Розміри деталей працюючого двигуна внутрішнього згоряння внаслідок нагрівання збільшуються. Але оскільки двигун складається з деталей, зроблених з різних матеріалів (чавун, сталь, алюміній), у яких різні коефіцієнти теплового розширення, то збільшуються вони різною мірою. Це може призвести до неповного закриття клапанів, внаслідок чого двигун втрачає потужність, а клапани з часом можуть вийти з ладу за рахунок обгорання їхньої робочої кромки. Для компенсації впливу змінного температурного режиму двигуна у приводі клапанів завжди передбачається так званий тепловий зазор.

Так як через зношування деталей клапанні зазори постійно змінюються, це призводить до необхідності періодичного регулювання теплових зазорів. Для регулювання зазорів в конструкції газорозподільного механізму передбачені регулювальні гвинти в коромислах або важелях. Якщо клапани приводяться в дію безпосередньо від розподільного валу, встановленого в головці, зазор зазвичай регулюється за допомогою установки спеціальних регулювальних шайб певної товщини під циліндричний штовхач.

Застосовують два основні варіанти конструкції циліндрічних штовхачів. У першому варіанті на верхньому торці штовхача встановлюється регулювальна шайба, по поверхні якої працює кулачок розподільного валу. Конструкція часто застосовується фірмами Volvo, Volkswagen, Toyota, Mazda та ін. У другому варіанті кулачок валу працює безпосередньо по верхній торцевій поверхні штовхача (Alfa Romeo, Fiat, Nissan, Volkswagen та ін.), а маса штовхача мінімальна. Регулювальна шайба встановлюється під штовхачем на торець стрижня клапана. У варіанті з гідроштовхачем шайба регулювальна відсутня.

Конструкції, де кулачок валу працює безпосередньо по поверхні штовхача, в експлуатації менш вдалі. При великих зазорах виникають ударні навантаження, що викликають прискорене зношування не тільки кулачка, а й відповідної поверхні штовхача. Нерідко ступінь зносу штовхача виявляється така, що відновити його неможливо. У той же час зношена регулювальна шайба досить просто змінюється на нову, а її ціна істотно нижче, ніж штовхача. Крім того, регулювати зазори у механізмі, якщо регулювальна шайба встановлена ​​зверху на штовхачі, простіше.

Регулювання теплових зазорів ГРМ слід виконувати регулярно, що підвищує трудомісткість технічного обслуговування та збільшує його вартість. Гідрокомпенсатори (ГК) дозволяють уникнути цих проблем. Вони повністю поглинають зазори між робочими поверхнями розподільного валу та рокерами, коромислами, клапанами, штангами — незалежно від температурного режиму та ступеня зношування деталей. Зазор в клапанному механізмі може збільшуватися і зменшуватися в залежності від конструкції ГРМ і застосовуваних матеріалів.

Основна частина ГК – плунжерна пара. Зазор між втулкою та плунжером становить всього 5-8 мкм, що забезпечує високу герметичність з'єднання, при цьому зберігається рухливість деталей. У нижній частині плунжера зроблено отвір для надходження масла, яке закривається підпружиненим зворотним кульковим клапаном. Між втулкою та плунжером встановлена ​​досить жорстка зворотна пружина.

Принцип дії гідрокомпенсатора (на прикладі розташування у штовхачі з верхнім розподільним валом)

Коли кулачок розподільного валу розташований тильною стороною до корпусу штовхача, зовнішнього стискаючого навантаження немає і між корпусом і кулачком холодного двигуна є зазор. Поворотна пружина виштовхує плунжер доти, доки цей зазор не буде «вибраний» — зменшений практично до нуля. Одночасно масло із системи змащення двигуна через кульковий клапан і перепускний канал надходить у внутрішню порожнину плунжера та заповнює її.

У міру того, як вал повертається, кулачок починає тиснути на корпус штовхача і переміщає його вниз, перекриваючи масляні канали системи змащення двигуна і перепускний канал. Кульковий клапан при цьому закривається і тиск масла під плунжером збільшується. Так як рідина не стискається, плунжерна пара починає працювати як жорстка опора, передаючи зусилля кулачка на шток клапана двигуна.

Хоча зазор у плунжерній парі дуже малий, трохи оливи все ж таки продавлюється через технологічний зазор між плунжером і втулкою, тому штовхач опускається («просідає») на 10-50 мкм. Величина «просідання» залежить від частоти обертання колінвала двигуна. Якщо вона збільшується, за рахунок зменшення часу натискання на корпус гідроштовхача зменшується виток оливи з-під плунжера.

Утворення зазору при сході кулачка з штовхача виключається завдяки дії пружини зворотної плунжера і тиску масла в системі мащення двигуна. Таким чином, гідрокомпенсатор забезпечує відсутність зазорів за рахунок постійного жорсткого зв'язку між елементами ГРМ. Через нагрівання двигуна довжина деталей самого гідрокомпенсатора дещо змінюється, але він автоматично компенсує ці зміни.

Гідравлічні компенсатори працюють надійно лише при застосуванні олії високої якості, що зберігає при зміні температури приблизно постійну в'язкість.

Інші типи гідрокомпенсаторів хоч і відрізняються за конструкцією, але працюють за тим самим принципом.

Переваги гідрокомпенсаторів: 

• Вдається звести до мінімуму тепловий зазор, що дає змогу більш точно дотримуватись тривалості фаз газорозподілу, що позитивно позначається на збереженні ресурсу двигуна, його потужності та витрати палива.

• Коригування гідрокомпенсаторів виконується в автоматичному режимі, тому немає потреби у періодичному регулюванні теплових зазорів.

• Зменшення ударних навантаженнь, що дає змогу зменшити зношування деталей ГРМ і знизити шумність двигуна.

Недоліки гідрокомпенсаторів: 

• Сама конструкція гідрокомпенсатора (і головки блоку) значно складніша, ніж конструкція звичайного штовхача.

• Як наслідок складнішої конструкції - вища вартість. Якщо порівнювати за ціною штовхач та гідрокомпенсатор, то штовхач виявиться у кілька разів дешевшим. При цьому потрібно пам'ятати, що також дорожче і головка блоку.

• Гідрокомпенсатори вимогливі до якості масла, що використовується.

Крім того, гідравлічні штовхачі важать суттєво більше механічних, що збільшує інерційність приводу ГРМ. Тому все частіше на сучасних двигунах відмовляються від використання гідроштовхачів, але вибір точної конструкції та матеріалів та висока якість виготовлення дозволяють встановити зазори в приводі клапанів на весь термін служби, без необхідності їх регулювання.