За один рабочий цикл четырехтактного двигателя, т. е. за два оборота коленчатого вала, клапаны должны открывать и закрывать отверстия головки цилиндров только один раз. При этом распределительный вал делает один оборот, так как шестерня на распределительном валу имеет в 2 раза больше зубьев, чем шестерня на коленчатом валу.

Мощность двигателя зависит от наполнения цилиндров свежим зарядом воздуха (или горючей смеси) и степени очистки их от отработавших газов. Чтобы смеси или воздуха поступало в цилиндры больше, впускной клапан открывается с опережением, т. е. до прихода поршня в в.м.т. Наполнение цилиндра начинается не от всасывающего действия поршня, а под влиянием инерционного напора во впускном трубопроводе, который создается вследствие часто повторяющихся тактов впуска. Закрывается впускной клапан с запаздыванием, т. е. после прихода поршня в н.м.т. Но воздух (смесь) продолжает поступать в цилиндр по инерции, а также потому, что давление в нем еще ниже атмосферного.

Выпускной клапан открывается тоже с опережением, т. е. до окончания такта рабочего хода, и часть газов, находящихся под небольшим давлением, выбрасывается из цилиндра. Это снижает противодавление оставшихся в нем газов, уменьшая затрату мощности на их выталкивание. Закрывается выпускной клапан с запаздыванием, т. е. после в.м.т., обеспечивая лучшую очистку камеры сгорания от отработавших газов. В какой-то момент оба клапана оказываются одновременно приоткрытыми. Наступает так называемое перекрытие клапанов, при котором выходящие из цилиндра газы способствуют подсасыванию воздуха (смеси) в цилиндр, увеличивая его наполнение.

Продолжительность открытого положения клапанов (или окон двухтактного двигателя), выраженная в градусах поворота коленчатого вала, называется фазами газораспределения. На рисунке 2 приведена диаграмма таких фаз, на которой видно, при каком положении шатунной шейки относительно мертвых точек открываются и закрываются клапаны.