Чотиритактний двигун був вперше запатентований Альфонсом Бо де Роша в 1861 році. До цього приблизно в 1854-57, два італійці (Євгеніо Барсанті і Феліче Маттеучі) винайшли двигун, який, за чутками, дуже схожий, але патент був втрачений.
Перша людина, яка насправді змогла побудувати автомобіль з цим двигуном був німецький інженер Ніколаус Отто.
Ось чому чотиритактний принцип сьогодні широко відомий як цикл Отто і чотиритактних двигунів з використанням свічок запалювання часто називають двигунами Отто.
Цикл Отто складається з адіабатичного стиснення, тепла при постійному обсязі, адіабатичного розширення та відмови від тепла при постійному обсязі.
Є також ізобаричне стиснення і розширення , яке,як правило, ігнорується, так як в процесі цих ідеалізованих не грають ніякої ролі в споживанні тепла.
Цикл Отто- ідеалізований термодинамічний цикл, який описує функціонування типового поршневого двигуна. Цикл Отто побудований з:
1)Адіабатичне стиснення (на мал — процесс 3>4). Робоче тіло відєднюють від холодильника і зжимається без теплообміну з навколишнім середовищем . При цьому його температура збльшується до температури нагрівача.
2)Ізотермічне стиснення (на мал — процесс 4>1). Робоче тіло, маючи до того часу температуру приводиться вконтакт з холодильником і ізометрично зжимається віддаючи йому кількість теплоти.
3)Адіабатичне розширення (на мал— процесс 1>2). Робоче тіло відєднюють від нагрівача і продовжується розширюватись без теплообміну з навколишнім середовищем. При цьому його температуа зменшується до температури холодильника.4)Ізометричне розширення (на мал.2-3). З початку процесу робоче тіло має температуру опісля до тіла передають енергію нагрівача який ізотермічно(без втрати температури) передає кількість теплоти рівної Qp. При цьому робоче тіло розширюється.
При ізотермічних процесах температура залишається незмінною, при адіабатичних відсутній теплобмін.
p-V діаграмма цикла Отто
1-2 адіабатне стискання робочого тіла; 2-3 ізохорне підведення теплоти до робочого тіла; 3-4 адіабатне розширення робочого тіла; 4-1 ізохорне охолодження робочого тіла.
Робота адіабатного стискання, тобіж кривої 1-2 являється протилежною до роботи адіабати розширення 3-4 бо обидві виконуються зарахунок зміни внутрішньої енергії:
A12=-m/µ*(Cv(T1-T2)= -A34
Робота виконана на частиною 2-3 циклу Otto виражається формулою:
А2-3=Р(V1-V2)=Qp (1)
Робота виконана на стадії 4-1 тобто при ізохорному охолодженні рівна:
А4-1=Р(V2-V1)=Qо (2)
Так як виконується круговий цикл то результатом буде сума всіхобіт:
А= А2-3 + А2-3 + А4-1 + A12 = Qp + Qo
Звідси ми можемо знайти ККД машини Отто:
? = (Qp - Qo)/Qp
викоиставши формули 1 і 2 буде вірна і формула ККД цикла Отто :
,де  — ступінь стиснення, — показник адіабати