CN1166856C - 直排四缸内燃机的可变进气装置 - Google Patents

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Abstract

直排四缸内燃机的可变进气装置包括一个设在沿四条进气通道41至44的长度的中间部分和一个进气收集腔5之间的旋转阀3和一个根据发动机转速分三个阶段变换旋转阀的控制装置。所述控制装置构制得在发动机低转速范围上，在相邻进气通道41和44，42和43，43和44之间的连通被切断，在发动机中转速范围上，在成对的进气通道41和44，42和43之间建立连通，在发动机高转速范围上，不仅在相邻进气通道41和42，42和43，43和44之间，而且也在各进气通道41至44和进气收集腔5之间建立连通。

Description

直排四缸内燃机的可变进气装置
技术领域
本发明涉及直排四缸内燃机的改进的可变进气装置，它可在从低至高发动机转速的很大发动机转速范围上获得高的进气充气效率和高的输出扭矩。
背景技术
传统上，已有的各种进气装置设计得利用与多缸内燃机的各缸连通的进气通道中产生的进气压力波脉冲，以便通过提高向着发动机各缸中进气冲程的后半部的各缸进气孔压力来获得额外的充气作用。
例如，进气管的长度和/或容积根据内燃机转速而变化，以便获得在增压进气中的惯性增压作用和共振增压作用。由于上述作用的适当结合，进气充气效率在从低至高发动机转速范围的很大发动机转速范围上可高度保持，其目的是改善内燃机的输出扭矩。
在直排四缸内燃机中，已经提出过可变进气装置，其中，与发动机各缸连通的进气通道长度分三个阶段，例如发动机低转速、发动机中转速和发动机高转速而变化，以便获得高的进气充气效率，其目的是提高发动机的输出扭矩(JP-B-7-30698)。另外，还提出过一种可变进气装置，其中，与发动机各缸连通的进气通道设置得使进气通道连接于没有连续进气冲程的缸，在所述进气通道的接合部分起到共振腔的作用，其中共振管设置在共振腔的上游处，以便沿着设置缸的方向与共振腔相连接，一个收集部分设置在成对共振管的上游。在后一种可变进气装置中，成对共振腔之间的连通为内燃机的发动机低和中转速范围和高发动机转速范围堵塞和建立，以便利用共振和惯性增压作用获得高的进气充气效率，其目的是提高发动机输出转矩(JP-A-10-73024)。
但是，采用前一种可变进气装置，需要独自工作的两个进气控制阀，这增加了所使用的零件数目和进气装置的重量，从而导致发动机有关空间的不利的问题。另外，在后一种可变进气装置的情形中，在发动机低和中转速范围中利用共振增压作用，需要设置共振腔、共振管和收集腔，成对的共振管的设置增加了在缸的布置方向上进气装置本身的尺寸，这在缸的布置方向上的空间方面对发动机不利。另外，一直难于在低和中发动机转速范围和高发动机转速范围之间的窄小部分上获得平的进气充气效率。
在内燃机中具有采用旋转阀的可变进气装置(JP-7-253063)。但是，在这种可变进气装置中使用的旋转阀是根据内燃机的低和高发动机转速范围分两个阶段转换的，在相邻进气通道之间的唯一密封的目的是只使用简单的O形密封圈实现相邻气道间的密封。
发明内容
本发明的目的是提供一种直排四缸内燃机的可变进气装置，该可变进气装置可解决传统的直排四缸内燃机中的固有问题，以便在从发动机低转速范围至高发动机转速范围的很大发动机转速范围上获得高的进气充气效率，从而获得高的输出扭矩，该可变进气装置也可减少其中使用的零件数目，简化其结构，以便减小其设置空间。
为了实现上述目的，提供一种直排四缸内燃机的可变进气装置，其特征在于：
四条彼此独立的、在一个端部与直排四缸内燃机各缸且在另一端部与一个单一的进气收集腔连接且连通的进气通道在所述内燃机各缸布置的方向上在一条直线上彼此侧向布置；
所述进气通道弯曲得向内缠绕，所述进气收集腔设置在所述进气通道的弯曲部分中的内部空间内；
一个旋转阀按照下述方式设置，即，使其外圆周的一部分以圆弧状方式伸入沿所述进气通道的中间部分；
所述旋转阀包括控制装置，该控制装置可以根据所述内燃机的转速以相等的间隔分三个阶段变换；
所述旋转阀建立或切断每对在所述一个端部与没有连续的进气冲程的成对的缸中的各缸连接且连通的进气通道之间的连通；
所述控制装置构制成在所述内燃机的发动机低转速范围内，在所述彼此相邻的进气通道之间切断连通，在发动机中转速范围内，在每对在一个端部与没有连续进气冲程的所述成对的缸中的各缸连接且连通的进气通道之间建立连通，以及在发动机高转速范围内，在所述彼此相邻的进气通道之间建立连通。
按照本发明，四条进气通道设置得彼此侧向布置，它们彼此独立，分别在一个端部与直排四缸内燃机的各缸连接且连通，并且在其另一端部与单一的一个进气收集腔连接且连通。因此，各进气通道决不会彼此相交，可以在发动机气缸布置方向上形成紧凑的进气装置(进气歧管)，提供良好的空间效率。另外，可以容易地使各进气通道的长度相等。
另外，旋转阀设置在沿四条彼此独立的进气通道的长度的中间部分和进气收集腔之间，该旋转阀适于建立或切断在各进气通道和进气收集腔之间捷径方式的连通，所述旋转阀包括控制装置，该控制装置可以根据内燃机的转速以相等的间隔分三个阶段进行变换，控制阀适于控制和变换旋转阀，因而在内燃机发动机低转速范围，在彼此相邻的进气通道之间切断连通，在发动机中转速范围，在每对相邻进气通道之间建立连通，所述每对进气通道在其一个端部连接且连通于不具有连续的进气冲程的成对的缸中的有关缸，以及在发动机高转速范围，在彼此相邻的进气通道之间建立连通，而且在各进气通道和进气收集腔之间也建立捷径方式的连通。
因此，在内燃机发动机低转速范围，进气收集腔作为一个与大气相通的部分起作用，因而变成一个逆转腔，在那里进气压力波脉冲被逆转，因而在燃烧室和具有低自然频率的进气收集腔之间的长的进气通道内部的进气压力波脉冲，以发动机低转速为基础，被调节至进气门的长的打开和闭合循环，以便取得高的惯性增压作用，从而为每个缸获得高的进气充气效率，从而可以改善发动机的输出扭矩。
另外，在发动机的中转速范围，在一个端部连接且连通于没有连续进气冲程的缸的成对的相邻进气通道之间的连通部分的上游的进气通道部分为成对缸中的每一个缸构成一个共振系统，因而进气压力波在各进气通道和所述连通部分中保持不被逆转，并且能够为同一对缸中的另一个缸中的随后的进气冲程被传播，可以得到高的共振增压作用，因而可以为没有连续进气冲程的成对缸中的每个缸获得高的进气充气效率，以便改善输出扭矩，因而可以补偿在发动机低和高转速范围之间的中间部分上的进气充气效率和输出扭矩的下降。
另外，在发动机高转速范围，在相邻进气通道之间的连通腔作为与大气相通的部分起作用，该连通腔变成逆转腔，在那里进气压力波被逆转，因而在从燃烧室至具有高自然频率的连通腔的短的进气通道中的进气压力波脉冲，以发动机的高转速为基础，被调节成进气门的短的打开和闭合循环，从而获得高的惯性增压作用，这样可为所有的缸获得高的进气充气效率，从而可以改善发动机输出扭矩。因此，在从发动机低转速范围至发动机高转速范围的很大发动机转速范围上可以获得高的进气充气效率和高的输出扭矩。
另外，在发动机高转速范围，由于使各进气通道和进气收集腔通过旋转阀以捷径方式彼此连通，因而在相邻进气通道之间的连通腔的上游的各进气通道部分(长的进气通道部分)被变薄，即使发动机低转速范围被向着较低的发动机转速侧换档减速，也可以充分地获得在发动机高转速范围要求的进气流动速率，因而使进气装置可形成得更为紧凑。
另外，由于通过变换设置在沿四条彼此独立的进气通道的长度的中间部分和进气收集腔之间的旋转阀，使其以一定的间隔分三个阶段依据发动机转速变换，在从发动机低转速区至发动机高转速区的很大的发动机转速范围上可以获得高的进气充气效率和高的输出扭矩，因而可以减少例如阀门和致动器的零件数目，从而可以降低生产成本，简化设备结构，减小设备重量。这使得直排四缸内燃机的可变进气装置需要的安装空间小，因而设置方便。另外，由于采用旋转阀，其阀体和轴部不伸入进气通道，因而没有进气阻力增加的危险。
附图说明
图1是按照本发明的用于直排四缸内燃机的可变进气装置的第一实施例的示意立体图，表示通过沿进气通道切除进气通道部分的上半部看去的所示装置的假想图，其中示出当内燃机处于发动机低转速范围时旋转阀的状态，以及在该范围中流过进气通道的进气状态；
图2是图1的可变进气装置的横剖图，表示完整的进气通道；
图3是类似于图1的视图，表示当内燃机处于发动机中转速范围时旋转阀的状态，以及在该范围中流过进气通道的进气状态；
图4是类似于图2的视图，是图3所示可变进气装置的横剖图；
图5是类似于图1的视图，表示内燃机处于发动机高转速范围时旋转阀的状态，以及在该范围中流过进气通道的进气状态；
图6是类似于图2的视图，表示图5所示可变进气装置的横剖图；
图7是说明图1所示的可变进气装置的工作的示意图；
图8是表示按照本发明的可变进气装置的特性的曲线图；
图9是按照本发明的第二实施例的用于直排四缸内燃机的可变进气装置的示意立体图，表示通过沿进气通道切除进气通道部分上半部看去的所述装置的假想图，其中表示当内燃机处于发动机低转速范围时旋转阀的状态，以及在该范围中流过进气通道的进气状态；
图10是图9的可变进气装置的横剖图，表示完整的进气通道；
图11是类似于图9的视图，表示当内燃机处于发动机中转速范围时旋转阀的状态，以及在该范围中流过进气通道的进气状态；
图12是类似图10的视图，是图11所示可变进气装置的横剖图；
图13是类似于图9的视图，表示当内燃机处于发动机高转速范围时旋转阀的状态，以及在该范围中流过进气通道的进气状态；
图14是类似于图10的视图，表示图13所示可变进气装置的横剖图；
图15是说明图9所示可变进气装置的第二实施例的工作的示意图；
图16是按照本发明的第三实施例的用于直排四缸内燃机的可变进气装置的示意立体图，表示通过沿进气通道切除进气通道部分的上半部看去的假想图，其中表示当内燃机处于发动机低转速范围时旋转阀的状态，以及在该范围中流过进气通道的进气状态；
图17是图16的可变进气装置的横剖图；
图18是类似于图16的视图，表示当内燃机处于发动机中转速范围时旋转阀的状态，以及在该范围中流过进气通道的进气状态；
图19是类似于图17的视图，是图18所示可变进气装置的横剖图；
