Neljä tahtia: imu, puristus, työ ja pakokaasu

Useimmissa autoissa mäntä toistaa samaa nelitahtista kiertoa yhä uudelleen. Nimi tulee neljästä männän tekemästä tahdista:

1. Imu. Imuläppä avautuu ja mäntä liikkuu alas vetäen raikasta ilmaa sisään. Imusarjaruiskutteisessa bensiinimoottorissa polttoainetta suihkutetaan tulevaan ilmaan; suorasuihkutusmoottorissa sitä suihkutetaan suoraan sylinteriin.
2. Puristus. Molemmat läpät ovat suljettuina. Mäntä liikkuu ylös ja puristaa kaasun paljon pienempään tilaan. Puristaminen kuumentaa sen ja valmistelee sen palamaan.
3. Työ. Puristustahdin lähellä yläasentoa sytytystulppa antaa kipinän. Seos palaa, kuuma kaasu laajenee ja työntää männän alas. Tämä on ainoa tahti, joka tuottaa energiaa kampiakselille. Molemmat läpät ovat edelleen suljettuina.
4. Pakokaasu. Pakokaasuläppä avautuu ja mäntä liikkuu ylös työntäen palaneen kaasun ulos. Sitten kierto alkaa uudelleen.

Laske kampiakselin kierrokset: jokainen tahti on puoli kierrosta (180°), joten kierto on 4 × 180° = 720°, mikä tarkoittaa kahta kampiakselin täyttä kierrosta. Nokka-akselin, joka avaa läpät, tarvitsee avata kukin läppä vain kerran kierrossa, joten se pyörii puolella kampiakselin nopeudesta, yhden kierroksen kierrossa. Moottorissa sitä pyörittää hihna tai ketju, jonka välityssuhde on 2 : 1.

Tämä tarkoittaa myös, että yksisylinterinen moottori tekee yhden työtahtin joka toinen kierros, ei joka kierroksella. Nopeudella 3 000 rpm kampiakseli tekee 50 kierrosta sekunnissa, joten yksi sylinteri sytyttää 25 kertaa sekunnissa.

Mistä energia tulee kolmeen muuhun tahtiin? Vauhtipyörästä ja monisylinterisessä moottorissa muista sylintereistä, jotka ovat omilla työtahtivuoroillaan. Imu-, puristus- ja pakokaasutahti tarvitsevat kaikki hieman työtä kaasun pumppaamiseen ja puristamiseen.

Kun piirrät kaasun paineen sylinterin tilavuutta vasten kierron aikana, saat silmukan eli P–V-kaavion. Silmukan sisällä oleva pinta-ala on nettotyö kiertoa kohti. Particle Labin Heat Engines -maailma piirtää tämän kaavion Otto-kierrolle ja johtaa sen hyötysuhteen; tässä vain seuraamme silmukan piirtymistä männän liikkuessa.

Jotkin pienet moottorit (ruohonleikkurit, moottorisahat ja pienet skootterit) ovat kaksitahtisia: ne sytyttävät joka kierroksella yhdistämällä tahteja, mikä tekee niistä kevyitä ja yksinkertaisia mutta vaikeampia pitää puhtaina. Autoissa käytetään lähes aina nelitahtikiertoa, koska se hallitsee kaasujen vaihtoa paremmin.