Specyfika motocyklowych jednostek napędowych jest nieco inna niż samochodowych, a olej silnikowy ma nieco inne zadania. Przede wszystkim pracując w zespolonej skrzyni korbowej obsługuje jednocześnie silnik, skrzynię biegów i sprzęgło. Stąd inne zadania niż w samochodach, a co za tym idzie również inne wymagania co do właściwości środka smarnego.

Motocyklowe jednostki napędowe przeważnie są znacznie bardziej wysilone niż samochodowe, w dodatku pracują ze znacznie wyższymi prędkościami obrotowymi. Specyfiką jednośladów jest również częsta jazda w mocnym pochyleniu (w zakrętach), kiedy to jednostka napędowa odchylana od poziomu, bez odpowiednich zabezpieczeń mogłaby być narażona na chwilowe utraty ciśnienia w magistralach olejowych, a w konsekwencji na zatarcie. Z tych powodów niezmiernie istotne jest zabezpieczenie ciągłości podawania oleju do wszystkich zaprojektowanych przez konstruktora punktów.

Jednym z zadań środka smarnego jest stworzenie filmu, który wypełniając mikronierówności współpracujących ze sobą części zmniejsza współczynnik tarcia, a jednocześnie nie dopuszcza do ich bezpośredniego kontaktu. Olej do podzespołów w silnikach czterosuwowych doprowadzany jest na dwa sposoby: ciśnieniowo – poprzez pompę oleju i układ kanalików, oraz rozbryzgowo – poprzez rozchlapywanie przez wirujący wał korbowy. Jeszcze inaczej wygląda to w silnikach dwusuwowych, ale ten temat omówiony zostanie przy innej okazji.

Najbardziej niekorzystne warunki smarowania panują w silniku podczas jego rozruchu, gdy olej jest jeszcze zimny. Do łożysk wału korbowego, wałków rozrządu i innych podzespołów dociera dopiero po kilku sekundach, a swoje prawidłowe parametry pracy osiąga nawet po kilku minutach, gdy należycie się rozgrzeje.

Układy olejowe w silnikach motocyklowych swoją specyfiką odbiegają nieco od samochodowych. Oczywiście w podstawowych założeniach są takie same – zawsze występuje zbiornik oleju, pompa oraz filtry. Tylko w wyjątkowo archaicznych konstrukcjach zabytkowych maszyn z ręczną pompką olejową nie przewidywano stosowania filtra oleju – do tych motocykli stosowane są zupełnie inne środki smarne.

Jednak współcześnie we wszystkich silnikach znajdziemy i filtr i mechaniczną pompę. W motocyklach można spotkać dwa rodzaje układów z „mokrą” i „suchą” miska olejową. Ten drugi rodzaj praktycznie nie jest spotykany we współczesnych seryjnych konstrukcjach samochodowych. W przypadku pierwszego systemu olej zasysany jest z miski olejowej przez pompę, która pod ciśnieniem tłoczy go do układu smarowania. Po pokonaniu całego obiegu olej wraca do miski i proces powtarza się.

W drugim systemie zbiornik oleju znajduje się poza silnikiem i połączony jest z nim przewodami. W dawnych modelach maszyn amerykańskich (Indian, Harley), a także wzorowanych na nich konstrukcjach (np. polski Sokół 1000), zbiornik oleju znajdował się w specjalnie wygrodzonej części baku paliwowego. Dzięki takiemu rozwiązaniu jeździec mógł kontrolować poziom oleju nawet podczas jazdy, zaglądając przez wlew.

W europejskich konstrukcjach (np. Triumph, Norton, czy NSU) stosowano nieco inną konstrukcję – zbiornik oleju przymocowany był do ramy, tuż pod siedzeniem kierowcy. Z tego rozwiązania niektóre firmy korzystają do dzisiaj. Współcześnie, jako zbiornik oleju, wykorzystywana jest też czasami rama nośna motocykla. Przy takim rozwiązaniu w układzie olejowym muszą pracować aż dwie pompy.

Jedna – klasycznie pod ciśnieniem tłoczy olej do magistral, druga odsysa spływający do miski olej z powrotem do zbiornika. Z reguły wydajność pompy „ssącej” jest dwukrotnie większa od tłoczącej, bowiem spływający do miski środek jest silnie spieniony, wymieszany z powietrzem. Niekiedy w specjalnych wyczynowych jednostkach (również samochodowych) stosowany jest „półsuchy” system smarowania z dodatkową miską olejową zamontowaną u spodu miski zasadniczej.

Układy z „suchą” miską są bardziej skomplikowane, a przez to droższe w produkcji, mają jednak istotne zalety, bo zdecydowanie lepiej chronią jednostkę napędową przed przerwami w dostawie oleju. Przy klasycznej „mokrej” misce może się to zdarzyć podczas jazdy z dużą prędkością w łukach, czy jazdy „na jednym kole”, kiedy zmienia się położenie lustra oleju.

