Ensinnäkin nelipiirisen suojaventtiilin suunnittelun ydin on, että se voi jakaa näppärästi koko ajoneuvon ilmapiirin neljään piiriin, jotka ovat sekä toisistaan riippuvaisia että toisistaan riippumattomia. Tämä rakenne mahdollistaa sen, että jäljellä olevat piirit voivat ylläpitää normaalia toimintaa ja täyttyä, kun jokin piiri epäonnistuu.
Tietyissä sovelluksissa, eri tarpeiden mukaan, neljä piiriä voidaan kytkeä rinnakkain, ilmanpainetta voidaan ladata samanaikaisesti tai kaksi piiriä (kuten 2 piiriä ennen 4 piiriä) voidaan täyttää ensin. Joissakin nelipiiristen suojaventtiilien malleissa on myös ohitusreiät, jotta varmistetaan, että piirin katketessa jarrujärjestelmä voi nopeasti alkaa täyttyä 0 barista.
Lisäksi nelipiirinen suojaventtiili yhdistää rakenteessa paineensäätöventtiilin ja vaihtoventtiilin toiminnot. Normaalioloissa se on samanlainen kuin viisisuuntainen liitos, mutta kun virtapiiri katkeaa tai vuotaa, sen suojatoiminnasta tulee erityisen tärkeä. Yleisiä vikoja ovat putkiston tukos tai vuoto. Tässä vaiheessa on tarpeen tarkistaa, ovatko nelipiirisuojaventtiili ja yksitieventtiili jumissa vai onko kalvo rikki.
Dieselajoneuvojen kaasupumpuissa neljän piirin periaate perustuu myös tähän toisiinsa yhdistettyyn ja itsenäiseen piirisuunnitteluun. Nelipiirisen venttiilin sisällä on neljä painetta rajoittavaa takaiskuventtiiliä, jotka on järjestetty erityisellä tavalla varmistamaan, että hyötyajoneuvojen jarrujärjestelmästä peräisin oleva haarasyöttö voi varmistaa kunkin piirin itsenäisen normaalin toiminnan.
Lopuksi toimintaperiaatteen kannalta ilmakompressori puristaa ilmaa moottorin käyttövoiman alta ja lähettää korkeapainekaasun ilmankuivaimeen ilmaputken kautta käsittelyä varten. Kuivauksen ja paineensäätöventtiilin paineen säätelyn jälkeen korkeapaineinen kaasu viedään lopulta nelipiirisen suojaventtiilin erityiseen rajapintaan ilmanpaineen jakautumisen ja suojauksen saavuttamiseksi.
