发动机动力来源于燃油压缩爆炸释放燃料的能量推动活塞、连杆、曲轴把化学能转换成机械能。为了使燃油更充分燃烧就需要更多的空气进入气缸,多冲程发动机的多气门设计正是为了增加进气量的同时及时排气。所以有一对进气门对应就有一对排气门。 目前应用的发动机除马自达的转子发动机外,一般的带气缸发动机都是缸径标准圆形。要在这个固定面积的盘头上开孔配气,就算把一进一出两个气门做到最大可以利用的面积都不够2进2出充分。所以4气门机械设计是一个为了最大限度利用面积的几何设计。目的是在不增大机体的前提下增加进气使燃油更充分燃烧,提升输出功率的同时令发动机更节能环保。 发动机功率通常以排气量定义,为了把等排气量的发动机做得更高功率,最初应用在飞机发动机上增加进气量的涡轮增压器(Turbo)被试验性质的安装在专业赛车上实验并取得优异成绩后不断被普及,形成了现在满大街的汽车很多都装有涡轮增压发动机(通常标出T字,如1.6T、1.8T、2.0T)。涡轮增压器的造型结构就像两把风扇,两把风扇安装在同一连接轴上再分别连接到排气歧管和进气歧管上。排气端扇叶1靠发动机的排气压力推转并带动进气端扇叶2主动吸入并压缩空气以增加进气量。 涡轮增压器以废气作动力增加发动机功率,但要在达到一定排气压力后才能介入工作有滞后性。机械增压器在发动机启动后就介入工作因而更快介入工作,但因为机械增压器全靠利用发动机本身动力驱动所以经济性没有涡轮增压高。为了互补长处更有部分高级发动机采用双增压,把涡轮和机械增压都安装上。