オートバイ
エンジンは通常、車体フレームに固定されている(駆動輪と一体になっているスクーターなどはエンジンがスイングアームの一部となり可動する場合がある)。チェーン、または歯付ベルトドライブ(駆動)のものはクランクシャフトが車体進行方向に対して横向きに搭載される。このうち直列エンジンは、二輪車特有の表現である「並列エンジン」とも呼ばれる。一方、シャフトドライブの車種の多くは縦置きエンジンを採用している。
コスト削減やオートバイのキャラクターを維持するなどの観点から、キャブレター・空冷・2ストロークなどの四輪乗用車では失われた技術が、昨今の排気ガス規制の影響で以前よりは減少してはいるものの現在も改良を重ねながら採用され続けている。
2021年現在ではガソリンエンジンが主流であるが、電動機のみを搭載した電動オートバイ、また内燃機関と電動を組み合わせたハイブリッドシステム搭載モデルも販売されている。近年は水素燃料エンジンの研究も行われている。
自動二輪車は、エンジンを高回転にする操作も多く、また愛好家の一部には、高回転のエンジン音を好む者もいる。
しかし住宅街道路などで高回転で甲高いエンジン音を発生させることは、愛好家でない人々にとっては苦痛となり問題視される(騒音問題)。
また、構造やマフラーの性能不足に起因して騒音が発生する場合がある。
衝突事故では乗員が投げ出されて対象物に直接衝突することが多く、頭部外傷による死亡が最も高い。ヘルメット着用が義務化されていなかった時代は、頭部外傷による死亡が6割を占め、現在の日本を含めて義務化された国・地域でも、依然として頭部の損傷は死亡原因の4割である。特に初心運転者ほど頭部(顔面を含む)の損傷によって死亡する率が高い。
次いで多いのが体幹の損傷による死亡であり、ことに胸部外傷による死亡が多い。Krausらの研究によると、一本の肋骨が2箇所以上骨折するとフレイルチェストと呼ばれる症状を起こして呼吸困難になったり、肋骨や胸骨の骨折により心停止時に有効な心臓マッサージをすることができない場合があるほか、折れた肋骨が胸郭内臓器や腹腔内臓器を傷つけられる危険性がある。例えば、肺を傷つけると緊張性気胸や開放性気胸を起こす。あるいは、心臓や大動脈を傷つければ失血性ショックによる死亡率が非常に高くなる。また、肝臓や脾臓を傷つけた場合も緊急の開腹手術が必要な重傷となる。このことから、同研究では、胸部プロテクターの普及を図ることを推奨している。
一方、四肢の外傷だけで死に至ることは少ないが(ただし大腿部の動脈などを損傷すると重篤となる場合がある)、膝や肘などは軽微な転倒でも骨折などの骨格傷害を負う場合が多い。
マニュアルトランスミッション車は運転者が速度や負荷に応じたギアの組み合わせを選ぶ機構で、マニュアル車やミッション車(しかしトランスミッションがないオートバイは通常ない)とも呼ばれる。クラッチの操作も必要となるが、トルクコンバーターを用いたものや、湿式多板クラッチなどを用いたオートマチックトランスミッション車がある。
クラッチは、エンジンオイルに浸されていて複数の摩擦面を持つ湿式多板クラッチの他、BMWの水平対向エンジン車やモト・グッツィなど、縦置きエンジンの車種で乾式単板クラッチ、競技車両やイタリアのドゥカティの一部では乾式多板クラッチ、また自動遠心クラッチなどが存在している。
オートバイのトランスミッションは、エンジンのクランクケースと一体になったケースに収められている場合が多く、4ストロークエンジンの車種ではエンジンオイルがトランスミッション(と湿式多板クラッチ)の潤滑を兼ねている。トランスミッションは4段から6段程度の変速段数を持つ車種が多い。
トランスミッションから車軸へ動力(トルク)を伝達する手段には、ローラーチェーン、プロペラシャフト(シャフトドライブ)、歯付ベルト(オートマチックトランスミッションを採用するオートバイ)などが使用される。
1863年にフランスの発明家のルイ-ギヨーム・ペローが蒸気機関を動力とする二輪車を考案して特許を取得し、1873年のオーストリアのウィーンで開催されたウィーン万博に出品したものがオートバイの原型といわれている。しかし、蒸気機関の時代から実用化されていた鉄道、自動車、船舶に対してオートバイや飛行機は常に動力を確保しなければ体勢を維持できないという共通の課題があり、活発な開発や運用がなされるのはゴットリープ・ダイムラーによって内燃機関の発明がなされてからのことだった。1883年に最初のガソリン機関の製作に成功、1885年に特許取得、1886年に実地運転に成功、補助輪付きの考え方によっては四輪車とも呼べる車体に搭載されたエンジンは、縦型シリンダー、F型配置のバルブ、自動負圧式吸入バルブ、熱管型点火装置といった技術が用いられており、それまでは高性能なガス・エンジンなどでも毎分200回転程度であった回転数を一挙に4倍の毎分800回転程度まで引き上げた。この排気量260cc、4ストロークエンジンは、出力0.5ps、最高速度6 - 12km/h程度のものであった。また、当時は二輪車(自転車)の技術開発がオートバイの開発に先駆けて活発で、車体構成の基礎技術であるスポークホイール、チューブタイヤ、ベアリング、チェーン、スプロケットやハンドルといった技術が完成の域に達しており、そのまま転用ができ、人がまたがって搭乗するため基準値を算出しやすく、車体設計の方針が定めやすいといった点がオートバイの開発進度を速める上で非常に有利にはたらいた。