1. 실린더 배열에 의한 분류

1.1 직렬형기관

실린더가 일렬로 수직 배열한 형식이며, 실린더 수에 따라 다르지만 4실린더인 경우에는 크랭크축이 5 개의 저널에 의해 크랭크 케이스에 지지되며 크랭크축의 위상각도는 180° 이다.

1.2 V형 기관

직렬형 기관 2개조를 V형으로 설치한 것이며, V의 각도는 기관 설계에 따라 약간씩 다르지만 일반적으로 60 ~90° 를 이루고 있다. V형 기관의 특징은 기관 전체길이를 짧게 할 수 있으며, 중량이 감소하며 강성이 증가하는 장점이 있다.

1.3 수평 대향형 기관

실린더를 수평으로 배열한 것으로 바닥 밑 기관에 사용하며 공랭식이다.

1.4 성형(방사형)기관

실린더를 방사선 모양으로 배열한 것으로 크랭크 핀이 1개이며 주로 항공기 기관으로 사용된다.

                직렬형 기관               V형 기관 수평                   대향형 기관                성형기관

 실린더 배열에 의한 분류

2. 냉각 방식에 의한 분류

2.1 공랭식

실린더 헤드 또는 실린더 블록에 여러 개의 냉각 핀(cooling fin)을 부착시켜 열 전달면적을 크게 하여 여기에 공기를 직접 접촉시켜 냉각하는 방식이다.

2.2 수냉식

실린더헤드 및 블록에 설치한 물 재킷에 물 또는 특수액체(부동액)를 강제로 순환시켜 기관을 냉각시키는 방식이며, 라디에이터, 냉각 팬, 물 펌프 등의 냉각장치가 필요하다.

3. 점화방식에 의한 분류

3.1 전기 점화방식 기관

실린더 내에 흡입된 혼합기를 압축한 후 연소실 내에 설치된 점화플러그에 의한 불꽃으로 연소가 이루어지는 기관으로 가솔린기관, 석유기관, 가스기관(LPG, LNG, CNG엔진) 등이 여기에 속한다.

3.2 압축 착화방식 기관(자기착화 기관)

실린더 내에 먼저 공기만을 흡입하고 이를 고온, 고압으로 압축한 뒤 고압의 연료를 분사하여 자연 착화시키는 기관으로 대부분의 자동차용 디젤기관이 여기에 속한다.

4.2 디젤 사이클(정압 사이클)

저/중속 디젤기관의 기본 사이클이며, 유기분사식으로 일정한 압력하에서 연소가 이루어지므로 정압 사이클이라고도 부른다. 

4.3 사바테 사이클(복합 사이클)

고속 디젤기관의 기본 사이클이며, 무기분사식으로 열 공급은 정적과 정압하에서 나누어 받기 때문에 복합(혼합, 합성)사이클이라고도 부른다. 

 열역학적 사이클에 의한 분류

① 사바테 사이클은 폭발비가 1에 가까워지면 정압 사이클에, 그리고 단절비가 1에 가까워지면 정적 사이클에 가까워진다.

② 어느 사이클에서나 압축비가 증가할수록 열효율이 향상되나 압축비에는 제한이 따르며, 압축비가 동일할 경우에는 폭발비가 클수록 또는 단절비가 작을수록 열효율이 향상된다.

③ 지압(P-V)선도 : 기관 작동 중 실린더 내의 압력(P)과 부피(V)와의 관계를 나타낸 선도이며 1 사이클을 완성하였을 때 피스톤이 한 일의 양을 나타낸다.

④ 압축비 : 피스톤이 하사점에 있을 때 실린더 총 체적과 피스톤이 상사점에 도달하였을 때 연소실 체적과의 비율이며 다음과 같이 나타낸다.

5. 밸브배열에 의한 분류

밸브배열에 의한 분류에는 I-헤드형, L-헤드형, F-헤드형, T-헤드형 등이 있다. I-헤드형(I-head type)은 실린더헤드에 흡입과 배기밸브를 모두 설치한 형식이며, I-헤드형에는 캠축을 실린더헤드에 설치하고, 흡입밸브와 배기밸브를 캠이 직접 개폐하는 형식인 OHC (over head cam shaft)이 있다.

6 실린더 안지름과 행정비율에 의한 분류

6.1 장행정 기관(under square engine)

장행정 기관은 실린더 안지름(D)보다 피스톤 행정(L)이 큰 형식이다. 즉, L /D > 1.0이며 큰 회전력을 얻을 수 있으며, 측압을 감소시킬 수 있으며, 흡입 공기량이 많고 폭발력이 큰 장점이 있으나 회전속도가 비교적 낮으며, 기관의 높이가 높아지는 단점이 있다.

6.2 정방행정 기관(square engine)

정방행정 기관은 실린더 안지름(D)과 피스톤 행정(L)의 크기가 똑같은 형식이다. 즉, L/D＝ 1.0이다.

6.3 단행정 기관(over square engine)

단행정 기관은 실린더 안지름(D)이 피스톤 행정(L)보다 큰 형식이다. 즉, L/D < 1.0이며 다음과 같은 특징이 있다.

① 피스톤 평균속도를 올리지 않고도 회전속도를 높일 수 있으므로 단위 실린더 체적 당 출력을 크게 할 수 있다.

② 흡입과 배기밸브의 지름을 크게 할 수 있어 체적효율을 높일 수 있다.

③ 직렬형에서는 기관의 높이가 낮아지고, V형에서는 기관의 폭이 좁아진다.

④ 피스톤이 과열하기 쉽다.

⑤ 폭발압력이 커 크랭크축 베어링의 폭이 넓어야 한다.

⑥ 회전속도가 증가하면 관성력의 불평형으로 회전부분의 진동이 커진다.

⑦ 실린더 안지름이 커 기관의 길이가 길어진다.

7. 사용되는 연료에 따른 분류

7.1 가솔린기관(gasoline engine)

가솔린을 연료로 하여 공기와 혼합한 혼합가스를 실린더로 흡입한 후 압축하여 점화 플러그에 의하여 점화시켜 동력을 얻는 기관이다.

7.2 디젤기관(diesel engine)

경유를 연료로 사용하며, 공기만을 실린더 내로 흡입하여 고온,고압으로 압축한 다음 고압의 연료를 분사시켜 동력을 얻는 기관이며, 압축 착화기관(compression ignition engine) 또는 자기 착화기관이라 한다.

7.3 석유기관(kerosene engine)

석유를 연료로 사용하는 기관이며, 예전에 사용하던 경운기용 기관, 발동기 등이 그 예이다.

7.4 핫 벌브 점화기관(hot bulb Ignition engine ; 소구기관)

세미 디젤기관(semi diesel engine)이라고도 하며, 경유보다 조금 무거운 중유를 사용하는 것이다. 이 기관은 예전의 소형 선박에서 일부 사용하였다.