图20是类似于图16的视图，表示当内燃机处于发动机高转速范围时旋转阀的状态，以及在该范围中流过进气通道的进气状态；
图21是类似于图17的视图，表示图20所示可变进气装置的横剖图；
图22相应于图17，是按照本发明第四实施例的用于直排四缸内燃机的可变进气装置的旋转阀的圆周部分的横剖图；
图23相应于图19，是表示第四实施例的旋转阀的圆周部分的横剖图；
图24相应于图21，是表示第四实施例的旋转阀的圆周部分的横剖图；
图25是说明第三实施例的直排四缸内燃机的可变进气装置的工作的示意图；
图26是图1的旋转阀和按照本发明第五实施例的旋转阀的密封结构中使用的密封件的立体图；
图27是相同旋转阀的放大横剖图；
图28是图9所示旋转阀和按照本发明第六实施例的相同旋转阀的密封结构中使用的密封件的立体图。
具体实施方式
<第一实施例>
现在参阅图1至8描述本发明的第一实施例。应注意的是，在下面的描述中内燃机的缸是在横向上布置的，图1所示可变进气装置的左侧被认为是当在汽车上安装就位时该装置的左侧。
在图1和2中，按照本发明的用于直排四缸内燃机的可变进气装置1包括一个进气歧管2，该进气歧管具有并置的第一至第四进气通道41至44，它们彼此独立，并分别在其一个端部上连接于内燃机的1号至4号缸(未画出)，并在其另一端部上连接于单一的一个进气收集腔5。
1号至4号缸按照1号缸、3号缸、4号缸和2号缸的顺序点火。因此，在各缸中的进气冲程是按照上述顺序发生的，1号缸和4号缸构成没有连续进气冲程的一对缸，而2号缸和3号缸构成没有连续进气冲程的一对缸。
按照这种结构，连接且连通于没有连续进气冲程的成对缸的成对进气通道是在一个端部连接且连通于成对的1，4号缸的各缸的成对的第一和第四进气通道41，44，以及是在另一个端部上连接且连通于成对的2，3号缸的各缸的成对的第二和第三进气通道42，43。
如图2所示，第一至第四进气通道41至44制造得基本上长度相等，而且弯曲得向内缠卷，设有一个进气收集腔5以连接且连通于按上述方式缠绕的进气通道的远端。该进气收集腔5连同相邻的进气导管6设置得在借助弯曲的第一至第四进气通道41至44的曲率形成的内部空间内环绕，其目的是使可变进气装置1结构紧凑。
然后，经由均未画出的一个空气净化器和一个节气门本体流至进气导管6的进气流入具有相对较大容积的进气收集腔5，被收集在那里。当内燃机处于发动机低至中转速范围时，流出进气收集腔5的进气被分开而流过作为相对较长的通道的第一至第四进气通道41至44，流入1号至4号缸。虽然未画出进气导管6和进气收集腔5之间的连通通道，但是，在沿着进气收集腔5的长度的中央部分设有该连通通道，因而使得进气通道长度相等，包括从进气收集腔5分别通至1号至4号缸的第一至第四进气通道41至44。
在沿其长度的中间位置上，在第一至第四进气通道41至44的底壁上分别形成第一至第四开口71至74，每一个开口具有从前面看去基本呈矩形的形状，并且一个单一组件的旋转阀3设置得使其一部分(延伸其外周三分之一的它的弧状部分)分别通过第一至第四开口71至74伸入第一至第四进气通道41至44，上述部分也分别从侧面看去时沿其轴向伸入第一和第四进气通道41至44(请参阅图2)。
该旋转阀3设置在沿各个第一至第四进气通道41至44的长度的中间位置和进气收集腔5之间的容纳腔中，以便根据内燃机的转速进行变换(这将在下文描述)，通过在旋转阀3内的一个连通腔10(将在下文对其描述)、两个连通孔111，112和第一至第四开口71至74，从而以捷径方式建立各个第一至第四进气通道41至44和进气收集腔5之间的连通，或将所述连通切断。
进气歧管2的一个主体壁部8构成旋转阀3的容纳腔和进气导管6之间的隔壁，所述主体壁部具有一个相应于旋转阀3的假想圆周面的弧状面，所述假想圆周面是旋转阀外圆周的三分之一，其作用不仅是支承旋转阀的转动，而且也封闭连通腔10(这将在下文描述)和一个第二连通腔(连通腔12，连通腔13)，两连通腔都是在旋转阀3内形成的。
下面描述旋转阀3的结构、工作和效用。如图2所示，旋转阀3具有三个假想表面a，b，c，在阀的轴向上从侧面看去时，这三个假想表面是在圆周方向上以相等的间隔分开的。下面将详细讲到，在其结构中，根据内燃机的转速顺序地分三个阶段在周向上的三个假想表面a，b，c上进行变换，因而在相邻的进气通道41和44，44和42及42和43之间，或在每对连接且连通于成对的没有连续进气冲程的相邻进气通道41和44，42和43之间建立或切断连通，而且以捷径方式建立或切断各个第一至第四进气通道41至44和进气收集腔5之间的连通。
如图5和图6所示，在旋转阀3的三个假想表面a，b，c之一的假想表面a侧设有第一连通腔10，该第一连通腔可以建立相邻进气通道41和44，44和42及42和43之间的连通。如图3所示，第一连通腔10与连通孔111，112连通，所述连通孔形成得在三假想表面中的另一个表面b侧与第一和第四开口71，74重合，因此，当旋转阀3设置在图5和图6所示转动位上时，在进气收集腔5内的进气流过旋转阀3的内部，通过第一连通腔10在与轴线平行的方向上，流过两个连通孔111，112(这两个连通孔面对进气收集腔5)，然后，分别流入第一至第四进气通道41至44，从而以捷径方式使各个第一至第四进气通道41至44和进气收集腔5彼此连通。
如图3和4所示，在旋转阀3的三个假想表面a，b，c中的另一个假想表面b侧，为两对进气通道设有第二连通腔，所述第二连通腔可以分别在其一个端部上连接且连通于没有连续进气冲程的一对1号和4号缸中的各缸的一对相邻第一和第四进气通道41，44和在其另一端部上连接且连通于没有连续进气冲程的一对2号和3号缸中的各缸的一对相邻第二和第三进气通道42，43之间建立连通。
两个连通腔中的一个是用于在彼此相邻的那对第二和第三进气通道42，43之间建立连通的连通腔12，另一个是用于在彼此隔开的那对第一和第四进气通道41，44之间建立连通的连通腔13。后一连通腔13与前述第一连通腔10交搭。该第一连通腔10在旋转阀3位于图3和4所示的转动位置上时被进气歧管2的主体壁部8封闭，但是第一连通腔10只在与连通孔111，112连通的端部上通过第一和第四开口71，74仍通至第一和第四进气通道41，44。因此，进气歧管2的主体壁部8以弧状方式在旋转阀3的基本三分之一的外圆周上封闭旋转阀。
第二连通腔之一的连通腔12由下述隔壁构成：用于构成三个假想表面中的一个表面a和三个假想表面中的另一个表面b之间，在第二和第三进气通道42，43之间延伸的长度上的分隔的一个隔壁(第三隔壁)14、用于构成表面a和b，和另一假想表面c之间，在旋转阀3的全长上的分隔的一个隔壁(第一隔壁)15、用于构成第一和第二进气通道41和42之间的分隔的一个隔壁(第一前隔壁)16，以及用于构成第三和第四进气通道43，44之间的分隔的一个隔壁(第二前隔壁)17。所述隔壁(第三隔壁)14形成一种向旋转阀3内降下的形状，使连通腔12的横截面积变得等于第二和第三进气通道42，43的横截面积。
如图1和2所示，旋转阀3的三个假想表面a，b，c中的另一个假想表面c中设有隔壁(第二隔壁1至3)，这些隔壁适于切断相邻进气通道41和44，44和42，以及42和43之间的连通。这些隔壁由新月形隔壁(第二隔壁1至3)18至20构成，适于用作进气通道和前述隔壁(第一隔壁)15之间的分隔。然后，当旋转阀处于图1和2所示的转动位置上时，这些隔壁分别切断相邻进气通道41和44，44和42，以及42和43之间的连通，以便形成四条独立的通道，这些通道构成彼此完全独立的长的进气通道通道41至44。
隔壁15是弯曲的，以便按照下述方式伸入各进气通道41至44中，即，沿通道的纵向不改变各进气通道41至44的截面形状，隔壁15也弯曲得稍许向旋转阀3内部凹下，使沿着通道纵向，各进气通道41至44的横截面形状不被改变。
下面详述第一至第四隔壁14至20和第一和第二连通腔10，12，13。
第一隔壁15在通过将旋转阀3的外圆周等间隔分成三份而得到的等边三角形的两个顶点之间延伸，并且有一个长度，该长度相应于彼此独立的四条进气通道41至44在直排中彼此侧向布置中的长度。三个第二隔壁18至20设置在第一隔壁15上与其邻接，以便切断相邻的进气通道41和44及42和43之间的连通。第三隔壁14在上述等边三角形的剩下的一个顶点和第一隔壁15的侧缘中的一个(在图2中看去的上缘)附近的一点之间延伸，并且具有一个长度，该长度相应于彼此独立的两个中间进气通道42至43直排彼此侧向布置的长度。两个第四隔壁16，17沿着左、右侧缘与其邻接地设置，切断左侧一对相邻进气通道41，42之间和右侧一对相邻进气通道43，44之间的连通。由于第一连通腔10和作为两个第二连通腔中的另一个的连通腔13彼此交搭，因而旋转阀3具有两个连通腔，它们是连通腔10和连通腔12。
旋转阀3包括一个控制装置，其用于根据内燃机的转速以三个阶段变换旋转阀，使三个假想表面a，b，c中的任意一个面对第一至第四进气通道41至44中的第一至第四开口71至74。在该控制装置中采用电动或负压致动器(未画出)。
致动器在旋转阀3的一个端部上设置在进气装置1上。旋转阀3构制得根据内燃机的转速分阶段顺序工作，并根据内燃机转速的浮动而顺时针和逆时针转动。当使用电动致动器时，一个电机可以借助来自控制装置的信号分阶段被驱动。当采用负压致动器时，需要设有至少两个负压腔的膜片，一个控制阀设置在每个负压腔内。旋转阀3可以通过顺序地根据内燃机的转速分阶段地驱动控制阀，以便引入负压。负压的引入是借助控制装置进行的，负压从分配节气门下游通过负压腔引至各控制阀。
控制装置响应于内燃机的转速控制和变换旋转阀，这将在下文描述。
首先，当内燃机处于发动机转速N低于预定转速N1(N＜N1)的发动机低转速范围时，控制装置控制并变换旋转阀3，使旋转阀3的三个假想表面a，b，c中的所述另一个假想表面c面对第一至第四进气通道41至44中的第一至第四开口71至74，因而隔壁15和隔壁18至20切断所有相邻进气通道41和44，44和42，以及42和43之间的连通，从而形成彼此完全独立的、长的第一至第四进气通道。
然后，在进气收集腔5内的进气流入并通过长的第一至第四进气通道41至44，以便送入1号至4号各缸。当发生这种情形时，进气收集腔5用作一个通至大气的部分，变成一个进气压力波被逆转的腔，因而以内燃机的发动机低转速为基础，在长的进气通道41至44内具有低自然频率的进气压力波脉冲和长的进气门打开和闭合循环彼此受到调节，从而获得高的惯性增压作用，可为每个缸获得高的进气充气效率，因而可以改善内燃机的输出扭矩(请见图7和8中的①)。
