Variklis yra mašina, kuri tam tikrą energijos formą paverčia mechaniniu darbu. Vidaus degimo variklius galima suskirstyti pagal keletą charakteristikų. Atsižvelgiant į mišinio susidarymą ir uždegimą (termodinaminį procesą), varikliai skirstomi į: „Otto“ (kibirkštinio uždegimo) ir dyzelinius (kompresinio uždegimo) variklius. \
Keturių taktų benzininis variklis darbo ciklą atlieka keturiais etapais. Per tą laiką alkūninis velenas sukasi du kartus.
Pirmasis ciklas yra įsiurbimas - spaustukas juda iš TDC (viršutinio negyvojo centro) į BDC (apatinį negyvąjį centrą), įsiurbimo vožtuvas pradeda atsidaryti prieš tai, kai stūmoklis patenka į TDC, ir užsidaro, kai stūmoklis pereina į BDC padėtį. Cilindre sukuriamas 0,7–0,9 barų slėgis, kuris atidarytu vožtuvu ištraukia šviežią darbinį mišinį, sumaišytą cilindre su degimo produktais, likusiais po ankstesnio proceso.
Suspaudimo metu spaustukas juda į TDC ir suspaudžia cilindre esančias dujas. Slėgis pakyla nuo 11 iki 18 barų, o temperatūra nuo 400 iki 600 0C. Stūmoklis pradeda mažinti cilindro kameros erdvę. Abu cilindrų vožtuvai yra uždaryti ir atliekamas kuro ir oro suspaudimas.
Degimas prasideda prieš TDC ir trunka iki BDC. Suspaudimo laipsnio vertės svyruoja nuo 6 iki 11. Išsiplėtimo metu suslėgto kuro ir oro mišinys uždegamas aukštos įtampos žvakėmis prieš pat stūmokliui grįžtant į TDC padėtį. Degimo dujų slėgis išsiplėtimo takto pradžioje yra 40–60 barų, o temperatūra - 2000–2500 C.
Dėl aukšto degimo slėgio stūmoklis juda iš TDC į BDC, kur gaunamas naudingas mechaninis darbas. Didinant baliono tūrį ir plečiantis degimo dujoms, slėgis ir degimo dujų temperatūra nukrenta taip, kad pabaigoje degimo dujų slėgis yra 3–5 barai, o temperatūra - 700–1000 C. Išsekimo metu stūmoklis juda iš BDC į TDC ir tada išstumia baliono dujas per atvirą išmetimo vožtuvą. Degimo dujose yra nuo 1,05 iki 1,20 barų slėgis.
Priklausomai nuo baliono įkrovos, slėgis prieš ir už išmetimo gali būti didesnis nei kritinis, o didelė dujų dalis išeina dėl slėgio skirtumo. Didelis variklio cilindro slėgis ir temperatūra yra svarbi prielaida pasiekti aukštą efektyvumo laipsnį.
Esant variklio galiai, išmetamųjų dujų temperatūra yra apie 700–1000 C.
Keturių taktų dyzelinis variklis turi tą patį ciklą.
Pirmoji fazė (įsiurbimas) prasideda atidarius įsiurbimo vožtuvą. Spaustukas juda iš TDC į BDC, o dėl tūrio padidėjimo virš stūmoklio cilindre sukuriamas slėgis, kad tikrasis cilindro slėgis įsiurbimo metu būtų 0,7–0,85 bar.
Varikliams su turbokompresoriumi iki 2 bar. Antrasis smūgis (suspaudimas) prasideda uždarant įsiurbimo vožtuvą ir baigiasi TDC. Įpuršktos darbinės terpės suspaudimo kameroje sumažėja 14–24 kartus.
Oro slėgis suspaudimo pabaigoje yra 30–60 barų, o jo temperatūra 600–9000C. Po to, kai oro suspaudimas prasideda, išsiplėtimas ir kuras įpurškiamas į cilindrą, esant 90–2000 barų slėgiui, atsižvelgiant į įpurškimo įtaisą. Degalai yra išsibarstę, pašildomi, sumaišomi su oru ir užsidega.
Degimo metu temperatūra pakyla iki 2000 - 25000C ir slėgis iki 60 - 120 barų. Šiuo taktu atsiranda didžiausi stūmoklio mechanizmo mechaniniai ir šiluminiai įtempiai. Pailginimo metu spaustukas perjungiamas iš BDC į TDC, tokiu būdu išleidžiant cilindrą per išmetimo vožtuvą. Išmetamųjų dujų slėgis yra nuo 1,05 iki 1,20 bar. Dujų temperatūra yra 500–6000C.
Si variklis yra vidaus degimo variklis, veikiantis kibirkštinio uždegimo principu. Jis naudoja benziną ir naudoja „Otto“ ciklą. Dyzelinis (Ci) variklis taip pat yra vidaus degimo variklis, kuris naudoja dyzelinį kurą ir veikia pagal dyzelino ciklą. Dyzeliniam varikliui nėra kibirkšties, o cilindre suspaudžiamas grynas oras, kurio temperatūra yra tokia, kad įleidus degalus į degalų balioną, jis savaime užsidega..
Slėgis ir temperatūra dyzelino balionuose yra aukštesni nei Si varikliuose, taip pat efektyvumo laipsnis. Degalų sąnaudos Ci variklyje yra mažesnės, tačiau pradinės ir priežiūros išlaidos yra didesnės. Dyzelinis variklis taip pat yra sunkesnis ir dažniausiai montuojamas didelės galios transporto priemonėse - sunkvežimiuose, autobusuose, lokomotyvuose ir kt.