Sterowanie zaworami w silniku reguluje początek i koniec zasysania do cylindra powietrza lub mieszanki paliwowo-powietrznej oraz odprowadzenie z niego gazów powstałych na skutek spalenia tej mieszanki. Czasowy przebieg wymiany gazów w cylindrze, czyli odpowiednie w czasie sterowanie otwieraniem i zamykaniem zaworów, jest specyficzne dla każdego silnika. Dzięki odpowiedniemu wysterowaniu pracy zaworów możliwe jest osiągnięcie żądanych charakterystyk mocy i momentu obrotowego. Otwieranie i zamykanie zaworów w silniku da się określić za pomocą wykresu kątowego sterowania zaworami. Diagram sterowania zaworami (przykład przedstawiony na rysunku 2) obrazuje, w jakim położeniu kątowym wału korbowego występują otwarcia i zamknięcia poszczególnych zaworów. Wartości te są danymi wejściowymi podczas projektowania silnika, a dokładnie jego wałka rozrządu, który za pomocą krzywek napędza układ sterowania zaworami. Rozmieszczenie kątowe krzywek oraz ich geometria są odpowiedzialne za charakterystykę ruchu zaworu podczas pracy silnika.
Spotykane w samochodach silniki zazwyczaj wyposażone są w dwa wałki rozrządu umieszczone w głowicy silnika. Jeden z nich steruje ruchem zaworów dolotowych, a drugi – zaworów wylotowych. Wałki rozrządu napędzane są od wału korbowego za pomocą przekładni pasowej lub łańcuchowej. Dzięki zastosowaniu zębatego paska rozrządu lub łańcucha ze stałym i niezmiennym podziałem możliwe jest zsynchronizowanie pracy tych trzech wałów. Silniki najczęściej posiadają cztery zawory na każdy cylinder – po dwa dolotowe i wydechowe. Spotyka się jednak ciągle jednostki o dwóch zaworach na cylinder (jeden dolotowy, jeden wydechowy) oraz konstrukcje trójzaworowe (dwa dolotowe, jeden wydechowy). Najnowsze konstrukcje posiadają ich jednak nawet pięć (trzy dolotowe, dwa wydechowe).

Napęd wałka rozrządu
Napęd wałka rozrządu przenoszony jest z wału korbowego za pośrednictwem paska rozrządu (paska zębatego) lub łańcucha rozrządu. Coraz rzadziej spotyka się sterowanie wałkiem rozrządu za pomocą kół zębatych (samochody użytkowe). Na wale korbowym osadzone jest zębate koło pasowe napędzające pasek. Pasek przenosi moment obrotowy na koła pasowe zamontowane na czopach wałków rozrządu. Aby możliwe było dokładne zsynchronizowanie ruchu obrotowego wałów, konieczne jest zastosowanie elementów pośrednich kompensujących powstające luzy obrotowe wynikające m.in. z naciągania się paska rozrządu oraz z rozszerzalności termicznej całego silnika. Elementami tymi jest po stronie „ciągnącej” paska rozrządu – rolka pośrednia, a po stronie „nieprzenoszącej siły” – napinacz paska rozrządu gwarantujący jego prawidłowe napięcie podczas całego okresu użytkowania. Taki sam system napinania stosuje się w przypadku łańcucha rozrządu, który także rozciąga się w trakcie użytkowania. Elementy przenoszące napęd rozrządu podlegają okresowej wymianie.

Mechanizm sterujący zaworami
Aby zawory otwierały się i zamykały w odpowiednim momencie, konieczne jest zachowanie stałego przełożenia między wałem korbowym a wałkiem rozrządu. Z tego powodu koła pasowe i koła zębate odpowiedzialne za przekazywanie napędu posiadają odpowiednie znaczniki, które muszą się pokrywać z punktami referencyjnymi na obudowie silnika. Aktualnie coraz częściej stosuje się zmienne czasy otwarcia zaworów. Funkcję tę realizuje się jednak nie za pośrednictwem przeniesienia napędu z wału korbowego, tylko w miejscu przekazywania tego napędu do wałka rozrządu lub z wałka rozrządu na zawory. Płynna zmiana czasów otwierania i zamykania zaworów podczas pracy silnika pozwala na lepsze spalanie mieszanki oraz na osiągnięcie lepszej charakterystyki pracy w szerszym zakresie prędkości obrotowych silnika. Elementami pozwalającymi na tego typu regulację są hydrauliczne sprzęgła montowane między kołem zębatym lub kołem pasowym wałka rozrządu a wałkiem rozrządu. Pozwalają one na zmianę położenia kątowego wała względem koła napędzającego. Zmiana kąta sterowana jest przez odpowiednią modulację ciśnieniem oleju dopływającego do sprzęgła. Kolejnym sposobem takiej regulacji jest stosowanie składanych wałków rozrządu pozwalających na wzajemny obrót wokół wspólnej osi. Idąc w stronę samych zaworów, stosuje się także pośrednie dźwignie osadzone na ruchomej osi, której przemieszczenie może zmienić moment i wysokość otwarcia zaworu. Jednym z tańszych sposobów jest stosowanie hydraulicznych popychaczy zaworowych, których napełnienie można regulować za pomocą sterowania dopływem oleju.

AUTOFACHMANN

W silnikach współczesnych samochodów spotyka się najczęściej głowice wyposażone w cztery zawory na każdy cylinder. Po dwa dolotowe i wydechowe. Rozwiązanie to stanowi optimum, jeśli chodzi o masę ruchomych elementów i sprawność wymiany gazów w cylindrze. Dlatego rozwiązania z inną liczbą zaworów należy traktować jako ciekawostkę, a nie regułę.