Первый такт — впуск (рис. 4, а) начинается при движении поршня от в.м.т. к н.м.т. Этот такт характеризуется впуском горючей смеси, т. е. смеси воздуха и паров топлива, в цилиндр карбюраторного двигателя под действием разрежения, создаваемого над поршнем при движении поршня от в.м.т. к н.м.т. Объем, освобождаемый поршнем, заполняет горючая смесь, поступающая из карбюратора через открытый впускной клапан 8.
Соприкасаясь со стенками впускного трубопровода и цилиндра 3 и перемешиваясь с отработавшими газами, оставшимися от предыдущего цикла (остаточными), горючая смесь нагревается. Перемешанная с остаточными газами горючая смесь называется рабочей смесью. В конце впуска при подходе поршня к н.м.т. температура смеси в цилиндре составляет 70...120 °С.
Второй такт — сжатие (рис. 4, б) характеризуется сжитием горючей смеси, во время которого оба клапана отрыты и поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т.
В зависимости от степени сжатия температура смеси в цилиндре 3 к концу такта повышается до 400...450 °С, а давление до 1...1,4 МПа. Чем выше степень сжатия, тем больше температура и давление смеси.
Горючую смесь сжимают с таким расчетом, чтобы ее температура в конце сжатия была несколько ниже температуры самовоспламенения топлива. Степень сжатия и современных автомобильных карбюраторных двигателях находится в пределах 8...10.
Третий такт — расширение, или рабочий ход (рис. 4, в), совершается при закрытых клапанах. В конце такта сжатия горючая смесь воспламеняется от искрового разряда в свече зажигания и быстро сгорает. В результате сгорания температура газов повышается до 2300...2500 °С, а давление до 4,5...6 МПа. Давление газов передается на поршень 4 и далее через поршневой палец и шатун 2 на коленчатый вал 1, создавая крутящий момент, который заставляет вал вращаться. По мере перемещения поршня к н.м.т. давление и температура газов в цилиндре снижаются.
Четвертый такт — выпуск (рис. 4, г) начинается при подходе поршня к н.м.т. в момент открытия выпускного клапана. Вначале газы под собственным давлением 0,3...0,5 МПа с большой скоростью выбрасываются через открытый выпускной клапан 5. Затем поршень, перемещаясь от н.м.т. к в.м.т., вытесняет из цилиндра 3 отработавшие газы под давлением, несколько превышающим атмосферное и равным 0,11...0,12 МПа. Такт выпуска заканчивается, когда поршень находится у в.м.т., выпускной клапан при этом закрывается. Во время такта выпуска температура отработавших газов к концу такта снижается до 753...803 °С. После такта выпуска начинается новый рабочий процесс.
Чем меньше отработавших газов останется в цилиндре к началу следующего за четвертым первого такта, тем больше свежей горючей смеси поступит в цилиндр, следовательно, большую мощность разовьет двигатель и экономичнее будет его рабочий процесс.
Для обеспечения равномерного вращения коленчатого вала на нем устанавливают маховик. Обладая значительной массой, маховик накапливает механическую энергию во время основного такта — рабочего хода, когда газы совершают работу, и часть этой энергии затрачивается для осуществления остальных, вспомогательных тактов (выпуска, впуска и сжатия).
Рис. 4. Рабочий цикл четырехтактного двигателя: а — такт впуска, б — такт сжатия, в — такт рабочего хода, г — такт выпуска; 1 — коленчатый вал, 2 — шатун, 3 — цилиндр, 4 — поршень, 5 — выпускной клапан, 6 — распределительный вал, 7 — рычаг (коромысло), 8 — впускной клапан, 9 — головка цилиндра.