На современных спортивных и гоночных двигателях расположение клапанов исключительно верхнее.

Как указывалось в главе III, быстроходность высокооборотных двигателей в большинстве случаев ограничивается увеличением сил инерции возвратно-поступательно движущихся деталей механизма газораспределения. Если эти силы превышают усилие клапанных пружин, то происходит отставание клапана от кулачка.

Сила инерции P_j, действующая на комплект клапанных пружин, определяется по формуле:

где: G_сум — суммарный вес деталей механизма газораспределения, приведенный к клапану, г; g — 9,81 м/сек² — ускорение силы тяжести; n — число оборотов коленчатого вала двигателя, об/мин; r₀ — радиус затылка кулачка, мм; h_мак — наибольший подъем клапана (по кулачку), мм; r₂ — радиус вершины кулачка, мм.

Из формулы следует, что сила инерции пропорциональна квадрату числа оборотов коленчатого вала двигателя, весу деталей клапанного механизма и подъему клапана.

Радиусы r₀ и r₂ зависят от профиля кулачка. Но подъем клапана и профиль кулачка определяются необходимым время-сечением клапана, а поэтому снижения силы инерции можно достичь только уменьшением веса возвратно-поступательно движущихся деталей механизма газораспределения.

Ввиду неточностей изготовления профиля кулачка сила пружин берется равной 1,25 Р. Вес возвратно-поступательно движущихся деталей механизма газораспределения зависит от конструкции этого механизма.

Схема

На штанговых двигателях к суммарному весу деталей, приведенных к клапану, относятся: вес толкателя, штанги, приведенный вес коромысла, тарелки пружин, сухарей, клапана и часть веса пружин (при условии равенства плеч коромысла).