Газораспределительный механизм (ГРМ) — предназначен для слаженной подачи в цилиндры воздушно-топливной смеси и своевременного удаления отработанных газов посредством последовательного открытия и закрытия клапанов.

Чаще всего, на четырехтактных ДВС устанавливаются ГРМ с клапанами, именно на их примере и будет рассмотрен принцип работы этого узла.

Клапаны двигателя обеспечивают подачу в двигатель горючей смеси воздуха и топлива, а затем выпуск уже отработанных газов в выхлопную систему. По своей конструкции, клапан состоит из стержня и тарелки. Все клапана находятся в головке блока цилиндров в специальных местах-углублениях под названием седло.  Диаметр впускного клапана больше, чем выпускного. Это сделано для максимально лучшего попадания горючей смеси в цилиндр. В обычном состоянии клапан закрыт при помощи пружины. Открытие происходит только после нажатия на стержень. Пружина крепиться к стержню клапана тарелкой пружины и сухарями. Жесткость пружин подобрана таким образом, чтобы клапан работал максимально эффективно. В некоторых моделях двигателей, клапан закрепляется с помощью двух пружин, имеющих навивку в противоположные по отношению к друг-другу стороны. Это необходимо для того, чтобы не возникало резонансных колебаний.

Для изготовления клапанов используются высокопрочные сплавы. Кромка тарелки клапана сталкивается с высокими нагрузками, поэтому имеет дополнительное усиление.

Во многих двигателях, устанавливаемых на современные автомобили, каждый цилиндр оснащен двумя парами клапанов. Существуют и другие схемы ГРМ, в которых реализовано по одному впускному и одному выпускному клапану, двух впускных и одного выпускного клапана, а также трех впускных и двух выпускных. Число устанавливаемых на цилиндр клапанов ограничено его размерами

Клапан открывается от распределительно вала, на который воздействует привод двигателя. На современных двигателях реализуется одна из двух схем привода клапанов: посредством гидравлических толкателей или роликовых рычагов.

Второй вариант более целесообразный, так как на трение тратиться намного меньше энергии. В роликовой схеме применен принцип коромысла, когда одна часть воздействует на стержень клапана, а другой стороной берет усилие от гидрокомпенсатора. Сопряжение имеет конструкцию ролика, так снижаются потери на трение.

Наличие гидрокомпенсаторов позволяет создавать нулевой зазор клапана в любом его положении. Таким образом, достигается минимальный уровень шума и плавность работы двигателя. Гидрокомпенсатор представляет собой цилиндр, а также поршень с пружиной, каналы для подводя масла и обратного клапана. Расположенный под стержнем клапана, гидроцилиндр называют гидротолкателем.

В современных ДВС распредвал находится в нижней части блока цилиндров. Его вращение возможно благодаря тому, что на него крепятся две опоры с подшипниками скольжения. Опоры могут быть двух типов: разъемные и неразъемные. Нередко вместо опорных подшипников используются тонкостенные вкладыши. Чтобы не возникало движений в продольную сторону, устанавливается упорный подшипник. К опорам подается масло под давлением с помощью специальных магистралей.

Расположение распределительного вала в блоке может быть одновальное или двухвальное. Наибольшее применение получила двухвальная система. В ней, первый распределительный вал отвечает за работу впускных клапанов, а второй – работу выпускных клапанов.

Движение распределительного вала осуществляется от коленчатого при помощи цепного, ременного или зубчатого привода. Он позволяет вращаться распределительному валу в два раза медленнее, чем коленчатому. Т.е. за цикл работы цилиндра, каждый клапан открывается всего один раз.

Цепная и ременная передачи вращают распределительный вал, находящийся в головке блока цилиндров. Зубчатый метод передачи, вращает вал, находящийся в блоке цилиндров. В обиходе зубчатая передача называется «гитара».

Ввиду того, что ременная и цепная передачи имеют свои преимущества и недостатки, поэтому одинаково распространены. Цепь более прочная чем ремень, но ввиду того, что она имеет немалый вес, то для ее натяжения необходимы дополнительные натяжители и успокоители. В настоящее время активно внедряются зубчатые цепи, которые работают в совокупности со щеками специальной формы. Кроме распределительного вала цепь может приводить в действие масляный насос и балансирные валы.

Шкивы ременного привода не нуждаются в смазке и устанавливаются открыто. Но ремень имеет свой ресурс, который достаточно высокий. Устанавливаемые на современных автомобилях ремни способны прослужить более 150 тысяч километров. Наибольшее распространение получили зубчатые ремни, которые имеют выступы, полностью соответствующие углублениям в шкивах.

В TDI двигателях устанавливаются эллиптическая шестерня, приводящая в действие зубчатый ремень. Такое решение позволяет существенно уменьшить крутильные колебания и тяговые усилия. Помимо распредвала, ремень приводит в действие и помпу охлаждающей системы, а также топливный насос высокого давления.