Otto erfand 1876 einen technische brauchbaren Benzin-Motor, der heute, vor allem als Viertakt-Ottomotor, verbreitet ist. Das Prinzip des Viertakt-Ottomotors wird anhand eines Modells erläutert. Der Zylinder des Motors hat zwei Ventile, das Einlassventil und das Auslassventil, die durch die Nockenwelle jeweils im richtigen Zeitpunkt geöffnet und geschlossen werden.
Eine Kurbel bewegt über eine "Pleuelstange" einen sehr genau passenden Kolben im Zylinder auf und ab. Die Kurbel wird durch den Anlasser (Elektromotor) in Gang gesetzt.
Dann durchläuft der Otto-Motor bei einer Kurbeldrehung folgende vier "Takte":

1. Takt:	2.Takt:
3. Takt:	4.Takt:

Animierte Grafik

1. Takt (Ansaugtakt):

Das Einlassventil ist geöffnet. Ein Gemisch aus Benzindampf und Luft wird aus dem "Vergaser" in den Zylinder angesaugt.

2. Takt (Verdichtungstakt):
Beide Ventile sind geschlossen. Der sich nach oben bewegende Kolben preßt das angesaugte Gemisch zusammen.

3. Takt (Arbeitstakt):
Beide Ventile bleiben geschlossen. Der Funke einer elektrischen "Zündkerze" entzündet das Gemisch. Durch die Verbrennung des Benzins steigt die Temperatur auf über 1500 °C und der Druck auf etwa 40 bar. Die dadurch auf den Kolben wirkende Kraft treibt den Kolben nach unten.

4. Takt (Auspufftakt):
Das Auslassventil ist geöffnet. Der Kolben bewegt sich wieder nach oben und drückt die Verbrennungsgase aus dem Zylinder. Dann wird das Auslassventil geschlossen und das Einlassventil geöffnet. Es beginnt wieder der Takt 1.





Ein mit der Kurbel verbundenes Schwungrad sorgt durch seine Trägheit dafür, daß der Kolben in seinen Umkehrpunkten, oben und unten nicht stehen bleibt.

Da auf vier Takte nur ein einziger Arbeitstakt kommt, arbeitet der einzylindrische Motor stoßweise. Ein gleichmäßiger Gang wird durch mehrere Zylinder erreicht, die gegeneinander im Takt verschoben arbeiten. Kraftwagenmotoren haben deshalb vier oder mehr Zylinder.

Im Laufe der Jahre wurden die Motoren ständig verbessert. Neuerdings wird z.B. insbesondere bei größeren Motoren beim 1. Takt das Benzin-Luft-Gemisch durch eine Pumpe in die Zylinder gespritzt (sog. "Einspritzmotoren"). Zur besseren Kraftstoff-Ausnutzung und Steigerung der Leistung werden auch Zylinder mit mehr als zwei (z. B. vier) Ventilen benutzt.

Die bei der Verbrennung des Benzins freiwerdende innere Energie wird beim Ottomotor nur zum Teil dazu verwendet, den Kolben zu bewegen und damit letztendlich die kinetische Energie des Autos zu erhöhen.

Es wird also nur ein Teil der ursprünglich vorhandenen inneren Energie genutzt. Der Wirkungsgsgrad h gibt diesen Anteil an;

Je nachdem, was als genutzte Energie betrachtet wird, ergibt sich bei einem Kraftwagen mit Ottomotor ein unterschiedlicher Wirkungsgrad.

Betrachtet man nur die kinetische Energie des Wagens als genutzte Energie, so ergibt sich der Wirkungsgrad h = 17%. Sieht man auch die zur Reibarbeit nötige Energie als genutzte Energie an, so ist h = 22%. Nimmt man noch den eigenen Energiebedarf des Autos (z. B. für Lichtmaschine, Wasserpumpe, Ventilator) hinzu, so ist h = 25%.

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