Jak już wspomnieliśmy, u zarania dziejów motoryzacji kierujący sam musiał co jakiś czas ręczną pompką wytworzyć ciśnienie w układzie olejowym. Jednak już w latach 20. ubiegłego wieku niemal wszystkie firmy stosowały w swoich konstrukcjach zębate pompy mechaniczne, kiedy to łożyska kulkowe zaczęły być wypierane przez ślizgowe, wymagające znacznie większych ciśnień.

Ponadto pompa mechaniczna dawała znacznie większą gwarancję niż człowiek, że olej będzie podawany wtedy kiedy trzeba. Konstrukcja klasycznej pompy nie zmieniła się do dzisiaj – para kół zębatych o zazębieniu zewnętrznym, pracująca we wspólnej obudowie. Do pompy dochodzą dwa kanały – dolotowy od strony ssącej, wylotowy od strony tłoczącej.

Sposobów napędu takiej pompy jest kilka – może być zainstalowana przy wale głównym, przy którymś z wałków skrzyni biegów, lub przy kołach rozrządu. Przeważnie napędzana jest dodatkową przekładnią zębatą, rzadziej – łańcuchem. Wydajność pompy zależy nie tylko od jej obrotów, ale także średnicy kół i wielkości przestrzeni międzyzębnej. Podczas pracy pompa się używa, i gdy zwiększą się luzy miedzy zębami, lub luz między kołami zębatymi a obudową pompy jej wydajność maleje. Może to powodować niedostateczne ciśnienie oleju w układzie i prowadzi do destrukcji jednostki.

W nowoczesnych, bardzo kompaktowych silnikach motocyklowych stosuje się obecnie pompy oleju o zupełnie innej konstrukcji – trochoidalne. Pracują w niej tryby o zazębieniu wewnętrznym, dzięki czemu pompa może mieć znacznie mniejsze rozmiary, przy większej wydajności. Zasada działania w teorii jest dokładnie taka sama, jak w klasycznej pompie, tyle tylko, że koło o uzębieniu zewnętrznym pracuje wewnątrz koła o uzębieniu wewnętrznym.

Koło wewnętrzne jest napędzane od silnika i ułożyskowane mimośrodowo. Koło zewnętrzne obraca się swobodnie wewnątrz obudowy, nie mając żadnej osi. Zasada działania jest jednak taka sama – to zęby pompy tłoczą olej do układu. Zdecydowana większość nowoczesnych silników motocyklowych wyposażona jest właśnie w pompę trochoidalną, przeważnie zespoloną ze smokiem zasysającym.

W silnikach motocyklowych olej, poza smarowaniem, może pełnić też inne funkcje. Co prawda w nowoczesnych i bardziej wysilonych jednostkach stosuje się się chłodzenie cieczą, jednak spora liczba konstrukcji nadal dysponuje systemem powietrzno-olejowym, w których to właśnie środek smarny spełnia rolę czynnika chłodzącego. Gorący olej spływający do miski olejowej (lub przepływający do osobnego zbiornika) stygnie, chłodząc przy okazji podzespoły.

Szczególnie ważne jest to w tych partiach jednostki, gdzie nie ma możliwości zastosowania innej metody obniżenia temperatury (łożyska wału korbowego, wałków rozrządu, denka tłoków, czy tarcze sprzęgłowe). Od lat 70. ubiegłego wieku powszechnie zaczęto stosować zewnętrzne chłodnice oleju poprawiające jego stabilność temperaturową.

Z kolei w silnikach chłodzonych cieczą od niedawna zaczęto stosować rozwiązania umożliwiające współpracę układu olejowego i chłodzącego, uzyskując polepszenie warunków termicznych pracy silnika. Chłodnica oleju wbudowana w obieg cieczy chłodzącej pozwala na znacznie skrócenie fazy nagrzewania sinika. W tym wypadku ciecz chłodząca pracująca w „małym obiegu” przy zamkniętym termostacie nagrzewa się w wymienniku ciepła od oleju, który roboczą temperaturę uzyskuje znacznie szybciej.

Z drugiej strony, przy nagrzanym silniku i otwartym termostacie ciecz chłodząca stabilizuje temperaturę oleju. Tego typu rozwiązania, chociaż skomplikowane, czynią układy chłodzenia bardziej zwartymi, a w niektórych przypadkach pozwalają na całkowite zrezygnowanie z chłodnicy oleju, przez co można w ograniczonej przestrzeni ramy motocyklowej zainstalować większą chłodnicę cieczy.

Olej w silniku może spełniać funkcję smarowania i chłodzenia. Stosuje się go także do aktywowania kompensatorów luzów zaworowych, czy uruchamiania mechanizmów zmieniających parametry rozrządu, chociaż tego typu rozwiązania znacznie częściej spotkamy w samochodach, niż motocyklach.