在这种情形中，由于作为三个假想表面a，b，c之一的表面a面对进气收集腔5，因而在表面a上设置的连通腔10的容积加在进气收集腔5的容积上，使进气收集腔5的容积增加，因而该腔的进气压力波脉冲逆转功能进一步增大，这进一步促进了上述的作用。
接着，当内燃机处于内燃机的发动机转速大于N，但是小于预定的转速N2(N1＜N2)，(N1＜N＜N2)的发动机中转速范围时，如图3和4所示，控制装置控制并变换旋转阀3，使三个假想表面a，b，c中的另一个假想表面b面对第一至第四进气通道41至44中的第一至第四开口71至74，因而在其一端连接且连通于没有连续进气冲程的成对的1号和4号缸中的各缸的成对的第一和第四进气通道41，44之间和在其另一端分别通过连通腔12及连通腔13连接且连通于没有连续进气冲程的成对的2号和3号缸中的各缸的成对的第二和第三进气通道42，43之间建立连通。
然后，在成对的第一和第四进气通道41，44和成对的第二和第三进气通道42，43之间的各连通部分(连通腔12，连通腔13)的上游的各对进气通道部分41u，42u和42u，43u，为每对缸构成一个共振系统，进气压力波可以通过各进气通道41至44和各连通部分(连通腔12，连通腔13)传播而不在其中逆转，以便用于同一对中的另一缸中的随后的进气冲程，因而可以获得高的共振增压作用，并可以为没有连续进气冲程的成对的1，4号缸和2，3号缸的各缸获得高的进气充气效率，因此，可以改善内燃机的输出扭矩。因此，可以补偿在发动机低转速范围和发动机高转速范围之间的中间部会引起的进气充气效率和输出扭矩的下降(请见图7和8中的②)。
在这种情形中，三个假想表面a，b，c中的另一表面c面对进气收集腔5，设置在其上的隔壁15切断各进气通道41至44和进气收集腔5之间的连通。因此，由于隔壁15用作分别切断相邻进气通道41和42，42和43，43和44之间的连通的隔壁的组成构件，也用作切断各进气通道41至44和进气收集腔5之间连通的隔壁，因而可以简化旋转阀3的内部结构。
另外，当内燃机处于发动机转速高于N2的发动机高转速范围(N2＜N)时，如图5和6所示，控制装置控制并变换旋转阀3，使作为旋转阀3的三个假想表面a，b，c中的一个表面a面对第一至第四进气通道41至44中的第一至第四开口71至74，因而在所有相邻进气通道41和44，44和42及42和43之间建立连通，使各进气通道41至44和进气收集腔5彼此通过第一连通腔10和两个连通孔111，112以捷径方式连通。
然后，进气收集腔5内的进气通过两个连通孔111，112、第一连通腔10和第一至第四开口71至74流入第一至第四进气通道41至44，然后流过第一连通腔10的下游的短的进气通道部分41d至44d，并送入1号至4号各缸。当发生这种情形时，由于使形成得具有大容积的第一连通腔10通至进气收集腔5，因而该腔用作一个通至大气的部分，变成进气压力波的逆转腔，因而从燃烧室延伸至连通腔10的短的进气通道部分41d至44d内的具有高自然频率的进气压力波脉冲和在发动机高转速的基础上的短的打开和闭合循环被彼此调节，从而获得高的惯性增压作用，而且为所有缸获得高的进气充气效率，因而可以改善发动机的输出扭矩(请见图7和8中的③)。
因此，在从发动机低转速范围至发动机高转速范围的很大发动机转速范围上可以获得平(flat)和高的进气充气效率，以及高的输出扭矩。一般来说，当将惯性增压作用与共振增压作用比较时，惯性增压作用可以表现出较大的作用，因此，共振增压作用被认为是协助惯性增压作用的。但是，按照本发明的实施例，如前所述，在发动机低转速范围中获得的惯性增压作用基础上的高进气充气效率和在发动机高转速范围中获得的惯性增压作用基础上的高进气充气效率之间的中间部分的进气充气效率的下降充分地被在发动机中转速范围内获得的惯性增压作用为基础的进气充气效率的改善所补偿。
由于上述结构的本发明的第一实施例，还可以获得下述优点。
由于彼此独立的、在其一端上分别连接且连通于直排四缸内燃机的各缸，在另一端上连接且连通于一个进气收集腔的四条进气通道41至44彼此直排侧向布置，因而彼此决不相交的各进气通道41至44和进气装置(进气歧管)1可以在布置缸的方向上紧凑地形成，这样就提供了良好的空间效率。另外，可以容易地使各进气通道的长度相等。
另外，在发动机高转速范围，由于通过旋转阀3以捷径方式使各进气通道41至44和进气收集腔5彼此连通，即使在相邻进气通道41和42，42和43，43和44之间的连通腔10上游的各进气通道部分(长进气通道部分)41u至44u被制得较细，而且发动机低转速范围向着发动机较低转速侧换档减速，也可以获得在发动机高转速范围要求的进气流动速率，从而可将进气装置1形成得更为紧凑。
另外，由于通过对沿相互独立的四条进气通道41至44的长度的中间部分和进气收集腔5之间设置的旋转阀3变换的控制，使其根据内燃机转速以一定的间隔分三阶段变换，可以在从发动机低转速区至发动机高转速区的很大发动机转速范围上获得高的进气充气效率和高的输出扭矩，因而如阀门和致动器的零件数目可被减少，从而降低生产成本，简化装置的结构，以及减轻装置的重量。这样就可容易地为要求较小安装空间的直排四缸内燃机设置可变进气装置1。另外，由于采用了旋转阀3，其阀体和轴部不伸入进气通道41至44，因而没有增加进气阻力的危险。
另外，由于第一至第四进气通道41至44被弯曲和形成圆形，而且由于进气收集腔5和进气导管6以进气通道41至44形成圆形的曲率设置在内部空间内以便环绕，因而也可从这方面使进气装置1形成得结构紧凑。
另外，由于旋转阀被电动或负压致动器变换而工作，因而易于构制用于控制旋转阀，以便根据内燃机转速以相等间隔分三阶段进行变换的控制装置。
另外，旋转阀3具有三个假想表面a，b，c，当在阀的轴向上从侧面看去时，这些假想表面在周向上等间隔地设置，这三个假想表面a，b，c适于根据内燃机转速在周向上分三个阶段变换，从而在彼此相邻的进气通道41和42，42和43，以及43和44之间，或者在其一个端部上连接且连通于没有连续进气冲程的成对的第一和第四进气通道41，44和成对的第二和第四进气通道42，43中的每对之间建立或切断连通，同时以捷径方式建立或切断在各个进气通道41至44和进气收集腔5之间的连通。
因此，用于以三个阶段变换旋转阀的结构可以被简化，而且用于执行可变进气操作的结构可以只要设置在三个假想表面a，b，c的有关侧面上。因此，旋转阀的内部结构可以相对较简单地形成，从而无需设置在发动机高转速范围在各进气通道41至44和进气收集腔5之间以捷径方式建立连通的专门通道，这有助于进一步使进气装置1紧凑。
应该注意的是，第一连通腔10、第二连通腔(连通腔12，13)和隔壁14，15的结构并不局限于结合本发明第一实施例所描述的那些结构，而是可以按照各种方式变化。
<第二实施例>
下面对照附图8至15描述可变进气装置的第二实施例。
在图9和10中，按照本发明的用于直排四缸内燃机的可变进气装置101包括一个进气歧管102，它具有并置的第一至第四进气通道1041至1044，它们彼此独立，并且在其一个端部上分别连接于内燃机的1号至4号缸(未画出)，在其另一端部上连接于一个单一的进气收集腔105。
1号至4号缸按照1号缸、3号缸、4号缸和2号缸的顺序点火。因此，在各缸中的进气冲程是按照上述顺序进行的，1号和4号缸构成一对没有连续进气冲程的缸，而2号和3号缸构成一对没有连续进气冲程的缸。
进气通道1041至1044在各缸布置的方向上直排彼此侧向布置，因而连通没有连续进气期间的1号和4号缸的进气通道1041，1044作为一对彼此相邻设置，而连通没有连续进气冲程的2号和3号缸作为一对彼此相邻设置，除了进气通道的一个相交的部分，该相交部分在进气通道在其一个端部上连接且连通于发动机各个缸1号至4号的部位附近(在图9中，第四进气通道1044的上部弯曲部分与第二和第三进气通道1042，1043相交的部分)。因此，第一和第四进气通道1041，1044沿缸布置的方向看去时在进气通道部分的左半部彼此相邻，而第二和第三进气通道1042，1043沿缸布置的方向看去时在进气通道部分的右半部彼此相邻。
按照这种结构，连接且连通于没有连续进气冲程的成对的相邻进气通道是在一个端部上连接且连通于成对缸1号和4号中的各缸的那对相邻的第一和第四进气通道1041，1044，以及在一个端部连接且连通于成对缸2号和3号的那对相邻的第二和第三进气通道1042，1043。
如图10所示，第一至第四进气通道1041至1044制造得长度相等，并且弯曲以便向内缠绕，一个进气收集腔105设置得连接且连通于那样缠绕的进气通道的远端。上述进气收集腔105连同一条进气管106设置得在一个借助第一至第四进气通道1041至1044弯曲的曲率形成的内部空间中环绕起来，其目的是形成可变进气装置101。
通过均未画出的空气净化器和节气门本体流向进气导管106的进气然后流入具有相对较大容积的进气收集腔105，并收集在那里。当内燃机处于其发动机中转速范围时，流出进气收集腔105的进气被划分，以便流过作为相对较长的通道的第一至第四进气通道1041至1044，流入1号和4号缸以便进气。虽然并未画出进气导管106和进气收集腔105之间的连通路径，但是，该连通路径设置在沿进气收集腔105长度的中央部分，因而使进气通道，包括从进气收集腔105通至1号至4号各缸的第一至第四进气通道1041至1044的长度相等。
第一至第四开口1071至1074具有从前面看去的基本呈矩形的形状，这些开口分别在第一至第四进气通道1041至1044的底壁在沿其长度的中间位置上形成，单一组件的旋转阀3设置得使其一部分分别通过第一至第四开口1071至1074伸入第一至第四进气通道。旋转阀伸入第一至第四进气通道1041至1044的部分相应于一个新月形部分，当从旋转阀103的轴线看去时，该新月形是切去旋转阀的基本三分之一圆周上延伸的圆弧形成的(见图10)。
旋转阀103设置得使阀的剩余部分被一个主体壁部108环绕，该剩余部分不包括从侧面看去在该阀的三分之一周向长度上延伸，分别伸入第一至第四进气通道1041至1044的上述圆弧部分。主体壁部108形成从侧面看去时基本在旋转阀103的三分之二圆周上延伸的圆弧，用于根据旋转阀103的转动位置封闭下面将描述的第一和第二连通腔110，112。基本一半主体壁部108也构成进气收集腔105的一部分壁。
