Venttiilin työolosuhteet ovat erittäin huonot. Ensinnäkin venttiili on suoraan kosketuksissa korkean lämpötilan kaasun kanssa, joka kuumenee voimakkaasti ja lämmön poistuminen on vaikeaa, joten venttiilin lämpötila on korkea. Toiseksi venttiili on alttiina kaasuvoiman ja venttiilin jousivoiman vaikutukselle, ja venttiilisarjan liikkuvan elimen inertiavoima aiheuttaa iskun venttiiliin sen ollessa paikallaan. Kolmanneksi venttiili avautuu ja sulkeutuu erittäin suurella nopeudella huonoissa voiteluolosuhteissa ja liikkuu edestakaisin suurella nopeudella venttiiliohjaimessa. Lisäksi venttiili syöpyy joutuessaan kosketuksiin korkean lämpötilan kaasussa olevien syövyttävien kaasujen kanssa.
Venttiiliohjaimen tehtävänä on ohjata venttiilin liikettä, varmistaa, että venttiili liikkuu edestakaisin lineaarisesti, jotta venttiili ja venttiilin istukka tai venttiilin istukka voidaan asentaa oikein. Lisäksi venttiilin varren vastaanottama lämpö siirtyy osittain sylinterinkanteen. Venttiiliohjaimessa on korkea käyttölämpötila ja huonot voiteluolosuhteet, ja kaasunjakomekanismin roiskunut öljy voitelee venttiilin vartta ja venttiilin ohjausreikää. Venttiilin ohjain on valmistettu harmaasta valuraudasta, pallografiikkaasta raudasta tai rautapohjaisesta jauhemetallurgiasta. Kun venttiiliohjain on painettu sylinterin kannessa olevaan venttiilinohjaimen istukan reikään tietyllä tavalla, venttiilinohjaimen reikä kalvataan, jotta varmistetaan oikea välys venttiiliohjaimen ja venttiilin varren välillä.
Venttiilijousen tehtävänä on varmistaa, että venttiilin istukka voidaan sovittaa tiiviisti venttiilin istukkaan tai venttiilin istukkaan, kun venttiili on kiinni, ja voittaa venttiilisarjan synnyttämä inertiavoima, kun venttiili avataan, jotta voimansiirtoelintä ohjaa aina nokka ilman, että se irtoaa toisistaan.
Venttiilin jousi on yleensä tasajakoinen sylinterimäinen kierrejousi. Venttiilijousi resonoi, kun venttiilijousen toimintataajuus on yhtä suuri tai kiinteä osa sen luontaista värähtelytaajuutta. Resonanssi aiheuttaa venttiilin ajoituksen tuhoutumisen, mikä aiheuttaa venttiilin pomppimisen ja iskun ja jopa jousen rikkoutumisen. Resonanssin esiintymisen estämiseksi voidaan toteuttaa seuraavat rakenteelliset toimenpiteet:
1) Kaksoisventtiilijousien käyttöönotto Diesel- ja korkean suorituskyvyn bensiinimoottorissa sitä käytetään laajalti asentamaan kaksi sisä- ja ulkojousta, joilla on eri halkaisijat ja vastakkaiset suunnat jokaiselle venttiilille. Koska molempien jousien luonnolliset taajuudet ovat erilaiset, toisen jousen resonoiessa toinen jousi voi vaimentaa vaimennusvaikutusta. Kaksoisventtiilijousta voidaan käyttää vähentämään venttiilijousen korkeutta, ja kun yksi jousi on rikki, toinen jousi voi silti ylläpitää venttiilin toimintaa. Jousi on käännetty vastakkaiseen suuntaan, jotta rikkoutunut jousirengas ei napsahtaisi toiseen jousirenkaaseen, jolloin se ei toimi tai vaurioituisi.
2) Muuttuvan nousun venttiilijouset Joissakin korkean suorituskyvyn bensiinimoottoreissa käytetään säädettävän nousun yksiventtiilijousia. Säädettävän nousujousen luonnollinen taajuus ei ole vakio, joten resonanssi voidaan välttää.
3) Kartiomainen venttiilijousi Kartioventtiilijousen jäykkyys ja luonnollinen värähtelytaajuus vaihtelevat jousen akselia pitkin, mikä eliminoi resonanssin mahdollisuuden.
