Cicle de quatre temps

Les quatre carreres del pistón. El cicle de quatre temps es compon de: admissió (1), compressió (2), explosió/expansió (3) i escape (4). El costat dret en blau és la vàlvula d'admissió, mentres que el costat esquerre en marró és l'orifici d'escape. La paret del cilindre està constituïda per una camisa que rodeja el cap del pisón i crea un espai per a la combustió del carburant i la generació d'energia mecànica.

Un motor de quatre temps és un motor de combustió interna alternatiu tant de cicle Otto com de cicle Dièsel, que precisa quatre carreres del pistón o émbolo (dos regressos complets, pero del cigonyal) per a completar el cicle termodinàmic de combustió. Estos quatre temps són: admissió, compressió, combustió o explosió o expansió i escape.

En 1861, l'alemà Nicolaus Otto va experimentar en el seu primer motor a gas de quatre temps que va tindre que abandonar per dificultats tècniques. En 1867 els alemans Otto i Langen varen idear un motor a gasolina de quatre temps, en l'ignició d'una mescla (gasolina, aire comprimit), que varen presentar l'any següent en París. El gran encert d'Otto va ser provocar la purna en la mescla comprimida en lloc de sol aspirada, lo que va aumentar tant l'eficiència com el rendiment del motor.

Un disseny alternatiu al motor de quatre temps és el motor de dos temps.

Temps del cicle

Ací es detallen els diferents temps (activitats realisades durant el cicle) i les seues característiques.

1. Primer temps o admissió: en esta fase el descens del pistó aspira la mescla aire combustible en els motors d'encés provocat (MEP) o l'aire en motors d'encés per compressió (MEC). La vàlvula d'escape permaneix tancada, mentres que la d'admissió està oberta. En el primer temps el cigonyal gira 180° i l'arbre de levas dona 90°. La vàlvula d'admissió es troba oberta i la carrera que realisa el pistó és descendent.
2. Segon temps o compressió: en aplegar al final de la carrera inferior, la vàlvula d'admissió es tanca, comprimint el gas contingut en la cambra per l'ascens del pistó. En el segon temps el cigonyal dona 180° i l'arbre de levas dona 90°, i ademés abdós vàlvules es troben tancades i la seua carrera és ascendent.
3. Tercer temps o explosió/expansió: en aplegar al final de la carrera superior el gas ha alcançat la pressió màxima. En els motors d'encés provocat o de cicle Otto bota la purna en la bugia, provocant l'inflamació de la mescla, mentres que en els motors diésel, s'injecta a través del injector el combustible molt polvorisat, que es autoinflama per la pressió i temperatura existents en l'interior del cilindre. En abdós casos, una volta iniciada la combustió, esta progressa ràpidament incrementant la temperatura i la pressió en l'interior del cilindre i expandint els gasos que espenten el pistó. Esta és l'única fase en la que s'obté treball. En este temps el cigonyal gira 180° mentres que l'arbre de levas gira 90° respectivament, abdós vàlvules es troben tancades i la seua carrera és descendent.
4. Quart temps o escape: en esta fase el pistó espenta, en el seu moviment ascendent, els gasos de la combustió que ixen a través de la vàlvula d'escape que permaneix oberta. En aplegar al punt màxim de carrera superior, es tanca la vàlvula d'escape i s'obri la d'admissió, reiniciant-se el cicle. En este temps el cigonyal gira 180° i l'arbre de levas gira 90°.