賽車發動機，特別是F1，與普通轎車的發動機的主要區別是？
僅僅知道賽車發動機的轉速可以達到上萬轉，是發動機的材質使得轉速較普通發動機能明顯增大，還是其他原因？
或者說賽車發動機較普通發動機在材質，結構上有哪些不一樣的地方，導致轉速能高出那麼多？賽車發動機氣缸內的有效平均壓力和普通發動機比是否明顯增大？
簡單說來，就是缸徑行程比比民用發動機高很多。
一般民用內燃機的缸徑行程比都在1左右，可能小於1也有可能大於1，但是偏差不會太大，即缸徑與活塞行程基本相同。而F1發動機的缸徑行程比，我在Wiki上查到的數據是可以達到2.5，也就是說缸徑是活塞行程的2.5倍。這樣的設計是F1引擎可以保證炒高轉速的基礎。
====先說缸徑行程比====缸徑×行程是發動機的一種標示方法，比如大名鼎鼎的F20，缸徑行程標示為86×86mm，即氣缸直徑86mm，行程86mm。話說缸徑和行程不用我來解釋了吧。。。
第三類：長行程發動機（Under-Square Engine或者Long-Stroke Engine），缸徑小於行程。
這三類發動機各有側重。====不同缸徑行程比的側重點====我們都知道，現在使用最為廣泛（F1發動機也不例外）的往複活塞式內燃機，是透過曲軸（Crankshaft）將活塞的往複運動轉變成轉動的，具體說來就是上圖最下邊那個東西。從上圖不難看出，曲軸的力臂等於活塞行程的1/2。那麼，在一般運轉的時候，長行程發動機由於曲軸的力臂比較長，因此可以在低轉的時候就獲得相對充分的扭矩。但是相應的，由於活塞的行程比較長，曲軸的力臂較長導致曲軸的轉動慣量也較大，在高轉速下，長行程發動機的運轉就比較辛苦。而短行程發動機則正好相反，由於力臂短，低轉的扭矩難以得到保證，但是由於活塞的行程短，在高轉速的時候負擔比長行程發動機小，因此短行程發動機可以將轉速拉到很高。而在轉速很高的時候，單位時間內的做功次數可以很多，高轉功率便可以很高。表現在工況圖上，就是長行程發動機的扭矩峰和功率峰都比短行程發動機要靠前。這裡就不貼圖了，主要是找不到典型而且對比強烈的的長行程發動機和短行程發動機的工況圖。而等徑程發動機的表現則比較均衡。一些栗子：等徑程發動機：16缸怪獸，VAG的W16四渦輪發動機便是86×86mm；豐田2JZ、4U系列也都是86×86mm；
上代BMW直列6缸M52，缸徑衝程是84×84；短行程發動機一般用於追求高轉速的引擎上，BMW N45，鋼筋行程比便為1.167，摩托車發動機屬於民用發動機里相當追求高轉速的分支，Ducatti Panigale的缸徑衝程比高達1.84.而長行程發動機則裝於對扭矩比較敏感但是對速度不甚敏感的車上，尤其是載重車輛和越野車輛。一般自吸民用車為了照顧日用比較重要的低扭也常用長行程引擎。比如Willys Jeep，它的缸徑行程比是0.714，船用內燃機的缸徑衝程比就可以更低，可以低到0.3，那是對轉速要求很低但是對扭矩要求極高的工況。當然，上面所說的是一般性的規律。也有特例，比如本田的B18C5，雖然採用的是長行程設計，但是紅線轉速依舊高達8400RPM。====場地賽車為何需要使用高轉高功率輸出特性====很簡單：規則壓迫。場地賽對扭矩的要求，其實沒有想像中那麼高。特別是低扭特性，對於場地賽車來說其實無關緊要，用得上的時候就是起步。而且場地賽的路面狀況相對理想，不像Rally隨時需要有充分的扭矩儲備以備隨時加減速和克服Understeer，車手可以將發動機維持在較高的亢奮轉速上。相反，場地賽的平均速度遠高於日常行車和Rally要高很多，對於功率的要求更甚於扭矩的要求。之所以說是規則壓迫，一般場地賽都要求統一的進氣形式和排量，F1這種水準的比賽，節氣門尺寸同樣有嚴格的規定。在這樣的前提下，想要獲得更大的功率，就需要提升發動機的轉速，如上一段所說，提升單位時間內的做功次數。這樣可以獲得更高的功率輸出，更適合場地賽的發揮。
