Die Beziehungen zwischen Druck, Volumen und Temperatur von Gasen sind die Grundprinzipien des Motorbetriebs. Ein Verbrennungsmotor ist ein Gerät zur Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie. Benzin wird verdampft und mit Luft vermischt, in einen Zylinder gedrückt oder gezogen, von einem Kolben komprimiert und dann durch einen elektrischen Funken gezündet. Die Umwandlung der entstehenden Wärmeenergie in mechanische Energie und dann in Arbeit erfolgt im Zylinder. Die Abbildung veranschaulicht die verschiedenen Motorkomponenten, die für diesen Umbau erforderlich sind, und stellt auch die wichtigsten Begriffe vor, die verwendet werden, um den Motorbetrieb anzuzeigen.
Der Betriebszyklus eines Hubkolbenverbrennungsmotors umfasst die Reihe von Ereignissen, die erforderlich sind, um anzusaugen, zu komprimieren, zu zünden und zu verbrennen, wodurch eine Expansion der Kraftstoff-/Luftladung im Zylinder bewirkt wird und die Nebenprodukte des Verbrennungsprozesses gespült oder ausgestoßen werden. Wenn das komprimierte Gemisch gezündet wird, dehnen sich die resultierenden Verbrennungsgase sehr schnell aus und zwingen den Kolben, sich vom Zylinderkopf wegzubewegen. Diese Abwärtsbewegung des Kolbens, die über das Pleuel auf die Kurbelwelle wirkt, wird von der Kurbelwelle in eine Kreis- oder Drehbewegung umgewandelt. Ein Ventil oben oder im Kopf des Zylinders öffnet sich, damit die verbrannten Gase entweichen können, und der Schwung der Kurbelwelle und des Propellers drückt den Kolben zurück in den Zylinder, wo er für das nächste Ereignis im Zyklus bereit ist. Anschließend öffnet sich ein weiteres Ventil im Zylinderkopf, um eine frische Ladung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einzulassen. Das Ventil, das das Entweichen der brennenden Abgase ermöglicht, wird als Auslassventil bezeichnet, und das Ventil, das die frische Ladung des Kraftstoff-Luft-Gemischs einlässt, wird als Einlassventil bezeichnet. Diese Ventile werden durch den Ventilbetätigungsmechanismus zu den richtigen Zeiten mechanisch geöffnet und geschlossen. Daher ist die Reihenfolge der fünf Ereignisse eines Viertaktmotors Einlass, Kompression, Zündung, Leistung und Auslass.
Die Bohrung eines Zylinders ist sein Innendurchmesser. Der Hub ist die Strecke, die sich der Kolben von einem Ende des Zylinders zum anderen bewegt, insbesondere vom oberen Totpunkt (OT) zum unteren Totpunkt (UT) oder umgekehrt.
