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直列四缸发动机的气缸排列方式是四个气缸排成一条直线，这是内燃机中比较常见的气缸布局之一，尤其常见于排量2.0升以下的小排量发动机。这种结构的发动机因为气缸排成一列，所以缸体和曲轴设计起来比较简单，整体体积也更紧凑。另外，直列四缸在低转速时动力输出比较平稳，油耗表现也相对省油。

发动机气缸的排列类型主要分为三种：单列式（气缸排成一列）、双列式（左右分两列）、三列式（左右加中间再分三列）。而气缸的摆放方式则有垂直放置、倾斜放置和水平放置三种。历史上用直列四缸的发动机有不少经典案例，比如福特T型车用的发动机、英国奥斯汀A系列发动机、本田ED型发动机，还有现代的Alpha系列发动机都是直列四缸布局。