直列式发动机（In-line engine）是机械工程领域中采用直线气缸布局的内燃机类型。其核心结构特征是所有气缸在同一平面内呈单列直线排列，共享单缸盖与曲轴系统，具有制造成本低、低速扭矩输出优异、燃油经济性好等技术优势。该类型发动机气缸数通常为3-6缸，其中直列四缸（L4）因体积紧凑被广泛应用于乘用车领域。相比V型等复杂结构发动机，直列式发动机存在功率密度较低、高转速振动明显等局限性。

直列式发动机采用单列气缸直线排列形式，所有气缸共用一个曲轴箱与缸盖组件。其核心结构包括：

该结构通过减少零部件数量降低制造复杂度，例如四缸机型仅需一组凸轮轴。宝马直列六缸发动机采用双顶置凸轮轴设计，体现了直线布局下的高集成度特征。

直列式发动机具有以下性能指标：

技术局限主要体现在：

在汽车工业中，直列式发动机占据主导地位：

典型案例包括：

与V型发动机相比具有显著差异：

水平对置发动机在重心控制方面更具优势，但制造成本高出直列式42-55%。

平衡轴技术的应用显著改善了振动问题：

材料创新带来结构强化：

当前发展趋势显示：