シリンダー(気筒)が一列に並んだレシプロエンジン形状の名称。
気筒数に合わせて「直列○気筒」「ストレート○」あるいは単に「直○」と呼ばれる。
シンプルな構造ゆえ、強度が高く部品数も少なく済み、その分コストを抑制できるのが最大の利点である。
また、シリンダーが1列に並んでいる事から振動対策も容易な点も挙げられる。
直列6気筒エンジンは、水平対向6気筒エンジン、V型12気筒エンジンと並び、理論上振動の無い「完全バランスエンジン」でもある。
その反面、気筒数が増えれば増えるほど(排気量や出力を上げようとするほど)エンジンが長く重たくなり、重量バランスや居住スペース上不利になる。
そのため排気量は主に3000 cc以下、気筒数は6気筒以下のが用いられる。
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