下面描述旋转阀103的结构、工作和效用。
如图10所示，旋转阀103具有三个假想表面a，b，c，这三个假想表面沿阀的轴向从侧面看去时在周向上等间隔地分开，下面将要讲到，其构制得使连通在相邻的进气通道1041和1044，1044和1042及1042和1043之间或在连接且连通于没有连续进气冲程的那对缸中的各缸的那对相邻的第一和第四进气通道1041，1044之间，也在连接且连通于没有连续进气冲程的那对缸中的各缸的那对相邻的第二和第三进气通道1042，1043之间建立或切断，这是通过响应于内燃机转速在周向上分三个阶段交换三个假想表面a，b，c而实现的。
在作为旋转阀103的三个假想表面a，b，c之一的假想表面a侧设有一个具有相对较大容积的第一连通腔110，它可以建立在相邻进气通道1041和1044，1044和1042及1042和1043之间的连通，如图13和14所示。
第一连通腔110被一个隔壁(第三隔壁)114和一个隔壁(第一隔壁)115分隔，所述隔壁114适于沿旋转阀103的全长用作假想表面a侧和假想表面b侧的分隔，所述隔壁115适于沿旋转阀103的全长用作假想表面a侧和假想表面b侧之间，以及假想表面b侧和假想表面c侧之间的分隔，第一连通腔110形成得凹向旋转阀103的内部，具有一个横截面积，该横截面积大于第一至第四进气通道1041至1044的各个横截面积，以及下面将描述的第二连通腔112的横截面积，并且适于建立通过所有进气通道的连通，同时大幅度改变第一至第四进气通道1041的横截面形状。
如图11和12所示，在作为旋转阀103的三个假想表面a，b，c中的另一个假想表面的假想表面b侧设有连通腔1121，1122，它们可以分别在一端上连接且连通于没有连续进气冲程的那对1号和4号缸中的各缸和在一端连接且连通于没有连续进气冲程的那对2号和3号缸中的各缸之间建立连通。这两个连通腔1121，1122被集体地称为第二连通腔112。
作为第二连通腔112之一的连通腔1121，以及作为另一个第二连通腔的连通腔1122是由隔壁(第三隔壁)114、隔壁(第一隔壁)115和适于用作中间设置的第四和第二进气通道之间的分隔的隔壁(第四隔壁)116包围而形成的。隔壁(第三隔壁)114形成一种凹入旋转阀103中的形状，从而使连通腔1121，1122的横截面积等于各进气通道1041至1044的横截面积。
第一连通腔110和第二连通腔112(1121，1122)当旋转阀103位于图9和10所示的转动位置上时，同时被进气歧管2的主体壁部108封闭。
如图9和10所示，在作为旋转阀103的三个假想表面a，b，c中另一个的假想表面c中设有隔壁(第二隔壁1至3)，其适于切断相邻进气通道1041和1044，1044和1042及1042和1043之间的连通。这些隔壁由新月形隔壁(第二隔壁1至3)构成，其适于用作进气通道和上述隔壁(第一隔壁)115之间的分隔。然后，当旋转阀处于图10所示转动位置上时，隔壁分别切断相邻进气通道1041和1042，1044和1042及1042和1043之间的连通，以便形成由最好完全彼此独立的长的进气通道1041至1044构成的四条彼此独立的通道。
隔壁115是弯曲的，以便按照下述方式伸入各进气通道1041至1044，即，在沿通道纵向上不改变各进气通道1041至1044的横截面形状，隔壁115也弯曲得稍许凹向旋转阀的内部，从而使各进气通道1041至1044的横截面形状沿着垂直于其纵向的方向不被改变。
下面详述第一和第四隔壁114至119和第一和第二连通腔110，112(1121，1122)。
第一隔壁115在通过将旋转阀103的外圆周等间隔地分成三份而得到的等边三角形的两个顶点之间延伸，并且具有一个长度，该长度相应于在其上沿直排彼此侧向布置彼此独立的四条进气通道1041至1044的长度。三个第二隔壁117至119设置在第一隔壁115上与其邻接，以便分别形成一个新月形，并切断相邻的进气通道1041和1044，1044和1042及1042和1043之间的连通。第三隔壁114在上述等边三角形的剩余一个顶点和第一隔壁115的一个侧缘(在图10中看去的上侧缘)附近的一个点之间延伸，并且具有的长度相应于在其上沿直排彼此侧向布置互相独立的四条进气通道1041至1044的长度。第四隔壁116在第一隔壁115一个侧缘上与第三隔壁114和第一隔壁115邻接地设置，并且切断在中央设置的两个相邻进气通道1044，1042之间的连通。第一连通腔110和第二连通腔112(1121，1122)横跨第三隔壁114背对背地设置。因此，旋转阀103在其内部共有三个分隔的连通腔110，1121，1122。
旋转阀103包括象第一实施例那样的控制装置，用于根据内燃机转速分三个阶段变换旋转阀，从而使三个假想表面a，b，c中的任一个面对第一至第四进气通道1041至1044中的第一至第四开口1071至1074。
首先，当内燃机处于发动机转速低于预定转速N1的发动机低转速范围时，所述控制装置控制并变换旋转阀103，使旋转阀的三个假想表面a，b，c中的另一假想表面c面对第一至第四进气通道1041至1044中的第一至第四开口1071至1074，从而使所有相邻进气通道1041和1044，1044和1042及1042和1043之间的连通被隔壁115和隔壁117至119切断，因此形成长的、完全彼此独立的第一至第四进气通道。
然后，进气收集腔105内的进气流入并流过第一至第四长的进气通道1041至1044，以便送入1号至4号各缸。当发生这种情形时，进气收集腔105用作一个通至大气的部分，变成一个进气压力波脉冲被逆转的腔，因而使在长的进气通道1041至1044内具有低自然频率的进气压力波和以内燃机低转速为基础的长的打开和闭合循环彼此调谐，从而获得高的惯性增压作用，因而可为每个缸获得高的进气充气效率，因此可以改善内燃机的输出扭矩(请见图8和15中的①)。
接着，当内燃机处于发动机转速大于N1但小于预定转速N2(N1＜N2)，(N1＜N＜N2)的发动机中转速范围时，如图11和12所示，控制装置控制并变换旋转阀103，使旋转阀103的三个假想表面a，b，c中的另一个假想表面b面对第一至第四进气通道1041至1044中的第一至第四开口1071至1074，因而在一端上连接且连通于没有连续进气冲程的那对1号和4号缸中的各缸的那对第一和第四进气通道1041，1044之间，以及在一端分别通过连通腔1121，1122，连接且连通于没有连续进气冲程的那对2号和3号缸的各缸的那对第二和第三进气通道1042，1043之间建立连通。
然后，在那对第一和第四进气通道1041，1044和那对第二和第三进气通道1042，1043之间的连通部分的上游的每对进气通道部分1041u，1042u和1042u，1043u构成每对缸的共振系统，进气压力波通过各进气通道1041至1044和各连通部分(构成第二连通腔112的连通腔1121，1122)被传播而不在其中逆转，以便用于同一对中的另一缸中的随后的进气冲程，因而可以获得高的共振增压作用，并可为没有连续进气冲程的成对的缸1，4号和2，3号中的各缸获得高的进气充气效率，因此可以改善内燃机的输出扭矩。因此可以补偿在发动机低转速范围和发动机高转速范围之间的中间部分中产生的进气充气效率和输出扭矩的下降(请见图8和15中的②)。
另外，当内燃机处于发动机转速高于N2的发动机高转速范围(N2＜N)时，如图13和14所示，控制装置控制并变换旋转阀103，使旋转阀103的三个假想表面a，b，c中的一个假想表面a面对第一至第四进气通道1041至1044中的第一至第四开口1071至1074，因而在所有相邻的进气通道1041和1044，1044和1042及1042和1043之间建立连通，然后，又被投入一种所有进气通道彼此连通的状态。
由于形成得具有大容积的第一连通腔110很大地改变了第一至第四进气通道的横截面形状，所述腔用作一个通至大气的部分，该部分然后变成进气压力波脉冲被逆转的腔，因而从燃烧室延伸至连通腔10的短的进气通道部分1041d至1044d内具有高自然频率的进气压力波和以发动机高转速为基础的短的打开和闭合循环被彼此调谐，从而获得高的惯性增压作用，并为所有缸获得高的进气充气效率，因此可以改善发动机的输出扭矩(请见图8和15中的③)。
因此，在从发动机低转速范围至发动机高转速范围的很大发动机转速范围上可以获得平和高的进气充气效率。一般来说，当将惯性增压作用与共振增压作用相比较时，惯性增压作用可以表现出较大的作用，因此，共振增压作用被认为是用于辅助惯性增压作用的。但是，按照本发明的实施例，如前所述，在以发动机低转速范围内获得的惯性增压作用为基础的高的进气充气效率和以发动机高转速范围内获得的惯性增压作用为基础的高的进气充气效率之间的中间部分，进气充气效率的下降充分地被以发动机中转速范围内获得的惯性增压作用的改善所补充。应注意的是，进气不可变地从进气收集腔105送至1号至4号各缸。
由于本发明第二实施例是按照前述方式构制的，因而可进一步提供下述优点。
相互独立的、在一端分别连接且连通于直排四缸内燃机的各缸的、在另一端连接且连通于一个单一的进气收集腔的四条进气通道1041至1044被设置得使那些连接且连通于没有连续的进气冲程的进气通道除了进气通道的相交部分外彼此相邻设置，所述相交部分在进气通道在所述一端连接且连通于发动机各缸的部位附近。然后，旋转阀3以下述方式设置：其外圆周的基本三分之一以圆弧状方式沿进气通道1041至1044的长度伸至一个中间部分。
因此，除了在进气通道在一端连接且连通于发动机各缸的部位附近的进气通道的相交部分以外，进气通道1041至1044没有彼此相交的危险，而且也没有进行可变进气操作的旋转阀103在车辆的长度方向上或在垂直于阀的轴线的方向上突出的危险。因此，包括进气歧管102的可变进气装置101在布置缸的方向上看去可以形成得更为紧凑，这导致良好的空间效率。另外，这也容易使各进气通道1041至1044的长度相等。
