Для получения заданных энергетических и экономических показателей двигателя диаметры клапанов выполняют максимально большими по условиям их размещения в блоке головок цилиндров.

При двух клапанах на цилиндр общая площадь проходного сечения клапанов составляет 20-30 % площади поршня. Для повышения коэффициента наполнения площадь проходного сечения впускного клапана на 10-20 % больше площади сечения выпускного клапана.

Оптимальное проходное сечение горловины клапана диаметром обусловлено первой условной средней скоростью заряда- средней скоростью в процессе впуска (выпуска) в сечении горловины при отсутствии клапана.

Первая условная скорость заряда определяется в сечении горловины при отсутствии клапана и для карбюраторных двигателей составляет 40-80 м/с для впускного и 70-100 м/с для выпускного клапанов.

Предельная высота подъема клапана для разных углов а наклона фаски клапана имеет различные значения: при а = 30° hmax = 0,26dr; при а = 45°. На практике принимают меньше этих значений для того, чтобы уменьшить ускорения и инерционные нагрузки; максимальную высоту подъема клапана проверяют по второй условной скорости — вторая условная скорость заряда в сечении седла при полностью открытом клапане за время процесса впуска. Для карбюраторных двигателей = 704110 м/с, для дизелей = 50490 м/с.

Выпускной клапан на скорость истечения обычно не проверяют и устанавливают для него такую же высоту подъема, как и для впускного клапана.

Таким образом, фактическая площадь проходного сечения клапана с заданными диаметром и углом фаски в каждый момент времени зависит от высоты его подъема, которая, в свою очередь, зависит от выбранных фаз газораспределения и профиля кулачка. С увеличением фаз газораспределения возрастает средняя высота подъема клапана за такт впуска или такт выпуска. Так как в начале и конце соответствующего такта клапан поднят на большую высоту, чем при малых фазах (при подобных профилях кулачка), то с увеличением фазы газораспределения возрастает средняя высота подъема клапана за такт впуска или такт выпуска. Оптимальные фазы газораспределения обусловлены третьей условной средней скоростью заряда, которая в карбюраторных двигателях составляет 90—150 м/с, в дизелях 80 — ПО м/с.