多气门发动机#

定义#

多气门发动机（Multi-valve Engine）是指发动机配气机构中单气缸气门数目超过2个的发动机类型，通过增加气门数量优化进排气效率。其核心设计包括三种典型结构：

• 三气门式：2个进气门+1个排气门（两进一排）；
• 四气门式：2个进气门+2个排气门（两进两排）；
• 五气门式：3个进气门+2个排气门（三进两排）。

核心发展背景与构造#

汽车工业起源#

1886年1月29日，德国人卡尔·本茨将四冲程单缸燃油发动机安装于三轮汽车并获专利，汽车工业诞生。发动机基本构造由气缸、活塞、连杆、曲轴等组成，气门是实现配气功能的核心机件，每气缸至少配备1个进气门（蓝色）和1个排气门（橙色），多气门发动机在此基础上增加气门数量。

工作原理：配气机构的“呼吸控制”#

多气门发动机的气门装置是配气机构的核心，通过控制进气门（引入新鲜空气/混合气）和排气门（排出燃烧废气）的开闭，保障发动机四个工作过程（进气、压缩、作功、排气）有序循环：

四冲程循环中的气门作用#

• 进气过程：进气门打开，可燃混合气（汽油发动机）或新鲜空气（柴油发动机）被吸入气缸；
• 压缩过程：气门完全关闭，活塞上行压缩混合气至高温高压状态；
• 作功过程：点火后废气膨胀推动活塞下行，气门保持关闭防止能量泄漏；
• 排气过程：排气门打开，燃烧废气排出气缸。

不同气门类型的效率差异#

• 四气门式（主流技术）：采用双顶置凸轮轴（DOHC） 或单顶置凸轮轴（SOHC） 设计，独立控制进排气门正时，实现高转速下的进气效率最大化。例如，DOHC可动态调整气门升程（如本田VTEC技术），兼顾动力与油耗；
• 五气门式（高端结构）：通过三进气门扩大进气截面积（如奥迪2.0TFSI发动机），降低泵气损失，提升中高转速扭矩输出。

多气门技术的优势与局限性#

核心优势#

1. DOHC技术实现精准控制
   四气门发动机普遍采用双凸轮轴独立驱动进排气门，相比单凸轮轴（SOHC）更灵活：

   • 高速工况：进气门延迟关闭，增加进气量提升功率；
   • 低速工况：排气门提前关闭，优化扭矩输出。
     （例：搭载DOHC的车型如丰田86，高转速时最大功率可达147kW）

2. 成本可控的四气门设计
   部分车型（如本田思域）采用SOHC四气门（单凸轮轴），通过降低凸轮轴数量控制生产成本，同时比传统两气门发动机（如马自达323）提升进气效率约20%。

3. 结构复杂度带来的可靠性
   五气门（三进两排）设计（如奥迪EA839）通过增加进气门数量，减少气流阻力，尤其适用于涡轮增压+高压缩比发动机。

局限性#

• 成本与维修：气门越多，配气机构加工精度要求越高，相比两气门发动机（单/双凸轮轴），制造成本增加30%-50%；
• 技术迭代压力：多气门结构复杂，需依赖精密制造工艺，对发动机缸体强度、气门弹簧韧性要求高，长期使用中气门积碳、异响问题概率略增。

发展趋势与淘汰机制#

• 两气门发动机淘汰：随着节能减排政策推进（如国七排放标准），两气门发动机因进气效率低（传统两气门进气道夹角导致涡流不足），已逐步被多气门+电子节气门系统取代；
• 多气门智能化升级：电子气门技术（如宝马Valvetronic）通过取消凸轮轴，用电机直接控制气门开度，可在无节气门工况下实现更精准的扭矩调节，油耗降低5%-8%。

专家提示#

• 选购建议：优先选择搭载四气门+DOHC技术的车型，兼顾性能与可靠性（如丰田Dynamic Force发动机）；
• 维护要点：每5万公里检查气门室盖密封性，避免机油渗入气缸导致积碳；定期更换气门油封，防止进气门积油失效。

（注：本文所有技术参数及案例均来自公开资料，具体配置以车辆说明书为准。）