另外，由于旋转阀103以下述方式设置，即，其外圆周的基本三分之一以圆弧形方式沿进气通道1041至1044的长度伸入中间部分，三阶段的旋转阀可以根据内燃机转速以相等间隔变换，在发动机低转速范围至发动机高转速范围上可以获得高的进气充气效率和高的输出扭矩，阀和致动器的零件数目可以减少，从而可以降低装置的生产成本、简化装置的结构，以及减轻其重量，因此，用于直排四缸内燃机的可变进气装置101可以容易地制造，所需安装空间较小。另外，由于旋转阀103的阀体和轴部并不伸入进气通道1041至1044，因而没有增加进气阻力的危险。
另外，由于旋转阀103借助电动或负压致动器进行工作变换，控制装置的结构可以简化，控制装置用于根据内燃机转速分三个阶段控制和变换旋转阀103。
另外，旋转阀103具三个假想表面a，b，c，它们是在阀的轴向上从侧面看去时以相等间隔在周向上分隔的，旋转阀103的三个假想表面适于按照下述方式根据内燃机转速在周向上分三个阶段变换：在内燃机发动机的低转速范围内，通过所有相邻的进气通道1041和1044，1044和1042和1042和1043的连通被切断，在发动机中转速范围内，在一端相连于没有连续进气冲程的成对的缸中的各缸的成对的相邻的第一第四进气通道1041，1044及第二和第三进气通道1042，进气通道1043中的每对之间建立连通，在发动机高转速范围内，通过所有彼此相邻的进气通道1041和1044，1044和1042，1042和1043的连通被建立。
因此，由于结构是给予三个假想表面a，b，c中的各表面的，这就可以根据内燃机的低、中、高发动机转速来进行可变进气操作，旋转阀103的内部结构可以制造得相对较为简单。具体来说，在发动机中转速范围内，当在一端分别与没有连续进气冲程的成对的缸中的各缸连通的成对的第一和第四进气通道1041，1044和第二和第三进气通道中的每对之间建立连通时，由每对中的进气通道设置得彼此相邻，因而在进气通道之间的隔壁可以删除，因此，其间的连通路径(第二连通腔112(1121，1122))可以容易地构制。
另外，由于第一至第四进气通道1041至1044弯曲得向内缠绕，因而进气收集腔105和进气导管106以上述弯曲的进气通道的曲率设置在内部空间内，旋转阀103被设置得使旋转阀103的一部分外圆周被进气收集腔的壁所环绕，在从侧面看去时，可变进气装置101布置成一个圆形形状，因而可变进气装置可以制得更为紧凑，因此可以改善空间利用效率。
应该注意的是，第一连通腔110、第二连通腔112(1121，1122)和隔壁114，115的结构并不局限于本发明第二实施例中描述的那些，而是可以按照各种方式修改。
<第三实施例>
现在对照图8，16至21和25描述按照本发明第三实施例的可变进气装置201。
在图16和17中，按照本发明第三实施例的可变进气装置201包括一个进气歧管202，该进气歧管具有并置的第一至第四进气通道2041至2044，它们彼此独立，并且在其一端分别连接于内燃机的1号至4号缸(未画出)，在其另一端连接于一个单一的进气收集腔205。
1号至4号缸按照1号缸、3号缸、4号缸和2号缸的顺序点火。因此，在各缸中的进气冲程按照上述顺序进行，1号和4号缸构成没有连续进气冲程的一对缸，而2号缸和3号缸构成没有连续进气冲程的缸。
进气通道2041至2044在缸布置的方向上在直排上彼此侧向布置，使连通于没有连续进气期的1号和4号缸的进气通道2041，2044作为一对彼此相邻设置，而连通于没有连续进气冲程的2号缸和3号缸的进气通道2042，2043作为一对彼此相邻设置，进气通道的相交部分除外，所述相交部分在进气通道在一端与1号至4号各缸连接且连通的部位附近(在图16中，第四进气通道2044的上部弯曲部分与第二和第三进气通道2042，2043的上部弯曲部分相交的一个部分)。因此，第一和第四进气通道2041，2044沿缸布置的方向看去时在进气通道的左半部彼此相邻，而第二和第三进气通道2042，2043沿缸布置的方向看去时在进气通道的右半部彼此相邻。
按照这种结构，连接且连通于没有连续进气冲程的成对的缸的成对的进气通道是在一端与成对的1号，4号缸中的各缸连接且连通的那对相邻的第一和第四进气通道2041，2044，以及在一端与成对的2号，3号缸中的各缸连接且连通的那对相邻的第二和第三进气通道2042，2043。
如图17所示，第一至第四进气通道2041至2044制造得长度基本相等，并且弯曲得向内缠绕，一个进气收集腔205设置得连接且连通于这样缠绕的进气通道的远端。该进气收集腔205连同一条进气导管6设置得环绕在借助第一至第四进气通道2041至2044的弯曲曲率而形成的内部空间内，目的是形成可变进气装置201。
通过均未画出的空气净化器和节气门本体通至进气导管206的进气然后流入具有相对较大容积的进气收集腔205，并被收集在那里。当内燃机处于发动机中转速范围时，流出进气收集腔205的进气被划分以便流过作为相对较长的通入1号至4号缸的第一至第四进气通道2041至2044。虽然进气导管6和进气收集腔205之间的连通路径并未画出，但是，该连通路径设置在沿进气收集腔205的长度的中央部分，因而使包括从进气收集腔205至1号至4号各缸的第一至第四进气通道2041至2044的长度相等。
第一至第四开口2071至2074当从前面看去时每个基本呈矩形形状，这里开口分别在第一至第四进气通道2041至2044的底壁上在沿其长度的中间位置上形成，一个单一组件的旋转阀203设置得使其一部分分别通过第一至第四开口2071至2074伸入第一至第四进气通道。旋转阀伸入第一至第四进气通道的部分相当于一个从旋转阀203轴线看去时的新月形部分，当在旋转阀的大致三分之一上延伸的圆弧被切去时就会形成该新月形部分(见图17)。
旋转阀203按照下述方式设置：当阀的外圆周的大致一半被切去时得到的半圆筒形部分被进气歧管202的主体壁部208包围，而具有阀外圆周四分之一的长度的留下的各圆弧形部分伸入进气收集腔205内。该主体壁部208当从侧面看去时形成一个在阀外圆周的一半上延伸的圆弧，适于根据旋转阀的转动位置封闭第一和第二连通腔210，212(2121，2122)，这将在下文详述。主体壁部208的大致四分之一向着进气收集腔205延伸，一个捷径开口220形成在主体壁部208的部分的侧缘和第一至第四进气通道2041至2044的内壁之间，在沿其的长度的中央部分上，以便当使进气通道和进气收集腔205以捷径方式彼此连通时使用。
旋转阀203设置在各个第一至第四进气通道2041至2044的中央部分和进气收集腔205之间，并且适于根据内燃机转速而被变换，以捷径方式建立或切断在各进气通道2041至2044和进气收集腔205之间通过下文将描述的连通腔210及第一至第四开口2071至2074的连通。
下面描述旋转阀203的结构、操作和效用。
如图17所示，旋转阀203具有三个假想表面a，b，c，在阀的轴向上从侧面看去，它们在周向上被分隔，下文将详细讲到，旋转阀被构制得通过根据内燃机转速顺序地以三个阶段在周向上等间隔的变换三个假想表面a，b，c，从而使连通在相邻进气通道2041和2044，2044和2042，及2042和2043之间或在连接且连通于没有连续进气冲程的那对缸中的各缸的那对进气通道2041，2044之间，以及也在连接且连通于没有连续进气冲程的那对缸中的各缸的那对进气通道2042，2043之间被建立或连通，同时以捷径方式建立或切断各进气通道2041至2044和进气收集腔205之间的连通。
旋转阀203的三个假想表面a，b，c包括两个呈圆弧形、长度等于旋转阀外圆周四分之一的假想表面b，c，以及一个呈圆弧形、长度等于阀外圆周一半的假想表面a。
在作为旋转阀203的三个假想表a，b，c之一的假想表面a侧设有第一连通腔210，它具有相对较大容积，能够在相邻的进气通道2041和2044，2044和2042及2042和2043之间建立连通，也能够在各进气通道2041至2044和进气收集腔205之间建立连通，如图20和21所示。
然后，当旋转阀203位于图20和21所示的转动位置上时，第一连通腔210的面对一个四分之一圆弧的一个侧部(图21中的上半部)面对在第一至第四进气通道2041至2044中的第一至第四开口2071至2074，面对另一四分之一圆弧的另一侧部面对进气收集腔205，因此，在进气收集腔205内的进气流过旋转阀203内部通过第一连通腔210流入第一至第四进气通道2041至2044。因此，使第一至第四进气通道和进气收集腔205以捷径方式彼此连通。当旋转阀203处于图16和17所示位置上时，连通腔210被进气歧管202的主体壁部208封闭。
如图18和19所示，在作为旋转阀203的三个假想表面a，b，c中另一个的假想表面b侧设有连通腔2121，2122，它们可以分别在一端上连接且连通于没有连续进气冲程的那对的1号和4号缸中的各缸的那对相邻的第一和第四进气通道2041，2044之间及在一端连接且连通于没有连续进气冲程的那对2号和3号缸中的各缸的那对相邻的第二和第三进气通道2042，2043之间建立连通。这两个连通腔2121，2122集体地称为第二连通腔212。第二连通腔212(2121，2122)在旋转阀处于图20和21所示的位置上时被进气歧管202的主体壁部208封闭。
作为第二连通腔212之一的连通腔2121和作为连通腔212中另一个的连通腔2122是由沿旋转阀203全长构成表面a和表面b之间分隔的隔壁(第三隔壁)214、沿旋转阀203全长构成表面b和表面c(旋转阀的三个假想表面a，b，c中的另一个、下文将描述)之间的分隔的隔壁(第一隔壁)215和构成两个位于中央的第四和第二进气通道2044，2042之间的分隔的隔壁(第四隔壁)216包围而形成的。第二连通腔212(2121，2122)最好形成一种形状，使其横截面积基本等于各进气通道2041至2044的横截面积。
如图16和17所示，在作为旋转阀203的三个假想表面a，b，c中另一个的假想表面c中设有隔壁(第二隔壁1至3)，其适于切断相邻进气通道2041和2044，2044和2042及2042和2043之间的连通。这些隔壁由新月形隔壁(第二隔壁1至3)217至219构成，它们适于用作进气通道和前述隔壁(第一隔壁)215之间的分隔。然后，当旋转阀203处于图16和17所示的转动位置上时，形成四条独立通道部分，通过分别切断相邻进气通道2041和2044，2044和2042，2042和2043之间的连通，形成完全独立的长的进气通道2041至2044。
