أربع دورات: السحب، والضغط، والقدرة، والعادم.

في معظم السيارات، يكرر المكبس الدورة نفسها ذات الأشواط الأربعة مرارًا. ويأتي الاسم من أشواط المكبس الأربعة التي يتطلبها ذلك:

1. السحب. يفتح صمام السحب ويتحرك المكبس إلى الأسفل، فيسحب الهواء النقي إلى الداخل. في محرك بنزين بحقن عبر المنفذ، يُرش الوقود في الهواء الداخل؛ أما في محرك ذي حقن مباشر، فيُرش الوقود داخل الأسطوانة نفسها.
2. الضغط. يكون الصمامان مغلقين. يتحرك المكبس إلى الأعلى ويضغط الغاز في حيز أصغر بكثير. يجعل الضغط الغاز ساخنًا ويهيئه للاحتراق.
3. القدرة. بالقرب من أعلى شوط الضغط، تشعل شمعة الإشعال الشرارة. يحترق الخليط، ويتمدد الغاز الساخن ويدفع المكبس إلى الأسفل. هذا هو الشوط الوحيد الذي ينقل الطاقة إلى عمود المرفق. ويبقى الصمامان مغلقين.
4. العادم. يفتح صمام العادم ويتحرك المكبس إلى الأعلى، دافعًا الغاز المحترق إلى الخارج. ثم تبدأ الدورة من جديد.

احسب دورات عمود المرفق: كل شوط يساوي نصف دورة (180°)، لذا فإن الدورة تساوي 4 × 180° = 720°، أي دورتين كاملتين لعمود المرفق. ويحتاج عمود الكامات، الذي يفتح الصمامات، إلى فتح كل صمام مرة واحدة فقط في كل دورة، لذلك يدور بنصف سرعة عمود المرفق، أي دورة واحدة في كل دورة. وفي المحرك، يُدار بواسطة سير أو سلسلة بنسبة تروس 2 : 1.

وهذا يعني أيضًا أن الأسطوانة الواحدة تحصل على شوط قدرة واحد كل دورتين، وليس شوطًا واحدًا في كل دورة. عند سرعة 3 000 rpm، يدور عمود المرفق 50 دورة في الثانية، لذلك تطلق أسطوانة واحدة الشرارة 25 مرة في الثانية.

من أين تأتي الطاقة اللازمة للأشواط الثلاثة الأخرى؟ من دولاب الموازنة، وفي المحرك متعدد الأسطوانات من الأسطوانات الأخرى التي تكون في أشواط القدرة الخاصة بها. وتحتاج أشواط السحب والضغط والعادم كلها إلى قدر قليل من العمل لضخ الغاز وتحريكه وضغطه.

إذا رسمت ضغط الغاز مقابل حجم الأسطوانة خلال الدورة، فستحصل على حلقة تُسمّى مخطط P–V. تمثّل المساحة داخل الحلقة الشغل الصافي في كل دورة. يرسم عالم محركات الحرارة في مختبر الجسيمات هذا المخطط لدورة أوتو ويشتق كفاءتها؛ أما هنا فنحن نكتفي بمشاهدة الحلقة وهي تُرسم مع تحرّك المكبس.

تعمل بعض المحركات الصغيرة (جزازات العشب، والمناشير السلسلية، والدراجات الصغيرة) بدورة من شوطين: فهي تُشعل الوقود في كل دورة بدمج الأشواط، ما يجعلها خفيفة وبسيطة، لكن من الأصعب إبقاؤها نظيفة. تستخدم السيارات تقريبًا دائمًا دورة الأشواط الأربعة لأنها تتحكم في تبادل الغاز بشكل أفضل.