越野摩托車的發動機通常比街頭車型更小、更輕。摩托車發動機是典型的設計以每分鐘高轉速或每分鐘轉數達到最大馬力。典型的摩托車能夠在6000至8000轉/分的轉速下舒適地運行而不受損壞。一些日本咖啡館式摩托車能夠承受10000轉/分以上的長時間運行。甚至還有一些專門設計的阻力賽車摩托車哈雷戴維森有一臺風冷發動機。摩托車發動機與普通汽車上的發動機差別不大,但通常是在更小的規模上制造的。摩托車發動機的基本功能是燃油、燃燒和壓縮,它很容易與汽車相同類型的機械問題。過熱和燃油輸送問題是摩托車發動機中最常見的問題。通常,大多數問題背后都是維護不善。雖然摩托車在大多數情況下是液冷的,它確實有一些在汽車發動機上還沒有找到的高科技特性,發動機生產中使用的異國合金以及發電廠的太空時代設計有助于創造出超高速和快速加速的機器一些實驗模型在發動機設計中加入了橢圓形活塞等特性,使摩托車的成本上升到超級汽車聯盟甚至更高,哈雷戴維森選擇了風冷發動機設計,這一設計與20世紀初的原始摩托車非常相似,風冷式摩托車發動機是一個獨立的發動機。在這種設計中,發動機與變速器分離,并通過一個稱為主傳動的傳動鏈或皮帶與變速器相連。變速器可以是一個四至六速裝置,到后輪的終傳動可以是滾子鏈或齒形皮帶。現代技術已經進入哈雷戴維森設計工作室,并在其系列產品中提供液冷、軸驅動版本。
賽車的發動機通常可以處理長時間的高轉速。
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