汽车发动机在以下情况下通常需要更换：
发动机完全进水：当水通过进气歧管进入气缸时，活塞的运动行程会受到影响，可能导致发动机连杆弯曲或断裂，极端情况下甚至会造成断裂连杆飞出击穿缸体。如果在此情况下重新启动发动机，极易发生爆缸，因此需要更换发动机。
维修成本过高：当发动机的维修成本接近或超过更换新发动机的成本时，从经济角度考虑，更换发动机可能更为合理。这通常发生在发动机出现严重故障，且修复难度大、费用高的情况下。
发动机相关号码被恶意更改：在某些特殊情况下，如车辆被盗后相关号码被恶意更改，车主可以提出申请更换或恢复发动机相关号码。这种情况下，更换发动机是为了恢复车辆的合法性和正常使用。
发动机性能严重下降：随着使用时间的增长，发动机可能会出现性能严重下降的情况，如动力不足、油耗增加、排放超标等。如果这些问题无法通过维修得到有效解决，或者维修后性能仍然无法满足使用需求，那么更换发动机可能是必要的。
汽车发动机在出现上述情况时通常需要更换。在更换发动机时，应选择符合当地环保法规、与车辆底盘和电气系统兼容、具有良好经济性和可靠性的发动机，并确保更换过程符合相关规定和程序。