮，進(jìn)氣道吸入的混合氣體在活塞運(yùn)動(dòng)下被壓縮至高壓狀態(tài)。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中，活塞朝汽缸頂部移動(dòng)時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門；柴油發(fā)動(dòng)機(jī)依靠高壓注射泵將柴油直接噴入預(yù)燃室。

接著是爆燃，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)里，火花塞產(chǎn)生的電火花點(diǎn)燃?jí)嚎s的混合氣體引發(fā)爆燃；柴油發(fā)動(dòng)機(jī)利用高溫高壓使柴油自燃。

最后是排氣，活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，廢氣通過排氣門被釋放到排氣系統(tǒng)并排出車外，新的燃料混合物通過進(jìn)氣門進(jìn)入汽缸開始新循環(huán)。

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前是靜止的，現(xiàn)在大多靠電動(dòng)起動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。啟動(dòng)前，點(diǎn)火開關(guān)擰到通電位，汽油泵啟動(dòng)給燃油系統(tǒng)提供壓力，點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組通電，電控系統(tǒng)準(zhǔn)備好，再擰到啟動(dòng)位，起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

以某一氣缸為例，起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲軸使活塞從上止點(diǎn)下行，氣缸產(chǎn)生真空吸力，進(jìn)氣門開，空氣或可燃混合氣被吸入，進(jìn)氣沖程結(jié)束。進(jìn)氣終了時(shí)，自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壓力比大氣壓略低，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力和溫度更高。

進(jìn)氣結(jié)束，活塞從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)排氣門都關(guān)閉，氣體被壓縮，溫度和壓力升高，壓縮沖程結(jié)束。

壓縮結(jié)束，火花塞點(diǎn)火，可燃混合氣燃燒，體積膨脹推動(dòng)活塞下行，這是做功沖程，是唯一產(chǎn)生動(dòng)力的沖程，此沖程中發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)溫度高達(dá) 2000°C，壓力高達(dá) 5MPa。

做功結(jié)束，活塞到達(dá)下止點(diǎn)，隨著活塞下行，溫度和壓力降低。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的核心是氣缸，一般由多個(gè)圓筒狀氣缸組成，可獨(dú)立工作，動(dòng)力匯合一起驅(qū)動(dòng)車輛。常見氣缸排列有直列、V 形和水平對(duì)置。水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)能抵消振動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，重心低，增強(qiáng)行駛穩(wěn)定性。V 形和水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)都由直列演變而來。相同功率下，缸數(shù)越多，缸徑越小，轉(zhuǎn)速越高，運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性更好，但零部件增加，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本和油耗也增加，所以氣缸數(shù)要綜合考慮車型定位、用途和性能要求等。