汽车发动机的工作机制是一个精细且复杂的流程，主要分为四个关键阶段：进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，因此，活塞式发动机通常被称为四冲程发动机。首先，进气冲程启动，当曲轴驱动活塞从上止点滑至下止点时，进气门敞开，排气门紧闭，此时曲轴旋转180度。在这个过程中，气缸内部的体积逐渐增大，气体压力从pr下降至pa，形成了一定的真空环境。紧接着，空气和汽油混合的混合气通过进气门被引入气缸，并在此进一步融合，形成可燃的混合气。
紧接着，进入压缩冲程，此时进气门和排气门均封闭。活塞从下止点移至上止点，曲轴旋转180度。随着活塞的上升，工作容积减小，气缸内的空燃混合气在高压缩下，压力和温度急剧提升。压缩过程结束后，压力pc可达800~2000kPa，温度可达600 ~ 750 K，对应示功图上的曲线A ~ C。
做功冲程来临，当混合气的温度和压力达到适宜点，它开始燃烧，产生爆炸性的力量。此时，活塞从上止点向下运动，驱动废气排出，曲轴继续旋转180度。最后，排气门打开，活塞从下止点回升，开始排气冲程。在这个阶段，废气通过排气门排出，曲轴旋转再次达到180度，气缸内部的体积逐渐恢复，压力和温度逐渐降低。
通过这四个连续的过程，汽车发动机实现了燃料的燃烧和能量的转化，驱动车辆启动。发动机的运作原理极其复杂且精密，依赖于各个部件的精确协同。因此，对汽车发动机的维护和保养至关重要，不容忽视。