关于热机的四个冲程

循环是在上止点开始的,即活塞处在其最上方位置.当活塞在其第一次向下运动的过程（进气冲程）中,燃料与空气的混合体通过一个或者多个气门注入气缸.进气门关闭,紧接着的压缩冲程压缩这种混合气体（压缩冲程）.
于是混合气体在接近压缩冲程顶点时被火花塞点燃.燃烧空气爆炸所产生的推力迫使活塞向下做第三次运动（做功冲程）.第四次也就是最后一次冲程是排气冲程,燃烧过的气体通过排气门排出气缸.
通俗地讲凸轮轴就是一个带有几个叫做凸轮的椭圆形突出体的圆柱,通过它的运动带动气门的运动.凸轮轴旋转时,凸轮推动气门（通常是通过叫做挺杆的中间部件）使之在相应的时间打开.气门是用弹簧顶住的,当凸轮的突起不是正对着气门时它是关闭着的.每个循环一个气门只打开一次,也就是,曲轴旋转两周凸轮轴转一周.上面图示是双顶置式凸轮轴发动机.
四冲程发动机比两冲程的效率要高很多.不过需要相当多的可移动零件以及更高的制造技术.
连控轨道阀调速
大部分的四冲程发动机,气门都是简单地随着弹簧的返回而关闭.随着发动机转速的提高,弹簧推动气门开合的时间会有所改变,而这时间的改变不利于发动机的性能发挥.
这个问题的解决办法之一是连控轨道阀（Desmodromic valve）调速系统.这个系统是用一个机械装置调整气门的开合.这样就可以得到更高转速的发动机.
一些设计用到额外的凸轮轴和摇杆.
这个系统的缺点是复杂程度高、成本高,有的制造商将其用在为摩托车发动机的杜卡迪系统.