虽然在图16和17中直线地画出，但是，隔壁215在外表面上是弯曲的，以便按照下述方式伸入各进气通道2041至2044，即，沿通道纵向不改变各进气通道2041至2044的横截面形状，隔壁215也弯曲得稍许向着旋转阀内凹下，使各进气通道2041至2044沿垂直于其纵向的方向的横截面形状不被改变。
下面详述第一至第四隔壁214至219和第一和第二连通腔210，212(2121，2122)。
第一隔壁215在通过等间隔周向分隔旋转阀203的外圆周而形成的正方形的两个顶点之间延伸，具有的长度相当于在其上在直排中彼此侧向布置互相独立的四条进气通道2041至2044的长度。三个第二隔壁217至219设置在第一隔壁215上与其邻接，以便分别形成新月形并切断相邻进气通道2041和2044，2044和2042及2042和2043之间的连通。第三隔壁214在上述正方形对角的两个顶点之间延伸，具有的长度相当于在直排中彼此侧向布置相互独立的四条进气通道2041至2044的长度。第四隔壁216设置得在第三隔壁214和第一隔壁215之间延伸，邻接并切断在中央设置的两个相邻的进气通道2044，2042之间的连通。第一连通腔210和第二连通腔212(2121，2122)横过第三隔壁214背对背设置。因此，旋转阀203内共有三个分隔的连通腔210，2121，2122。
旋转阀203包括象第一实施例那样的控制装置，用于根据内燃机转速分三个阶段转换旋转阀，使三个假想表面a，b，c中的任一个(相关于假想表面a的它的上半部)面对在第一至第四进气通道2041至2044中的开口2071至2074。应注意的是，假想表面a沿其整个圆弧长度(旋转阀整个周长之一半的圆弧)并不连续变换。
下面将要讲到，控制装置根据内燃机转速控制和变换旋转阀。
首先，当内燃机处于发动机转速低于预定转速N1的低转速时，控制装置控制和变换旋转阀，使旋转阀203的三个假想表面a，b，c中的另一个假想表面c面对第一至第四进气通道2041至2044中的开口2071至2074，因而所有相邻进气通道2041和2044，2044和2042及2042和2043之间的连通被隔壁215和隔壁217至219切断，从而形成长的、完全彼此独立的第一至第四进气通道。
然后，在进气收集腔205内的进气流入并流过长的第一至第四进气通道2041至2044，以便送入1号至4号各缸。当发生这种情形时，进气收集腔205用作一个通至大气的部分，变成一个使进气压力波脉冲逆转的腔，因而在长的进气通道2041至2044内的具有低自然频率的进气压力波和以内燃机低发动机转速为基础的长的打开和闭合循环彼此调谐，从而获得高的惯性增压作用，因而能够为每个缸获得高的进气充气效率，因此可以改善内燃机的输出扭矩(请见图8和25中的①)。应当注意的是，当发生这种情形时，第二连通腔212(2121，2122)的容积加在进气收集腔205的容积上，这就增大了进气压力脉冲的逆转腔，因而增加了上述作用。
接着，当内燃机处于发动机转速大于N1，但是小于预定转速N2(N1＜N2)，(N1＜N＜N2)的发动机中转速范围内时，如图18和19所示，控制装置控制并变换旋转阀203，使三个假想表面a，b，c中的另一个假想表面b面对第一至第四进气通道2041至2044中的第一至第四开口2071至2074，因而分别在一端连接且连通于没有连续进气冲程的那对1号和4号缸中的各缸的那对第一和第四进气通道2041，2044之间，以及在一端通过连通腔2121和2122连接且连通于没有连续进气冲程的那对2号和3号缸中的各缸的那对第二和第三进气通道2042，2043之间建立连通。
然后，在那对第一和第四进气通道2041，2044和那对第二和第三进气通道2042，2043之间的各连通部分(构成第二连通腔212的连通腔2121和2122)的上游的各对进气通道部分2041u，2042u和2042u，2043u为每对缸构成共振系统，进气压力波可通过各进气通道2041至2044和各连通部分(连通腔2121和2122)传播而不在其中逆转，以便用于同一对中的另一缸中随后的进气冲程，因而可以获得高的共振增压作用，可以为没有连续进气冲程的成对的1、4号缸和2、3号缸中的各缸获得高的进气充气效率，从而可以改善内燃机的输出扭矩。因此，可以补偿在发动机低转速和高转速之间的中间部分上产生的进气充气效率和输出扭矩的下降。(见图8和25中的②)。
接着，当内燃机处于发动机转速大于N2的发动机高转速范围(N2＜N)时，如图20和21所示，控制装置控制并变换旋转阀203，使旋转阀203的三个假想表面a，b，c中的一个假想表面a面对第一至第四进气通道2041至2044中的第一至第四开口2071至2074，因而在所有相邻的进气通道2041和2044，2044和2042，及2042和2043之间建立连通，同时通过第一连通腔210在各进气通道2041至2044和进气收集腔205之间以捷径方式建立连通。
当发生这种情形时，构制得具有相对较大容积的第一连通腔210和进气收集腔205用作连通于大气的部分，并构成进气压力波脉冲的逆转腔，因而在从燃烧室延伸至连通腔210的短的进气通道部分2041d至2044d内的具有高自然频率的进气压力波脉冲和以发动机高转速为基础的短的打开和闭合循环彼此调谐，从而获得高的惯性增压作用，为所有缸获得高的进气充气效率，因而可以改善发动机的输出扭矩(见图8和25中的③)。
因此，在从发动机低转速范围至发动机高转速范围的很大发动机转速范围上可以获得平且高的进气冲气效率和高的输出扭矩。一般来说，当将惯性增压作用与共振增压作用比较时，惯性增压作用可以表现出较大的作用，因此，共振增压作用被认为是用于辅助惯性增压作用的。但是，按照本发明的第三实施例，如上所述，在以发动机低转速范围内获得的惯性增压作用为基础的高的进气充气效率和以在发动机高转速范围内获得的惯性增压作用为基础的高的进气充气效率之间的中间部分上的进气充气效率有效地被以在发动机中转速范围内获得的惯性增压作用为基础的进气充气效率的改善所补偿。
由于按照本发明的第三实施例是按照上述方式构制的，因而还可以获得以下优点。
彼此独立、在一端分别连接且连通于直排四缸内燃机的各缸且在另一端连接且连通于一个单一的进气收集腔的第一进气通道2041至2044在直排中彼此侧向地在内燃机各缸布置的方向上布置，使在这些进气通道中的那些连接且连通于没有连续进气冲程的缸的进气通道，除了在进气通道另一端连接且连通于发动机各缸的部位附近的相交部分以外，彼此相邻地设置。然后，旋转阀203以下述方式设置：其大致四分之一的外圆周以圆弧状方式沿进气通道2041至2044的长度伸入一个中间部分。
因此，除了在进气通道在一端连接且连通于发动机各缸的部位附近的进气通道的相交部位以外，没有进气通道2041至2044彼此相交的危险，也没有进行可变进气操作的旋转阀203在车辆长度方向或在垂直于阀的轴向的方向上突出的危险。因此，包括进气歧管202的可变进气装置201在从各缸布置的方向上看去时可以形成得更为紧凑，从而具有良好的空间利用效率。另外，这样也可容易地使各进气通道2041至2044长度相等。
另外，旋转阀203是以下述方式构制的：其外圆周的大致四分之一以圆弧状方式沿进气通道2041至2044的长度伸入中间部分，旋转阀可根据发动机转速以相等的间隔变换，在发动机低转速范围至发动机高转速范围的很大发动机转速范围上可以得到高的进气充气效率，因而阀和致动器的零件数目可以被减少，可以降低装置的生产成本，简化装置的结构并减轻其重量，因而可以得到需要安装空间小的直排四缸内燃机的可变进气装置201。另外，由于旋转阀203的阀体和轴部并不伸入进气通道2041至2044，因而不致引起进气阻力增加的危险。
另外，由于旋转阀203借助电动或负压致动器转换，因而可以使控制装置的结构简化，所述控制装置用于根据内燃机转速分三个阶段控制和变换旋转阀203。
另外，旋转阀203具有三个假想表面a，b，c，在阀的轴向上从侧面看去时，这三个假想表面在周向上被分隔开，旋转阀203的这三个假想表面适于按照下述方式根据内燃机的转速以相等的间隔分三个阶段在周向上被变换：在发动机低转速范围内，所有相邻进气通道2041和2044，2044和2042，及2042和2043之间的连通被切断，在发动机中转速范围内，在每对在一端连接于没有连续进气冲程的成对的缸的各缸的相邻的第一和第四进气通道2041，2044，和第二和第三进气通道2042，2043之间建立连通，以及在发动机高转速范围内，不仅通过所有彼此相邻的进气通道2041和2044，2044和2042，2042和2043建立连通，而且通过第一连通腔210在各进气通道2041至2044之间也以捷径方式建立连通。
因此，由于结构配置在三个假想平面a，b，c的各表面上，使可变进气操作分别相应于内燃机的低、中和高发动机转速范围，因而使旋转阀203的内部结构可制得相对较为简单。具体来说，在发动机中转速范围内，当在每对分别在一端连通于没有连续进气冲程的成对的缸中的各缸的第一和第四进气通道2041，2044及第二和第三进气通道之间建立连通时，由于每对进气通道彼此相邻设置，因而进气通道之间的隔壁可以被删去，因此，其间可很容易地构制连通通路(第二连通部分212(2121，2122))。
另外，由于通过旋转阀203使各进气通道2041至2044和进气收集腔205以捷径方式彼此连通，因而即使在相邻进气通道2041和2044，2044和2042，2042和2043之间的连通腔212(2121，2122)上游的各进气通道部分(长的进气通道部分)制得较细，发动机低转速范围被向着较低的发动机转速侧换档减速，也可以充分保证在发动机高转速范围上需要的进气流动速率，进气装置可以形成得更为紧凑。
另外，第一至第四进气通道部分2041u至2044u被弯曲得向内缠绕，进气收集腔205和进气导管206以弯曲的进气通道的曲率设置在一个内部空间内。另外，旋转阀203设置得使其一部分外圆周(其整个外圆周的大致一半)被进气歧管202的包括进气收集腔205的主体壁部208环绕。因此，在这种结构中，可变进气装置201可以形成为从侧面看去的一个圆形，因而可变进气装置201可以制得更为紧凑，提供更好的空间利用率。
<第四实施例>
下面对照图22和24描述本发明的第四实施例。
图22至24相应于图17，19和21，表示旋转阀的各周边部分，相同的标号表示相同的部分。
