Quarto tempo (fig. 10). — Alla fine del terzo tempo, la biella B lavorando sopra la manovella M, le ha già fatto descrivere un giro e mezzo. Sopra l'albero della manovella è calettata una ruota dentata C che ne comanda un'altra H di diametro doppio calettata sopra un albero secondario.
Questo albero secondario porta un eccentrico (camma) D; l'azione di questa sporgenza sopra il gambo della valvola si manifesta ogni due giri.
Ora, quest'azione si produce appunto nel momento che il pistone è al fondo della corsa; nell'istante in cui il pistone ritorna, l'asta solleva la valvola O spingendo il gambo e i gas bruciati sfuggono nell'atmosfera per l'apertura S.
L'eccentrico è calcolato in modo che alla fine della corsa esso non agisce più sopra la valvola O, la quale è richiamata nella sua sede da una molla. Di poi si ripetono le stesse fasi.
Ciclo teorico. — Se OV e OP sono gli assi coordinati cui si riferiscono i volumi e le pressioni, il diagramma teorico di un ciclo a 4 tempi può essere rappresentato dalla fig. 11, in cui AB è l'aspirazione della miscela tonante (aumento di volume a pressione costante); BC è la compressione della miscela (diminuzione di volume con aumento di pressione); CD è lo scoppio e DE l'espansione dei prodotti della combustione (aumento rapido di pressione, poi aumento di volume con diminuzione di pressione); EA è lo scarico dei prodotti della combustione (diminuzione di volume a pressione sensibilmente costante).
Fig. 11.
Questo è il così detto ciclo teorico pel quale si suppone che, durante la compressione e l'espansione, non vi siano disperdimenti di calore e che quindi avvengano adiabaticamente. In realtà però, durante la compressione, le pareti del cilindro, calde per gli scoppi precedenti, cedono calore al miscuglio gassoso e durante l'espansione, dopo lo scoppio, ne assorbono.
Così pure l'esplosione non è istantanea e quindi il punto D viene ad essere spostato verso destra e tanto più quanto è stato più grande il tempo durante il quale l'esplosione si è propagata a tutta la massa.