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155马力，200牛·米，这样的输出数值对于当下的2.0升自然吸气发动机而言并不算突出。但如果回到30年前，这样一台在现在看似再平常不过的机器无疑会被冠以高性能头衔，因为在那个年代，不少大牌厂商所生产的大排量高性能自然吸气发动机，升功率也只是维持在80马力/升上下，以1985年的法拉利328 GTB为例，这款跑车的3.2升V8自然吸气发动机的升功率仅为84马力/升。当然，和30年前相比，当下的发动机不仅性能出众，还有着那个年代的人们无法想象的出色燃油经济性。
或许你会问，这30年间，发动机究竟有了哪些改变，又是哪些技术，令自然吸气发动机的工作效率有了如此大的提升呢？如果你对此存有疑问，那么接下来的文字中也许会有你想要的答案。当然，这里需要说明一点，下文提到的各项技术可能并非自然吸气发动机的专属，但相对于增压机型而言，它们对于提升自然吸气发动机的工作效率，作用更加明显！
短暂而辉煌的5气门设计
对于发动机而言，要想提高效率，就必须在工作时能够吸入足够多的空气。这对于涡轮增压发动机而言并非难事，但对于依靠负压“呼吸”的自然吸气发动机而言，若想要提升进气效率，就需要在整个进气和配气系统上多下功夫，尤其是发动机的配气系统，因为它是控制发动机最终进气量的关键。正因为如此，工程师们才会不断改进配气系统的结构和形式，从侧置气门到顶置气门，从单顶置凸轮到双顶置凸轮，从每缸2气门到每缸4气门。每一次改变，都会让机器的工作效率得到提升。
但工程师们并不满足，为了进一步提升发动机进气效率，有人想到了每缸5气门结构，于是，在上世纪80年代中期，有厂商开始研制这种5气门发动机。或许你会问，每缸气门数不都是偶数吗，这样的奇数气门数如何平均分配进、排气门数呢？其实工程师这样想，就是为了能够最大限度提升发动机进气效率，因此进、排气门数并不会平均分配，而是采用3进2出的设计，这样一来，进气门的面积总和将会变大，从而提升发动机的进气效率。
随后，这种独特的5气门发动机被很多厂商所认可，而自20世纪90年代开始，市场上的5气门发动机也越来越多，这其中就包括了国人非常熟悉的大众和奥迪。但将5气门自然吸气发动机性能发挥到极致的却是丰田和法拉利。前者在1991年，首次推出了采用每缸5气门结构4A GE高性能发动机（银顶），令这台小排量自然吸气发动机拥有了154马力的最大输出功率，随后黑顶升级版进-步将功率提升至160马力，令这台自然吸气发动机的升功率成功达到100马力/升的标准，而这也是当时为数不多的升功率达到100马力的小排量自然吸气发动机。而法拉利则是在1994年推出了编号F129B的3.5升V8自然吸气发动机，这款采用每缸5气门结构的8缸自然吸气发动机可为F355提供：380马力的最大输出功率，升功率由：348时代的94马力/升（GTS版）一举跃升至109马力/升。而于1995年问世的F50同样搭载一台采用单杠5气门设计的v12自然吸气发动机，其升功率也进一步提升至111马力/升。
然而这种5气门的独特设计结构仅仅在上世纪90年代活跃了短短10年，因为这种结构不仅生产成本高，维修复杂，而且很难与同时期诞生的气门正时与升程控制系统配合，因此在辉煌了10年之后，发动机又再次回到了传统的每缸4气门时代。
气门控制技术广泛应用
除了独特的气门数设计，上世纪90年代初，气门控制技术也开始崭露头角。和5气门那种相对简单的设计相比，气门控制技术更为复杂，它是通过一系列机械结构来调整气门的开闭时间和升程，从而根据不同情况调整输出。所以很据控制类别，可分为可变气门正时系统和可变气门升程系统，在这个领域最具代表性的厂家则有丰田、本田以及BMW。
前者被人熟知的便是VVT-i（全称VafiabIe Valve Timing wm intelligence），既只能可变气门正时系统。这套系统是最初的WT系统的升级版，与1991年搭载于4AGE机器之上，随后在各个系列中铺开。而后，开始出现更多复杂版本，例如进、排气门均可进行调节的双VVT-i系统，起初的机型仅限进气侧可调。
本田则是依靠VTEC（Variable Valve Timing and Lift Electronic Control）可变气门升程控制系统在高性能自然吸气发动机领域打出了名气。1989年，本田推出了首台搭载VTEC系统的发动机，该套系统通过—套液压控制系统，让气门在高转速下拥有更大的开启升程，从而有效提升进气量，让发动机爆发出更大的动力输出。首台搭载VTEC系统的B16A自然吸气发动机（排量为1.6升）因此获得了高达170马力的输出功率，升功率达到了惊人的106马力/升。十年之后，本田更是凭借F20C发动机将这一数值提升之了125马力/升的极值。