在图22至24中，当与第三实施例比较时，按照本发明第四实施例的可变进气装置201的不同之处在于，旋转阀203具有在第三隔壁214的相反侧的第一隔壁215，第一至第四进气通道2041至2044在它们穿过旋转阀203的一个突出部分之前及之后形成更直一些。
如上所述，当与第三实施例的旋转阀203相比较时，由于按照第四实施例的旋转阀203具有在第三隔壁相反侧上的第一隔壁215，因而旋转阀203的三个假想表面a，b，c在周向上分三个阶段顺序变换的方向改变成逆时针方向，而在第三实施例中则为顺时针方向。
另外，当旋转阀203的三个假想表面a，b，c根据内燃机转速分三个阶段在周向上变换时，在第四实施例中，它们顺序地分三个阶段以不规则的间隔(在0°，90°，270°)变换，而在第三实施例中，这些表面分三个阶段顺序地以规则的间隙(在0°，90°，180°)变换。
虽然第四实施例在上述各方面与第三实施例不同，但是，它们在其它方面是彼此相同的，因而不再赘述。
由于第四实施例按照上述方式构制，因而它具有下述优点。
具体来说，在内燃机中转速范围上，假想表面b伸入进气通道2041至2044的中间部分，所述表面b是当从侧面看去时长度为旋转阀203外圆周的四分之一的圆弧(见图23)，当发生这种情形时，构成旋转阀203的最长的圆弧状部分的第三隔壁214比作为除去旋转阀203外圆周四分之一的圆弧的第一隔壁215在进气流中位置更为靠后，并且占据相对于进气流倾斜的态势。
因此，当进气穿过旋转阀203的突出部分流过时，进气流被第三隔壁214的在进气通道侧的侧缘扰动的程度或进气充遭遇流动阻力的程度在进气流中变得比第三实施例低，在第三实施例中第一隔壁215在进气流中比第三隔壁214位置更为靠后，因而进气阻力进一步减小，进气被顺利地送入1号至4号缸。
在本发明第四实施例中这样的优点表现得更为清晰，在第四实施例中，第一至第四进气通道2041至2044在进气通道穿过旋转阀203的突出部分的部分上形成稍许直一些。这是由于在这样的情形中，进气基本以相等的速度流过第一至第四进气通道2041至2044的各横截面，当与第一至第四进气通道2041至2044是弯曲的情形相比较时，相对较大容积的进气向下流动，同时接触第三隔壁214的进气通道侧缘部分。
另外，在内燃机低发动机转速范围上，假想表面c伸入各进气通道的中间部分内(见图22)，所述表面c是从侧面看去时在旋转阀203四分之一外圆周上延伸的圆弧，当发生这种情形时，第一连通腔210通向进气收集腔205。该连通腔210被第三隔壁214与第二连通腔212分开，具有比第二连通腔212大的容积。因此，与第二连通腔212变得通向进气收集腔205时(见图17)相比较，这使进气收集腔205的容积增加得更多。
因此，进气收集腔作为通至大气的部分(进气压力波脉冲逆转腔)的功能增加，因而改善了发动机低转速范围内的惯性增压作用，可以获得更高的进气充气效率，因此可以改善发动机的输出转矩。
应当注意的是，第一连通腔210、第二连通腔212(2121，2122)和隔壁214，215的结构并不局限于在本发明第一和第二实施例中所描述的结构，而是可以按照各种方式改变。
<第五实施例>
下面对照图26和27描述第五实施例，其中，一种密封结构装在第一实施例的可变进气装置的旋转阀上。
如图2所示，旋转阀3被作为母体的第一至第四进气通道41至44及主体壁部8的圆弧状表面可转动地环绕，在进气通道41至44中形成第一至第四开口71至74，密封件安装在旋转阀3的外圆周表面部分上，在该外圆周表面部分，旋转阀3在转动中与环绕表面进入功能性接触。
下面八个构件作为旋转阀3的外圆周表面部分设置。如图26和27所示，它们是第一至第五滑动面211至215和第一至第三滑动面221至223，滑动面211至215在旋转阀3的轴向纵向上从旋转阀3的一端至另一端等间隔地形成并周向延伸，滑动面221至223在旋转阀3的周向上等间隔地形成，并轴向纵向地延伸。
周向延伸的第一至第五滑动面211，215分别构成在旋转阀3的端部上的外圆周表面，它们是围绕旋转阀3的全部外圆周延伸的完好的圆周表面。周向的第二滑动面212构成隔壁本体的外圆周表面，该隔壁本体构成彼此邻接的新月形隔壁18(见图1)和隔壁16(见图3)，新月形隔壁18构成第二隔壁中的第一个，隔壁16构成第四隔壁中的第一个，这样形成一个基本在旋转阀3的外圆周的三分之二上延伸的圆弧状表面。另外，位于轴向纵向中央部分上的周向延伸的第三滑动面213构成一个新月形隔壁19(见图1)，它构成第二隔壁中的第二个，这样形成一个基本在旋转阀3的外圆周的三分之一上延伸的圆弧状表面。另外，周向延伸的第四滑动面214构成一个隔壁本体的外圆周表面，该隔壁本体由彼此邻接的新月形隔壁20(见图1)和一个隔壁17(见图3)构成，新月形隔壁20构成第二隔壁中的第三个，隔壁17构成第四隔壁中的第二个，这样形成在旋转阀3的外圆周的大致三分之二上延伸的圆弧状表面。
周向延伸的第三滑动面213被部分切除，以便形成一个第一连通腔10和一个构成第二连通腔12中的第一个的连通腔(见图3)，因而第三滑动面213仍是一个基本在旋转阀3的外圆周的三分之一上延伸的圆弧状表面。
轴向纵向延伸的第一和第三滑动面221，223沿隔壁15的侧缘形成。另外，轴向纵向延伸的第二滑动面222沿一侧缘形成，该侧缘相对于第三隔壁14与第一隔壁15接合的一侧。这三个滑动面221至223彼此相隔开120°的间隔。
密封圈安装槽在周向延伸的第一至第五滑动面211至215和轴向纵向延伸的第一至第三滑动面221至223上沿各滑动面的纵向上形成，长度相应于各滑动面的长度的密封件安装在滑动槽中。
在第一至第三密封板241至243中，第一和第三密封板241，243分别具有五个凹部26，每个凹部适于装配在第一至第五密封圈231至235中，并有相同的形状。第二密封板242具有适于分别装配在第一、第二、第四和第五密封圈231，232，234，235中的四个凹部26。
第一、第二、第四和第五密封圈231，232，234，235分别具有三个凹部25，以便装配第一至第三密封板241至243。另外，第三密封圈233具有两个凹部25，以便分别装配第一第三密封板241，243。
因此，第一至第五密封圈231至235和第一至第三密封板241至243至少在两个部位上彼此装配以便组装在一起，因而当它们装在旋转阀3的各滑动面上时，第一至第五密封圈231至235至少在两个部位上被第一至第三密封板241至243固定，因而密封圈特别是在旋转阀3的周向上不能移动。因此，借助密封件的组合可以在所有相邻的阶段，以及旋转阀3的所有相邻的进气通道41和42，42和43，43和44之间形成，旋转阀3可根据内燃机转速在周向上分三个阶段变换。
在图26中，第一至第五密封圈231至235表现出当它们安装在旋转阀3的相应滑动面中时形成的位置关系，在相同周向位置上的凹部25在其中装配着如箭头所示的相同密封板的相应凹部26。
第一和第五密封圈231，235形状相同，第二和第四密封圈232，234形状相同。另外，第一和第三密封板241，243形状相同，这样就形成在旋转阀3的密封结构中使用的五种密封件。但是，关于密封板，它们可以是相同形状的，如果是这种情形，那么就有四种密封件，这样就可以减少所使用的零件数目。另外，为了减轻可变进气装置1的重量，密封件用树酯材料制造。应当注意的是，树脂材料也可用于制造进气歧管2和旋转阀3，以便进一步减轻可变进气装置1的重量。
由于应用于直排四缸内燃机中的可变进气装置1的旋转阀3的密封结构是按照上述方式构制的，因而具有下述优点。
密封结构用于直排四缸内燃机的可变进气装置的旋转阀，在可变进气装置的结构中，彼此独立的、在一端分别连接且连通于直排四缸内燃机的1号至4号各缸，并且在另一端连接且连通于一个单一的进气收集腔5的四条进气通道41至44在直排中在内燃机各缸布置的方向上彼此侧向布置，旋转阀3在沿进气通道的长度的中间部分设置，使基本在旋转阀三分之一外圆周上延伸的圆弧状部分伸入其中，旋转阀3包括一个控制装置，该控制装置用于根据内燃机转速分三个阶段变换旋转阀3，因而不仅在所有彼此相邻的进气通道41和42，42和43，43和43之间建立或切断连通，而且也在每对进气通道41和44，42和43(共两对)之间建立连通，这两对进气通道分别在一端连接且连通于没有连续进气冲程的成对的缸中的各缸，其特征在于：密封板和密封圈设置在旋转阀的外圆周上，密封板241至243处在旋转阀的轴向纵向上，安装在旋转阀周向上彼此隔开的三个位置上，密封圈232至234处在旋转阀周向上，安装在旋转阀轴向纵向上彼此隔开的位置上，并切断进气通道之间的连通，密封圈232至234至少在密封圈与密封板相交的两个部位上被密封板241至243固定并与其形成整体。
因此，密封板241至243和包括构成密封件的密封圈232至234的全部密封圈231至235可以分开及独立地用树脂模制，因而用于模制密封件的模具的结构被简化，可以减轻重量并降低生产成本。另外，密封圈232至234的固定结构被简化，因而密封圈232至234能够被密封板241至243可靠地固定，并可以容易地将密封件装配在旋转阀上。
另外，即使在组装起来之后，各密封件由于大气温度的上升等因素而膨胀及变形，由于这样产生的膨胀和变形可以被组装起来的构件间的间隙所吸收，即使可分三个阶段交换的旋转阀处于内燃机的发动机低、中、高转速范围上，预期的密封功能也可以可靠地得以维持。
另外，由于密封板241至243及密封圈231至235通过分别在密封板和密封圈上形成的凹部25，26的装配而彼此形成整体，因而密封板241至243及密封圈231至235的组装和互相成为整体的结构得到简化，这也进一步方便了旋转阀3的密封件的组装工作。
<第六实施例>
下面描述本发明的第六实施例，其中密封结构装配在按照本发明第二实施例的可变进气装置的旋转阀上。
用于直排四缸内燃机的可变进气装置的旋转阀的第六实施例的密封结构与在第五实施例中描述的旋转阀103的密封结构不同，下面将讲到，这是由于两种旋转阀3和103比较起来结构是不同的。
