Silnik to maszyna, która przekształca pewną formę energii w pracę mechaniczną. Silniki spalinowe można podzielić według kilku cech. W zależności od wytworzenia mieszanki i zapłonu (proces termodynamiczny), silniki dzielą się na: silniki Otto (zapłon iskrowy) i diesel (zapłon samoczynny). \
Czterosuwowy silnik benzynowy wykonuje cykl roboczy w czterech krokach. W tym czasie wał korbowy wykonuje dwa obroty.
Pierwszy cykl to wlot - zacisk przesuwa się z TDC (górny martwy punkt) do BDC (dolny martwy punkt), zawór ssący zaczyna się otwierać, zanim tłok dotrze do TDC, i zamyka się, gdy tłok przejdzie w pozycję BDC. W cylindrze wytwarzane jest ciśnienie 0,7-0,9 bara, które za pomocą otwartego zaworu wyciąga świeżą roboczą mieszaninę, która jest mieszana w cylindrze z produktami spalania pozostałymi z poprzedniego procesu.
Podczas kompresji zacisk przesuwa się do TDC i spręża gazy w cylindrze. Ciśnienie wzrasta od 11 do 18 barów, a temperatura od 400 do 600 0C. Tłok zaczyna zmniejszać przestrzeń komory cylindra. Oba zawory butli są zamknięte i następuje sprężanie paliwa i powietrza.
Spalanie rozpoczyna się przed TDC i trwa do BDC. Wartości współczynnika kompresji wynoszą od 6 do 11. Podczas rozprężania sprężone paliwo i mieszanka powietrza są zapalane przez elektryczne świece zapłonowe o wysokim napięciu tuż przed powrotem tłoka do położenia TDC. Ciśnienie gazu spalinowego na początku skoku rozprężnego wynosi 40–60 barów, a temperatura 2000–2500 ° C.
Z powodu wysokiego ciśnienia spalania tłok przesuwa się z TDC do BDC, gdzie uzyskuje się użyteczną pracę mechaniczną. Zwiększając objętość cylindra i rozszerzanie się gazów spalinowych, ciśnienie i temperatura spalin spadają tak, że na końcu ciśnienie gazu spalinowego wynosi 3-5 barów, a temperatura 700-1000 C. Podczas wyczerpania tłok przesuwa się z BDC do TDC, a następnie wypycha gazy z cylindra przez otwarty zawór wydechowy. Gazy spalinowe są pod ciśnieniem od 1,05 do 1,20 bara.
W zależności od ładunku w cylindrze ciśnienie przed i za wydechem może być powyżej wartości krytycznej, a duża część gazu wypływa z powodu różnicy ciśnień. Wysokie ciśnienia i temperatury w cylindrze silnika stanowią ważny warunek osiągnięcia wysokiego stopnia wydajności.
Przy pełnej mocy silnika temperatura spalin wynosi około 700-1000 C..
Czterosuwowy silnik wysokoprężny ma ten sam cykl.
Pierwsza faza (wlot) rozpoczyna się od otwarcia zaworu ssącego. Zacisk przesuwa się z TDC do BDC, przy czym ze względu na wzrost objętości powyżej tłoka ciśnienie jest wytwarzane w cylindrze, tak że rzeczywiste ciśnienie w cylindrze w czasie zasysania wynosi 0,7 - 0,85 bar.
W przypadku silników turbosprężarek wynosi do 2 barów. Drugi suw (kompresja) rozpoczyna się od zamknięcia zaworu ssącego i kończy w GMP. Pojemność wtryskiwanego czynnika roboczego zmniejsza się 14–24 razy w komorze sprężania.
Ciśnienie powietrza na końcu sprężania wynosi 30 - 60 barów, a jego temperatura wynosi 600 - 9000Po rozpoczęciu sprężania rozpoczyna się rozprężanie powietrza i paliwo jest wtryskiwane do cylindra pod ciśnieniem 90 - 2000 barów, w zależności od urządzenia wtryskowego. Paliwo jest rozproszone, podgrzewane, mieszane z powietrzem i zapalane.
Podczas spalania temperatura wzrasta do 2000 - 25000C i ciśnienie do 60 - 120 barów. W takcie występują maksymalne naprężenia mechaniczne i termiczne mechanizmu tłokowego. Podczas przedłużania zacisk jest przełączany z BDC na TDC, w ten sposób opróżniając cylinder przez zawór wydechowy. Ciśnienie, pod którym przechodzą gazy spalinowe, wynosi od 1,05 do 1,20 bara. Temperatury gazów wynoszą 500 - 6000do.
Silnik Si to silnik spalinowy, który działa na zasadzie zapłonu iskrowego. Zużywa benzynę i wykorzystuje cykl Otto. Silnik wysokoprężny (Ci) jest również silnikiem spalinowym, który wykorzystuje olej napędowy i pracuje w cyklu diesla. Silnik wysokoprężny nie ma iskry, a czyste powietrze jest sprężane w cylindrze, który osiąga wystarczającą temperaturę, aby po wtryśnięciu paliwa do cylindra samozapłon.
Ciśnienie i temperatura w cylindrze z silnikiem wysokoprężnym są wyższe niż w silnikach Si, a także stopień wydajności. Zużycie paliwa w silniku Ci jest niższe, ale koszty początkowe i koszty konserwacji są wyższe. Silnik wysokoprężny jest również cięższy i najczęściej instalowany jest w pojazdach dużej mocy - ciężarówkach, autobusach, lokomotywach itp.