====達成高轉速的額外要求====在破萬轉的極限工況下，活塞、連桿受到的衝擊劇烈而且頻繁，活塞環的摩擦同樣極為劇烈，這就要求發動機內材料要求極高。鍛造不嫌好，鈦合金也不過分。所以FIA GT中低等級組別明令限制賽車中「昂貴材料」的使用。對於F1來說，大量使用高強度鍛造鋁、鈦合金、鎂合金、碳纖維，畢竟爺有錢。。然後就是精密加工。氣缸活塞對中、高轉速下的氣密性都是巨大的挑戰。F1的發動機產量就那麼幾台，慢慢磨出來。散熱同樣是一個巨大的困難，因此F1兩側都安裝了碩大的散熱器。在一些細節的設計上同樣是為超高轉速服務，比如氣門，都知道VTEC很NB，但是放在F1上也是不夠用的。一般的鋼製氣門彈簧根本不敷使用，「昂貴材料」如鈦合金，又做不了彈簧，因此F1的氣門採用的是氣動回位，完全靠氣門中的氣流將氣門「沖」到位置。氣門——當然是鈦合金的了。進排氣系統同樣有獨到的設計，比如可變長進氣道、分段排氣。總之，一切設計和建造都是為了發動機可以在極高轉速下逼出驚人的高轉功率。一度F1的引擎轉速可以達到20000，最終FIA不得不對這種轉速競賽畫上句號，提出了最高轉速的要求，先是限制到19000，然後18000，現在降到了15000。於是再也聽不到當年兩萬轉V12發動機的金嗓子了。
原理上沒什麼區別。
操作起來么。。。上千度的溫度，每分鐘一萬多的轉速，火花塞每秒點火一百多次，氣門每秒開合一百多次。這些對材料的強度，耐用度，潤滑系統，ECU程序的設計，點火的精準度，要求都是頂級的。氣門甚至要用氮氣瓶提供能量而不是傳統的凸輪。民用車要考慮油耗、耐用、環保、經濟、噪音、震動一大堆，可能家用車來說，性能才是最後考慮的。
所以賽車的引擎，有一點點問題就會拉缸，爆缸。除了勒芒賽，以及現在的F1，賽車引擎幾乎不考慮整機耐用性。以前F1都是用一站就報廢。幾百萬軟妹幣造出來就為了出去跑三百公里，這在民用車根本不能想。貴
大神還沒出現，我來吹個牛～
像方程式賽車呢 排量其實和家用車差不多的，進氣壓力也受規則限制，貌似很多類型都不許裝渦輪增壓 然後想在有限的條件下提高轉速，有個簡單粗暴的方法就是直接設計成高轉速系統，散熱，潤滑系統都在為高轉速工況服務，然後一些阻礙轉速提高的部件就可以大膽優化減重，比如活塞和連桿，曲軸，甚至是外圍的輪轂輪胎，輕量化的設計使轉動慣量大大減小，當然相應的弊端是車的穩定怠速會比較高。
瘦身以後的活塞和連桿做往複運動不再過多的消耗動能，轉速就提高啦缸壁的材料、機油的潤度，也會因為描述中材料的優化而對高轉速起作用。
至於非方程式賽車呢 因為考慮到耐用性，一些部件不會太過追求極致，工程師的工作重點就放在了增壓器、傳動系統和排氣系統上，配合較大的點火提前角，高標帶添加劑的汽油，來提高發動機功率。為什麼這裡說功率呢 因為有了增壓器的介入，最大扭力的轉速沒有自吸發動機那麼高了。
就這樣吧 歡迎大神來批評謝邀，我不懂回答這個問題！
另外如果大家對F1很感興趣，我建議大家多看看車神塞納這個記錄片！在這個記錄片里，你看到的不單止在F1的技術和策略的層面，更有一種真正賽車手的精神層面！
塞納絕對的值得成為你們賽車精神領袖！
每次有時間，我都會看一遍又一遍！樓上回答的缸徑行程比的確是最主要的區別之一。簡單來說就是民用引擎和F1引擎對燃油的利用策略的不同。民用車注重效率，設計師希望能夠儘可能地利用盡每一滴燃油所蘊含的化學能。而F1注重Performance，設計師希望能夠儘可能地讓引擎處在一個巔峰的做功狀態。下面我們上圖。
上圖是發動機氣缸內的壓力曲線，圖中黃色的火花表示這時發動機被火花塞點燃。對於民用車來說，為了充分利用燃油的化學能，會讓曲線儘可能的走到盡頭，所以相對來說，民用車的活塞行程會比F1長很多，就是讓燃油和空氣的混合氣體在活塞漫長的下行旅途中，能充分的相互深入了解，一同化作水和二氧化碳以及其他的副產物。
那F1引擎就不一樣了，從圖裡我們就知道，油氣混合物在被火花塞點燃後的短時間內就已經達到了燃燒的高峰，生命的大和諧，與此同時活塞運動也因這猛烈的燃燒而被賦予洪荒之力，力量更強，速度更快。F1設計師需要的就是儘可能的使引擎保持在如上所述的狀態，所以上述曲線對於F1發動機來說會在到達高峰之後的短時間內停止，活塞抵達下至點，並且開始上行。這樣的策略所帶來的結果就是活塞的行程會相對比較短，即高票答主所說的F1的缸徑行程比要比民用車大很多。綜上所述，兩者在活塞運動上的區別即，F1：淺，快；民用車：深，慢。今天油門有點深，車速有點快，各位乘客抱歉。專業的不懂 反正就是因為側重點不同。民用的需要考慮成本、耐用、易維護、使用環境、油耗、震動、平順、體積以及環保啊聲音啊等等很多方面而賽車用就簡單啦 規則和技術條件允許的情況下越強越好啦 反正車手和技師們能搞定
推薦閱讀：
※賽車與家用車的離合器有什麼區別？
※如何評價遊戲《極品飛車: 復仇》？
※車手怎麼感知車輛的操控性？
※迪拜的 5000 馬力神車 Devel Sixteen 真的可能么？
※渦輪和自吸的汽車，在直線急加速時的操作方法?