至于来自德国的BMW，则依靠的是VANOS和VaIvetronic两套系统来提升自然吸气发动机的性能。其中前者是一套可变气门正时系统，与丰田的VVT-i系统刻以，这套系统曾帮助经典的S54832发动机连续5年获得了年度发动机大奖，其342马力的输出也让那抬搭载在E46M3之上的直列6缸自然吸气发动机的升功率轻松超过了100，达到了107马力/升。而Valvetronic则是一套气门升程控制系统，但与本田VTEC系统不同的是，来自BMW的这套系统通过更为复杂的胡械结构让气门升程可在一定范围内实现无级变化，而VTEC通常情况只有2至3级，显然BMW的技术更先进，控制也更为精细。而今，这套系统不仅仅是为自然吸气发动机服务，同样也出现在了BMW旗下的涡轮机型当中。
高压缩比+直喷时代
进入新世纪后，各方面的技术都有了长足进步。更精细的控制和加工精度以及各类涂层技术的应用，让发动机制造上升到了新的高度，尤其是自然吸气发动机，上世纪90年代也十分少见的超高压缩比发动机已不再罕见，甚至还出现了压缩比达到13：1的自然吸气发动机。与此同时，直喷技术也得到了广泛应用。与传统进气歧管喷射方式相比，这种喷射方式更为直接，而在超高压的状态下，燃油的雾化效果也更为出色，因此采用该种喷射方式的发动机不仅燃油经济性更加出色，同时也有着更为出色的扭矩表现，这对于自然吸气发动机相当重要，因为和增压饥型相比，自然吸气发动机的最大短板就是扭矩输出不足。
以采用直喷技术的马自达2.0升创驰蓝天自然吸气发动机为例，这款发动机不仅有着158马力的功率输出，峰值扭矩更是达到了202牛·米，要知道，对于自然吸气发动而言，扭矩输出数值能够达到排量的90倍就已经非常出色了，而这款借助缸内直喷以及诸多新技术帮助自然吸气发动机则达到了惊人的101倍！
后直喷时代，发动机还将出现哪些改变？
直喷时代之后，自然吸气发动机，甚至包括增压机型，还会发生怎样的改变？相信谁也说不清楚，但有一点是可以肯定的，那就是关乎发动机工作效率的配气系统还会进一步优化！因为以现有结构来看，如今的配气系统还是太过复杂。针对这一问题，科尼塞克也已经有了想法，该品牌工程师研发出了一套没有凸轮轴和正时传递机构的全新气门控制系统。简单来说，该系统通过油压和气压控制来实现气门的开启和关闭，而气压和油压回路完全依靠电子系统进行控制。这样的控制方式最大的优势就是精确，因为每个气缸都可根据工作情况对气门进行单独控制和调节，此外，没有了传递机构后，发动机的重量也会大幅减轻。但这项创新技术距离与消费见面，恐怕还有很长的路要走。
或许你会问，这30年间，发动机究竟有了哪些改变，又是哪些技术，令自然吸气发动机的工作效率有了如此大的提升呢？如果你对此存有疑问，那么接下来的文字中也许会有你想要的答案。当然，这里需要说明一点，下文提到的各项技术可能并非自然吸气发动机的专属，但相对于增压机型而言，它们对于提升自然吸气发动机的工作效率，作用更加明显！
短暂而辉煌的5气门设计
对于发动机而言，要想提高效率，就必须在工作时能够吸入足够多的空气。这对于涡轮增压发动机而言并非难事，但对于依靠负压“呼吸”的自然吸气发动机而言，若想要提升进气效率，就需要在整个进气和配气系统上多下功夫，尤其是发动机的配气系统，因为它是控制发动机最终进气量的关键。正因为如此，工程师们才会不断改进配气系统的结构和形式，从侧置气门到顶置气门，从单顶置凸轮到双顶置凸轮，从每缸2气门到每缸4气门。每一次改变，都会让机器的工作效率得到提升。
但工程师们并不满足，为了进一步提升发动机进气效率，有人想到了每缸5气门结构，于是，在上世纪80年代中期，有厂商开始研制这种5气门发动机。或许你会问，每缸气门数不都是偶数吗，这样的奇数气门数如何平均分配进、排气门数呢？其实工程师这样想，就是为了能够最大限度提升发动机进气效率，因此进、排气门数并不会平均分配，而是采用3进2出的设计，这样一来，进气门的面积总和将会变大，从而提升发动机的进气效率。
随后，这种独特的5气门发动机被很多厂商所认可，而自20世纪90年代开始，市场上的5气门发动机也越来越多，这其中就包括了国人非常熟悉的大众和奥迪。但将5气门自然吸气发动机性能发挥到极致的却是丰田和法拉利。前者在1991年，首次推出了采用每缸5气门结构4A GE高性能发动机（银顶），令这台小排量自然吸气发动机拥有了154马力的最大输出功率，随后黑顶升级版进-步将功率提升至160马力，令这台自然吸气发动机的升功率成功达到100马力/升的标准，而这也是当时为数不多的升功率达到100马力的小排量自然吸气发动机。而法拉利则是在1994年推出了编号F129B的3.5升V8自然吸气发动机，这款采用每缸5气门结构的8缸自然吸气发动机可为F355提供：380马力的最大输出功率，升功率由：348时代的94马力/升（GTS版）一举跃升至109马力/升。而于1995年问世的F50同样搭载一台采用单杠5气门设计的v12自然吸气发动机，其升功率也进一步提升至111马力/升。
