Um trem de válvulas consiste em todas as partes de um motor de combustão interna que abrem e fecham as válvulas do motor. Sem as válvulas, o motor não pode receber o ar e o combustível necessários para movimentar o carro. As válvulas também permitem que a mistura de ar e combustível usada saia pelo sistema de exaustão após a combustão. Um trem de válvula normalmente consiste nas próprias válvulas e no eixo de comando usado para girá-las. Outras peças variam dependendo do projeto específico, mas cada uma desempenha uma função específica para mover as válvulas.
Quando o motor precisa criar potência, ele deve fazê-lo pressionando uma mistura de ar e combustível em um pequeno espaço e acendendo-o com uma faísca. Os cilindros do motor realizam este trabalho dentro de uma câmara fechada. Para permitir que o ar e o combustível entrem nesta câmara, uma válvula se abre. Uma vez que a mistura esteja dentro, a válvula fecha para criar uma vedação hermética. Depois que a mistura se inflama e libera energia para girar as rodas do carro, uma válvula diferente se abre para permitir a saída do escapamento.
Três designs comuns diferentes são usados para fazer o trem de válvulas funcionar, com o eixo de comando de válvulas no cabeçote sendo usado com mais frequência em veículos novos. Neste tipo de trem de válvulas, pequenos lóbulos no eixo de comando empurram contra as válvulas conforme o eixo de comando gira e isso faz com que as válvulas abram temporariamente. O eixo de comando é conectado por engrenagens ou correias ao virabrequim, o que permite que ele gire em sincronia com o motor. Isso garante que as válvulas abram e fechem a tempo e evita que o motor falhe. Outras versões da árvore de cames à cabeça usam peças extras em vez de lóbulos para abrir e fechar as válvulas.
O segundo tipo de projeto de árvore de cames é o came em bloco. Funciona quase da mesma forma que a árvore de cames à cabeça e abre as válvulas empurrando-as ou ativando peças adicionais para fazer o trabalho. A diferença é que o design do cam-in-block coloca o eixo de cames dentro do motor, em vez de sobre ele. Normalmente, as peças conhecidas como balancins e hastes ativam as válvulas. O terceiro projeto usa um motor sem cames, que funciona sem o uso de uma árvore de cames e usa métodos diferentes, como sensores, para ativar as válvulas.
Se o trem de válvulas não estiver funcionando corretamente, pode causar falha na ignição do motor. A explosão nas câmaras pode ocorrer muito cedo ou muito tarde. Em ambos os casos, o motor não produz tanta potência e as peças podem ser danificadas com o tempo devido à força da explosão. Quando um motorista percebe que o motor do carro está produzindo menos potência, apresentando falhas de ignição ou fazendo ruídos estranhos, ele deve solicitar a verificação do motor por um mecânico para evitar danos futuros e dispendiosos.