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多气门发动机是指每一个气缸的气门数目超过两个，即两个进气门和一个排气门的三气门式；两个进气门和两个排气门的四气门式；三个进气门和两个排气门的五气门式。目前轿车上的多气门发动机多是四气门式的。四气缸发动机有16个气门，6气缸发动机有24个气门，8气缸发动机就有32个气门。增加了气门数目就要增加相应的配气机构装置，构造比较复杂，一般由两支顶置式凸轮轴来控制排列在气缸燃烧室中心线两侧的气门。气门布置在气缸燃烧室中心两侧倾斜的位置上，是为了尽量扩大气门头的直径，改善换气性能，有利于混合气的迅速燃烧。
以汽油发动机为例，多气门发动机与传统的两气门发动机比较，前者能吸进更多的空气来混合燃油燃烧作功，节省燃油，更快地排出废气，符合优化环境和节省能源的发展方向，所以多气门技术能迅速推广开来。
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