早一批采用双顶置凸轮轴设计的发动机分别是由菲亚特（Fiat，于1912年）、标致（于1913年）、阿尔法·罗密欧（于1914年）设计制造的。其中后两者还采用了每缸四气门的设计。在后来的阿尔法·罗密欧6C（1925年）、玛莎拉蒂蒂波26（Maserati Tipo 26，1926年）、布加迪51型（Bugatti Type 51，1931年）以及早期的奥迪（Audi）等车上也采用了这一技术。此外，早期采用每缸两气门技术的法拉利（Ferrari）大多使用了双顶置凸轮轴。
当双顶置凸轮轴技术被引入主流汽车市场时，汽车制造商对这一技术进行了大量的推广。在1960年代中期，正当这一技术还于少数生产的汽车和运动车上时，菲亚特集团果断地在其包括轿跑车、轿车、敞蓬车和旅行车在内的产品线上使用了皮带驱动的双顶置凸轮轴技术，从而成为了用这一技术的公司
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当发动机处在工作状态时，活塞的运动速度非常快，而且速度很不均匀。当活塞位于上下止点位置时，其速度为零，但在上下止点中间位置的速度则达到。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动，因此必然会在活塞、活塞销和连杆上产生较大的惯性力。虽然连杆上的配重可以有效地平衡这些惯性力，但却只有一部分运动质量参与直线运动，另一部分参与了旋转。因而除了上下止点位置外，其它惯性力并不能完全达到平衡状态，此时的发动机便产生了振动。
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双顶置凸轮轴结构的发动机并不一定有两个以上的进气门和排气门，但是如果多气门发动机的气门需要被直接驱动（虽然一般都通过挺杆驱动），那么双顶置凸轮轴是的。并非所有的双顶置凸轮轴都是多气门的--在多气门技术普及之前，两气门发动机上也经常配备两条凸轮轴。不过在当今，双顶置凸轮轴已经与多气门技术划上了等号，因为在几乎所有的双顶置凸轮轴发动机中，每个汽缸都有三个到五个气门。
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