Układ rozrządu odpowiada za wymianę ładunku w cylindrze. W przypadku silników dwusuwowych nie trzeba stosować zaworów i całego układu sterującego otwieraniem i zamykaniem ich, gdyż wymianą ładunku steruje tłok, odsłaniając w cylindrze odpowiednie okna (choć istnieją też dwusuwy wykorzystujące zawory). Zupełnie inaczej jest w przypadku jednostek czterosuwowych – zawory odpowiadają za dostarczenie świeżego powietrza (lub mieszanki w przypadku benzyniaków z wtryskiem pośrednim) i odbiór spalin.
Jak to działa? W dużym przybliżeniu: gdy mamy suw ssania, musi być otwarty zawór dolotowy, podczas sprężania oraz suwu pracy oba zawory są zamknięte, a podczas wydechu trzeba otworzyć zawór wylotowy. Musi to nastąpić w ściśle określonym czasie – to tzw. fazy rozrządu, czyli czas otwarcia zaworów w stosunku do położenia wału korbowego (nie otwierają się dokładnie w momencie rozpoczęcia przez tłok np. suwu ssania a najczęściej kilka stopni obrotu wału korbowego przed górnym położeniem tłoka). Dlatego tak ważne jest wzajemne ustawienie wałka (lub wałków) rozrządu i wału korbowego. Nie stosuje się tu np. paska wielorowkowego, bo dopuszcza on poślizg. Pasek zębaty, łańcuch, koła lub wałek nie dopuszczają – przynajmniej teoretycznie – zmiany ustawienia pomiędzy wałem korbowym a wałkiem rozrządu. Już przestawienie o kilka stopni ("jeden ząbek") spowoduje pogorszenie pracy silnika i może doprowadzić do kolizji tłoka z zaworami. W silniku czterosuwowym każdy cykl pracy zajmuje – jak nazwa wskazuje – 4 suwy, czyli dwa obroty wału korbowego. W tym czasie zawory muszą się otworzyć raz, więc wałek(-ki) kręci(-ą) się dwa razy wolniej – koło napędzające jest dwa razy mniejsze od napędzanego, co widać na schematach pokazanych w galerii.
Układ rozrządu: wałki
W starszych silnikach (jeszcze z lat 90. XX w.) można spotkać wałki rozrządu umieszczone w kadłubie (jak w Polonezie czy Maluchu) – to system zwany OHV (Over Head Valves). Długie laski popychaczy mocno komplikują budowę (o rozrządzie dolnozaworowym, z zaworami w kadłubie, nie ma już co wspominać). Obecnie wykorzystuje się tylko konstrukcje OHC (nazwa zamienna z SOHC) lub DOHC – z jednym lub dwoma wałkami rozrządu w głowicy (Over Head Camshaft, ew. Single lub Double). Ostatnie lata przyniosły kolejne ciekawe rozwiązania: systemy zmiennych faz rozrządu, regulację skoku zaworów czy konstrukcje pozbawione wałka (patrz galeria). Poprawiają one pracę silnika, ale też przyczyniają się do wzrostu kosztów obsługi. W wielu przypadkach zaleca się wymianę kół zmiennych faz rozrządu (np. z powodu skłonności do usterek, jak w silnikach Renault, Forda lub Mercedesa) wraz z napędem wałka rozrządu. Dochodzi też do uszkodzeń zaworów sterujących zmianą faz. W przypadku konstrukcji zmieniających skok zaworów może pojawić się problem ze sterowaniem lub elementami wykonawczymi (np. w VTi zużywa się wycinek koła zębatego wałka pośredniego).
Układ rozrządu: zawory
Elementem mocno narażonym na zużycie są zawory, znajdujące się w komorze spalania. W szczególnie trudnych warunkach pracują wylotowe – są one z każdej strony omywane gorącymi spalinami, dlatego ich temperatura sięga 750 stopni C! Dlatego w konstrukcji stosuje się stale żaroodporne (najczęściej chromowo-niklowe), często chłodzone wewnętrznie sodem. Ma on niską temperaturę topnienia i dobrze przewodzi ciepło, dlatego przestrzeń we wnętrzu zaworu wypełnia się w 60-70 proc. – w czasie pracy sód przechodzi w stan ciekły i, przemieszczając się w trzonku, odprowadza ciepło w okolicę prowadnicy. Starsze silniki (i nieliczne współczesne) mają 2 zawory na cylinder – dolotowy i wylotowy. W nowszych znajdziecie 3, 4 lub 5 zaworów. To ostatnie rozwiązanie stosował Volkswagen m.in. w silnikach 1.8 i 2.0, ale komplikacja konstrukcji nie miała odzwierciedlenia w polepszeniu osiągów. Niesprawność (nieszczelność, wypalenie) zaworów można stwierdzić podczas badania ciśnienia sprężania z próbą olejową – jeśli po zalaniu oleju do cylindra ciśnienie nie wzrasta, często winne są właśnie zawory, które mogą być pęknięte lub wypalone (lub mają wypalone gniazdo).
Pamiętać trzeba też o regulacji zaworów. Co prawda, wiele konstrukcji korzysta z bezobsługowych kompensatorów hydraulicznych, ale nie brak też silników z regulacją manualną – płytkową (bardziej kosztowna) lub śrubową. Z kolei zużyte uszczelniacze zaworowe mogą odpowiadać za zwiększone zużycie oleju silnikowego. Elementem podatnym na zużycie są też prowadnice zaworów.