首先，在与第一实施例中的旋转阀3比较时，在第二实施例中的旋转阀103中，第三隔壁114具有一个长度，该长度是在四条彼此独立的进气通道1041至1044在直排上彼此侧向布置的长度上延伸，两个第二连通腔1121，1122在第三隔壁114的一侧彼此平行地设置。另外，内部没有用于以捷径方式建立进气通道1041至1044和进气收集腔105之间的连通的连通路径。然后，为了能够使这样的结构在第二实施例中产生，进气通道1044除了在进气通道1044在一端连接于4号缸的部位附近的一个部分以外，与进气通道1041相邻设置，进气通道1044弯曲得与2、3号缸在该通道在一端连接于4号缸的部位附近相交，因而在每对相邻的进气通道1041，1044和1042，1043之间可以建立连通。
另外，进气收集腔105相对于进气通道1041至1044的中间部分完全封闭，因而在各进气通道1041至1044和进气收集腔105之间不可能形成捷径连通。因此，主体壁部108设置得延伸到进气通道1041至1044中的开口1071至1074的下缘与相同的曲率与其接合的部位，以便环绕旋转阀103的相当于其三分之二外圆周的圆弧状部分。应当注意的是，第一隔壁115和第二隔壁的三个新月形隔壁117至119的形状与第一实施例没有区别。
在第六实施例中，由于旋转阀103按照上述方式构制，因而在旋转阀103周向上延伸的第二、第三和第四滑动面1212，1213和1214(见图28)构成分别在旋转阀外圆周的大致三分之二和大致三分之一上延伸的圆弧形表面，具有的弧长与上述圆弧长度匹配的第二、第三和第四密封圈1232，1233，1234分别安装在第二、第三和第四滑动面1212，1213，1214中。另外，安装在沿旋转阀轴向纵向延伸的第二滑动面1222中的第二密封板1242只有三个适于装配在第一、第三和第五密封圈1231，1232，1235中的三个凹部126。
第六实施例在上述各方面与第五实施例不同，但是由于再没有其它方面与第五实施例不同，因此不再对其赘述。
由于第六实施例是按照上述方式构制的，因而其工作基本与第五实施例中的用于直排四缸内燃机的可变进气装置相似，它具有与第五实施例中描述的可变进气装置的旋转阀的密封结构类似的优点。具体来说，在第五和第六实施例上的密封件都可实现互换(communization)。
虽然已经描述了本发明的某些实施例，但是，显然可对其进行各种变化而并不超出本发明的范围。

Claims (16)

1.用于直排四缸内燃机的可变进气装置，包括：
一个进气歧管，它限定四条彼此独立且弯曲成向内缠卷的进气通道和一个单一的设在所述进气通道的弯曲部分内的内部空间中的进气收集腔，所述四条进气通道在其一端分别连接且连通于直排四缸内燃机的各缸，在其另一端连接且连通于所述单一的进气收集腔，所述四条进气通道沿所述内燃机各缸布置的方向在一条直线上彼此侧向布置；
一个旋转阀，按照下述方式设置在所述进气歧管内：使其外圆周的一部分以圆弧状方式伸入沿所述进气通道长度的中间部分；以及
一个控制装置，根据所述内燃机转速分三个阶段变换所述旋转阀，
其中所述旋转阀建立或切断在彼此相邻的所述进气通道之间的连通或在每对下述的进气通道之间的连通，即所述进气通道在所述一端与没有连续进气冲程的成对的缸中的各缸连接且连通，以及
所述控制装置构制成在所述内燃机的发动机低转速范围，在所述彼此相邻的进气通道之间切断连通，在所述内燃机的发动机中转速范围，在所述每对在一端与没有连续进气冲程的所述成对的缸中的各缸连接且连通的进气通道之间建立连通，以及在发动机高转速范围，在所述彼此相邻的进气通道之间建立连通。
2.如权利要求1所述的可变进气装置，其特征在于：所述旋转阀具有包括第一、第二和第三假想表面的三个假想表面，当在所述阀的轴向上从侧面看去时，这些假想表面在周向上等间隔地隔开，所述三个假想表面适于根据所述内燃机的转速分三个阶段在周向上变换。
3.如权利要求2所述的可变进气装置，其特征在于：所述旋转阀设置在所述进气通道长度的中间部分和所述进气收集腔之间，在所述各进气通道和所述进气收集腔之间以捷径方式建立或切断连通，以及
在发动机高转速范围上，以捷径方式在所述各进气通道和所述进气收集腔之间建立连通。
4.如权利要求3所述的可变进气装置，其特征在于：所述第一假想表面的一侧具有一个用于在所述彼此相邻的进气通道之间建立连通的第一连通腔，所述第一连通腔构制成以捷径方式在所述各进气通道和所述进气收集腔之间建立连通。
5.如权利要求2所述的可变进气装置，其特征在于：所述第二假想表面的一侧具有两个第二连通腔，它们用于在所述两对进气通道中的每对之间建立连通，所述两对进气通道在一个端部与没有连续进气冲程的所述成对的缸中的各缸连接且连通，所述两个第二连通腔中的一个构制成在彼此相邻的一对进气通道之间建立连通，而所述两个第二连通腔中的另一个构制成在一对彼此间隔开来的进气通道之间建立连通。
6.如权利要求5所述的可变进气装置，其特征在于：一个第一假想表面的一侧具有一个第一连通腔，该第一连通腔用于建立所述彼此相邻的进气通道之间的连通，所述两个第二连通腔中的所述一个连通腔包括一个当所述第一连通腔被所述可变进气装置的主体壁部封闭时形成的腔部。
7.如权利要求2所述的可变进气装置，其特征在于：所述第三假想表面的一侧具有一个隔壁，该隔壁用于切断所述彼此相邻的进气通道之间的连通，所述隔壁构制成以所述旋转阀的转动为基础切断所述各进气通道和所述进气收集腔之间的连通。
8.如权利要求2所述的可变进气装置，其特征在于：所述旋转阀内具有四条彼此独立的通道和两个连通腔，
所述旋转阀的四条通道是由一条第一隔壁和三条第二隔壁限定的，所述第一隔壁在相等地将所述旋转阀外圆周一分为三形成的等边三角形的两个顶点之间延伸，并具有一个长度，该长度相当于在一条直线上彼此侧向布置所述四条进气通道的长度，所述第二隔壁设置在所述第一隔壁上并与其邻接，以便切断所述相邻的进气通道之间的连通，所述四条通道构制成向外敞通，
所述两个连通腔中的一个连通腔由一个第三隔壁和两条第四隔壁限定，所述第三隔壁在所述等边三角形的另一个顶点和所述第一隔壁的一条侧缘或所述一条侧缘附近的一个点之间延伸，并具有一个长度，该长度相当于在一条直线中彼此侧向布置所述两条中央的进气通道的长度，所述第四隔壁设置至少在所述第三隔壁上与其邻接地设置，以便分别切断左侧一对相邻进气通道和右侧一对相邻的进气通道，所述两个连通腔中的所述一个连通腔构制成向外敞开，
所述连通腔中的另外一个连通腔由除去所述四条通道和所述两个连通腔以外时得到的空间构成，所述两个连通腔中的所述另外一个连通腔构制成向外敞开。
9.如权利要求2所述的可变进气装置，其特征在于：密封板在三个部位上安装在所述旋转阀的外圆周上，它们处于沿轴线的纵向上，并且彼此在周向上间隔开来，
密封圈在周向的方向上的部位上安装在所述旋转阀外圆周上，彼此在轴向纵向的方向上间隔开来，并切断所述进气通道之间的连通，所述密封圈至少在两个与所述密封板相交的部位上被整体地固定。
10.如权利要求9所述的可变进气装置，其特征在于：所述密封板和密封圈通过分别在所述密封板和密封圈上形成的凹部的装配而彼此形成整体。
11.如权利要求1所述的可变进气装置，其特征在于：所述四条进气通道在平行于所述内燃机各缸布置方向的方向上布置，使所述与没有连续进气冲程的成对的缸连接且连通的进气通道，除了进气通道的一个相交部分以外，彼此侧向布置，所述相交部分在所述进气通道的所述一端并与所述内燃机各缸连接且连通的部位的附近。
12.如权利要求11所述的可变进气装置，其特征在于：所述旋转阀具有包括第一、第二和第三假想表面的三个假想表面，当在所述阀的轴向上从侧面看去时，这些假想表面在周向上等间隔地隔开，所述三个假想表面适于根据所述内燃机的转速分三个阶段在周向上变换。
13.如权利要求12所述的可变进气装置，其特征在于：所述旋转阀按照下述方式设置：使其外圆周的三分之一以圆弧状方式伸入所述进气通道长度的中间部分，同时其外圆周其余部分中的一部分被所述进气收集腔的壁围绕。
14.如权利要求13所述的可变进气装置，其特征在于：所述旋转阀具有彼此独立的四条通道和三个连通腔，所述四条通道和三个连通腔分别构制成向外敞开，
所述四条通道是由一个第一隔壁和三个第二隔壁限定的，所述第一隔壁在将所述旋转阀外圆周在周向上相等地一分为三形成的等边三角形的两个顶点之间延伸，并且具有一个长度，该长度相当于在一条直线上彼此侧向布置所述四条进气通道的长度，所述三个第二隔壁在所述第一隔壁上与其邻接地设置以切断所述相邻进气通道之间的连通，
所述三个连通腔中的两个被一个第三隔壁和一个第四隔壁限定，所述第三隔壁在所述等边三角形的另一个顶点和所述第一隔壁的一条侧缘或所述一条侧缘附近的一点之间延伸，并具有一个长度，该长度相当于在一条直线上彼此侧向布置所述两个中央的进气通道的长度，所述第四隔壁至少在所述第三隔壁上与其邻接地设置，以便切断所述四条进气通道中的两个中央设置的相邻进气通道之间的连通，以及
所述三个连通腔中的另一个连通腔由除去所述四条通道和所述三个连通腔中的所述两个连通腔时得到的空间构成。
15.如权利要求11所述的可变进气装置，其特征在于：所述旋转阀具有包括第一、第二和第三假想表面的三个假想表面，它们在所述阀的轴向上从侧面看去时在周向上分隔开来，所述三个假想表面适于根据所述内燃机的转速在周向上分三个阶段变换，
所述旋转阀按照下述方式设置：使其外圆周的四分之一以圆弧状方式伸入所述进气通道长度的中间部分，
所述三个假想表面包括两个假想表面，这两个假想表面为长度等于所述旋转阀外圆周四分之一的圆弧，以及一个假想表面，它是长度等于所述旋转阀外圆周一半的圆弧。
16.如权利要求15所述的可变进气装置，其特征在于：所述旋转阀具有四条彼此独立的通道和三个连通阀，所述四条通道和三个连通阀分别构制成向外敞开；
所述旋转阀的四条通道是由第一隔壁和三个第二隔壁限定的，所述第一隔壁在将所述旋转阀外圆周相等地一分为四得到的正方形的两个顶点之间延伸，且长度相当于所述四条进气通道在一条直线上彼此侧向布置的长度，所述三个第二隔壁在所述第一隔壁上与其邻接地设置，以便切断所述相邻的进气通道之间的连通；
所述三个连通腔中的两个由一个第三隔壁和一个第四隔壁限定，所述第三隔壁在所述正方形的两个斜对的顶点之间延伸，长度相当于所述四条进气通道在一条直线上彼此侧向布置的长度，所述第四隔壁设置成在所述第三隔壁和所述第一隔壁之间邻接地延伸，从而切断所述四条进气通道中的两条中央设置的进气通道之间的连通，
所述三个连通腔中的另一个由除去所述四条通道和所述三个连通腔中的所述两个而得到的一个空间构成。
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