活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。此時進氣門開啟，排氣門關閉，曲軸轉動180°。在活塞移動過程中，汽缸容積逐漸增大，汽缸內氣體壓力從pr逐漸降低到pa，氣缸內形成一定的真空度，空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入汽缸，并在汽缸內進一步混合形成可燃混合氣。由于進氣系統存在阻力，進氣終點時，汽缸內氣體壓力小于大氣壓力p0 ，即pa= (0.80～0.90）p0。進入汽缸內的可燃混合氣的溫度，由于進氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與殘余廢氣的混合而升高到340～400K。
排氣沖程（exhaust stroke)
排氣沖程時，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，活塞從下止點向上止點運動，曲軸轉動180°。排氣門開啟時，燃燒后的廢氣一方面在汽缸內外壓差作用下向缸外排出，另一方面通過活塞的排擠作用向缸外排氣。由于排氣系統的阻力作用，排氣終點r 點的壓力稍高于大氣壓力，即pr=（1.05～1.20）p0。排氣終點溫度Tr=900～1100K。活塞運動到上止點時，燃燒室中仍留有一定容積的廢氣無法排出，這部分廢氣叫殘余廢氣。
配氣機構
配氣機構的作用是根據發動機的工作順序和各缸工作循環的要求，及時地開啟和關閉進、排氣門，使可燃混合氣（汽油發動機）或新鮮空氣（柴油發動機）進入氣缸，并將廢氣排入大氣。 [3]
四沖程發動機廣泛采用氣門凸輪式配氣機構，它由氣門組和氣門傳動組兩部分組成。按其傳動方式不同，可分為正時齒輪傳動式和鏈條傳動式兩種；按凸輪軸的位置不同，可分為下置凸輪軸式、中置凸輪軸式和上置凸輪軸式。下置凸輪軸式配氣機構工作時，曲軸通過一對互相嚙合的正時齒輪帶動凸輪軸旋轉，當凸輪的凸尖上升到位置時氣門開度。當凸輪的凸尖向下運動時，由于氣門彈簧的彈力作用，氣門及其傳動機件恢復原位，將氣道關閉。與下置凸輪軸式配氣機構相比，中置和上置凸輪軸式配氣機構因曲軸與凸輪軸距離較大，故多為正時鏈條或正時帶傳動。中置凸輪軸式省去了推桿；上置凸輪軸式省去了挺桿及推桿。
氣門組一般由氣門、氣門座、氣門導管、氣門油封、氣門彈簧和氣門鎖片等組成。
氣門分為進氣門和排氣門兩種，其作用是分別用來關閉進、排氣道。氣門由頭部和桿部組成，頭部制成錐形，與氣門座的錐面配合。頭部錐角，一般為45°。同一臺發動機的進氣門頭部直徑大于排氣門頭部直徑，以提高發動機的充氣量。氣門桿部為圓柱形，與氣門導管內孔配合，桿的端部制有環槽，用來安裝氣門彈簧座鎖片。
氣門座用來保證氣門密封，并將氣門頭部的熱量傳給氣缸蓋。氣門座一般用特種合金制成環狀，緊密地鑲在氣缸蓋上。
氣門導管用來引導氣門作往復直線運動，保證氣門與氣門座閉合位置正確。為防止氣缸蓋上潤滑油從氣門與氣門導管之間的間隙進入燃燒室，氣門導管上端裝有氣門油封。
氣門彈簧是圓柱形螺旋彈簧，它可使氣門迅速關閉，并使氣門頭部與氣門座相互壓緊，保證密封。