在凸輪軸的旋轉葉的作用下使一端升起或者下降( 直接的或者通過齒輪從動件(升降桿)和推桿完成此舉),而另一端將作用于閥桿上。當凸輪軸的葉使外面的桿臂升起時,內部產生的力將壓在閥桿上,從而打開作用閥。當外面的臂桿由于凸輪軸的作用而允許返回時,內部的臂桿上升,允許氣門彈簧壓縮關閉作用閥。
驅動凸輪是通過凸輪軸的驅動而工作的。它可以推動搖桿臂在炮耳軸或者搖桿軸附近做上下運動。這樣可以通過凸輪的滾子從動件的作用下使驅動凸輪在與閥桿接觸的點處磨損減少。同時通過另一個凸輪滾子從動件的作用傳遞到第二個搖桿臂上做相似的運動。這樣旋轉搖桿軸,并且將動作通過齒輪從動件傳遞提升閥上。在這種情況下,使進氣閥打開,使氣體沖向汽缸蓋。
有效利用的桿臂(因而能夠使用在閥桿上的力)取決于搖桿臂的比例,這個比例是指從旋轉的搖桿臂的中心到頂端的距離 與 從旋轉中心到作用在凸輪軸或者推桿一點上的距離之比。當前汽車所設計的搖桿臂比例大都接近于1.5:1 到1.8:1 之間。然而在過去,只有很少的正數比(指氣門升程大于凸輪升程),甚至,之前使用的也出現負數比(指氣門升程小于凸輪升程)。許 多二戰之前的發動機使用1:1(等比的)的搖桿臂。
搖臂式與直壓式汽門驅動設計各有其優缺點,以力量傳遞效率來說,直壓式比搖臂式來的直接、精確;以維修保養來說搖臂式則容易的多。
因為直壓式之凸輪與汽門上之套筒的間隙,是靠不同厚度的填隙片來調整,所以當引擎使用一定時數,汽門間隙增大時,要再調整較不易;而搖臂式之汽門間隙通常都以一螺栓調整,只要一支扳手就能搞定。然而直壓式汽門的填隙片材質皆有一定的耐磨度,磨損的機率很低。
喬納森“梯級”培根于19世紀通過實踐得出了這些結論。為了防止其他部件壓在閥桿上,搖桿臂有帶梯級滾軸端和不帶梯級滾軸端兩種, 而且對于支點處的軸承配置采用輕質,高強度的合金材料。這樣提高其性能的應用,力爭使轉速極限越來越高。這些優勢的技術使人們生產出了更高端的汽車。甚至,使搖桿臂的幾何的設計方案得到了更好的研究,以致對凸輪使搖桿臂作用在氣門上的力的原理也有了更廣義的解釋。前面所說的是米勒美國專利的依據。專利號為#4,365,785,在1982年12月28日給詹姆斯米勒授予了這一專利權。通常被稱為MID-LIFT 專利,以前的特定樞軸點與搖桿臂的設計是以之前在氣門桿頭增大磨損,且低效率的滅弧運動為基礎,當滅弧運動通過搖桿臂的作用傳到氣門,氣門導管和其他的氣門組成部件以及有效凸輪葉的力將會減小。吉姆米勒的MID-LIFT的專利設定了新的并且標準的搖桿臂幾何精度值。它能使每個引擎的特定推桿對氣門的撞擊角度精確且可復制。為了使搖桿臂相互垂直,從而設計了一個搖桿臂的樞軸點。也就是說隨著推桿對氣門作用, 氣門在中間做中間提升點運動。