发动机工作原理中的关键部件有很多，其中重要的包括缸体、缸盖、活塞、活塞销、连杆、曲轴、飞轮、气门、气门驱动机构、燃油供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统、进气系统和排气系统等。
缸体是安装气缸的部件，要承受燃烧时的压力。缸盖包含气门、点火系统等，起着重要作用。
活塞在气缸内往复运动，将燃烧产生的力转化为机械运动。活塞销连接活塞和连杆，连杆把活塞的往复运动传递给曲轴，让其旋转输出动力，而曲轴由轴承支撑。
气门控制着进气和排气过程，气门驱动机构的凸轮轴、挺杆等按顺序开闭气门。
燃油供给系统的油泵、喷油器、油路等负责输送燃油并使其雾化与空气混合燃烧。冷却系统的水泵、散热器等散发发动机热量，保证合适温度。润滑系统的油泵、油底壳、油滤器等为各部件提供润滑油，减少摩擦保护部件。点火系统的火花塞、点火线圈在气缸内产生电火花，引燃混合气。进气系统引入外部空气，排气系统排出废气。
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