然而这种5气门的独特设计结构仅仅在上世纪90年代活跃了短短10年，因为这种结构不仅生产成本高，维修复杂，而且很难与同时期诞生的气门正时与升程控制系统配合，因此在辉煌了10年之后，发动机又再次回到了传统的每缸4气门时代。
气门控制技术广泛应用
除了独特的气门数设计，上世纪90年代初，气门控制技术也开始崭露头角。和5气门那种相对简单的设计相比，气门控制技术更为复杂，它是通过一系列机械结构来调整气门的开闭时间和升程，从而根据不同情况调整输出。所以很据控制类别，可分为可变气门正时系统和可变气门升程系统，在这个领域最具代表性的厂家则有丰田、本田以及BMW。
前者被人熟知的便是VVT-i（全称VafiabIe Valve Timing wm intelligence），既只能可变气门正时系统。这套系统是最初的WT系统的升级版，与1991年搭载于4AGE机器之上，随后在各个系列中铺开。而后，开始出现更多复杂版本，例如进、排气门均可进行调节的双VVT-i系统，起初的机型仅限进气侧可调。
本田则是依靠VTEC（Variable Valve Timing and Lift Electronic Control）可变气门升程控制系统在高性能自然吸气发动机领域打出了名气。1989年，本田推出了首台搭载VTEC系统的发动机，该套系统通过—套液压控制系统，让气门在高转速下拥有更大的开启升程，从而有效提升进气量，让发动机爆发出更大的动力输出。首台搭载VTEC系统的B16A自然吸气发动机（排量为1.6升）因此获得了高达170马力的输出功率，升功率达到了惊人的106马力/升。十年之后，本田更是凭借F20C发动机将这一数值提升之了125马力/升的极值。
至于来自德国的BMW，则依靠的是VANOS和VaIvetronic两套系统来提升自然吸气发动机的性能。其中前者是一套可变气门正时系统，与丰田的VVT-i系统刻以，这套系统曾帮助经典的S54832发动机连续5年获得了年度发动机大奖，其342马力的输出也让那抬搭载在E46M3之上的直列6缸自然吸气发动机的升功率轻松超过了100，达到了107马力/升。而Valvetronic则是一套气门升程控制系统，但与本田VTEC系统不同的是，来自BMW的这套系统通过更为复杂的胡械结构让气门升程可在一定范围内实现无级变化，而VTEC通常情况只有2至3级，显然BMW的技术更先进，控制也更为精细。而今，这套系统不仅仅是为自然吸气发动机服务，同样也出现在了BMW旗下的涡轮机型当中。
高压缩比+直喷时代
进入新世纪后，各方面的技术都有了长足进步。更精细的控制和加工精度以及各类涂层技术的应用，让发动机制造上升到了新的高度，尤其是自然吸气发动机，上世纪90年代也十分少见的超高压缩比发动机已不再罕见，甚至还出现了压缩比达到13：1的自然吸气发动机。与此同时，直喷技术也得到了广泛应用。与传统进气歧管喷射方式相比，这种喷射方式更为直接，而在超高压的状态下，燃油的雾化效果也更为出色，因此采用该种喷射方式的发动机不仅燃油经济性更加出色，同时也有着更为出色的扭矩表现，这对于自然吸气发动机相当重要，因为和增压饥型相比，自然吸气发动机的最大短板就是扭矩输出不足。
以采用直喷技术的马自达2.0升创驰蓝天自然吸气发动机为例，这款发动机不仅有着158马力的功率输出，峰值扭矩更是达到了202牛·米，要知道，对于自然吸气发动而言，扭矩输出数值能够达到排量的90倍就已经非常出色了，而这款借助缸内直喷以及诸多新技术帮助自然吸气发动机则达到了惊人的101倍！
后直喷时代，发动机还将出现哪些改变？
直喷时代之后，自然吸气发动机，甚至包括增压机型，还会发生怎样的改变？相信谁也说不清楚，但有一点是可以肯定的，那就是关乎发动机工作效率的配气系统还会进一步优化！因为以现有结构来看，如今的配气系统还是太过复杂。针对这一问题，科尼塞克也已经有了想法，该品牌工程师研发出了一套没有凸轮轴和正时传递机构的全新气门控制系统。简单来说，该系统通过油压和气压控制来实现气门的开启和关闭，而气压和油压回路完全依靠电子系统进行控制。这样的控制方式最大的优势就是精确，因为每个气缸都可根据工作情况对气门进行单独控制和调节，此外，没有了传递机构后，发动机的重量也会大幅减轻。但这项创新技术距离与消费见面，恐怕还有很长的路要走。