Um motor é uma máquina que converte energia química em energia mecânica; este processo de conversão é essencialmente um ciclo de trabalho. Simplificando, o combustível é queimado dentro do cilindro para gerar energia cinética, fazendo com que o pistão se mova para frente e para trás. Este movimento faz com que a biela e a manivela anexada girem em torno do centro do virabrequim, gerando assim potência.
A operação de um motor a gasolina de quatro{0}}tempos é um processo complexo que consiste em quatro tempos: admissão, compressão, combustão/expansão e escapamento.
Curso de admissão
Durante este curso, o pistão é acionado pelo virabrequim para se mover do Ponto Morto Superior (TDC) em direção ao Ponto Morto Inferior (BDC); simultaneamente, a válvula de admissão abre enquanto a válvula de escape permanece fechada. À medida que o pistão se move para baixo, o volume acima dele aumenta, fazendo com que a pressão dentro do cilindro caia e criando um vácuo parcial. Como a válvula de admissão está aberta, o cilindro se conecta ao coletor de admissão, permitindo que a mistura ar-combustível seja aspirada para dentro do cilindro. No momento em que o pistão atinge o PMI, o cilindro é preenchido com uma mistura de ar fresco-combustível e gás de exaustão residual que sobrou do ciclo anterior.
Curso de compressão
O pistão se move de BDC para TDC com as válvulas de admissão e escape fechadas. Impulsionado pela inércia do volante, o virabrequim gira e empurra o pistão para cima através da biela. O volume de gás dentro do cilindro diminui, comprimindo o gás e fazendo com que a pressão e a temperatura da mistura aumentem.
Curso de força
Nesta fase, ambas as válvulas permanecem fechadas e a vela acende a mistura. A mistura queima violentamente, causando um rápido aumento na temperatura e na pressão dentro do cilindro. Os gases de alta-temperatura e alta{3}}pressão forçam o pistão para baixo, fazendo com que o virabrequim gire por meio da biela. Dos quatro tempos do motor, este é o único onde a energia térmica é convertida em energia mecânica; portanto, é conhecido como golpe de força.
Curso de exaustão
Durante este curso, a válvula de escape abre e o pistão se move de BDC para TDC, expelindo os gases de escape do cilindro à medida que ele sobe. Devido à resistência do sistema de exaustão e ao volume inerente da câmara de combustão, é impossível expelir completamente todos os gases de exaustão ao final do curso de exaustão; o gás restante no cilindro é conhecido como gás de escape residual. Este gás residual não só dificulta a entrada de uma carga nova, mas também afecta negativamente o processo de combustão.
No final do curso de exaustão, o pistão retorna ao Ponto Morto Superior (TDC), completando um ciclo operacional. Impulsionado pela inércia do volante, o virabrequim continua a girar, iniciando o próximo ciclo. Essa repetição contínua mantém o motor funcionando.
