燃料射流當(dāng)參考曲柄角度所測量的活塞位置是在壓縮沖程期間的上止點之前的15°與做功 沖程期間的上止點之后15°的范圍之間時分叉。當(dāng)多個氣體燃料噴射在單發(fā)動機循環(huán)中執(zhí) 行時（也就是說在單壓縮和/或做功沖程期間），氣體燃料射流可當(dāng)活塞是在壓縮沖程期間 的上止點之前的30°與做功沖程期間的上止點之后30°的范圍之間時分叉。多個噴射在高裝 料條件期間是有利的，其中執(zhí)行第一噴射使得其被主要朝第一混合區(qū)引導(dǎo)，并且執(zhí)行第二 噴射(在第一噴射后)使得其被主要朝第二混合區(qū)引導(dǎo)。第一和第二噴射的正時可被調(diào)整來 根據(jù)發(fā)動機工況控制第一和第二混合區(qū)內(nèi)的當(dāng)量比。
[0015] 用于內(nèi)燃機的改進的燃燒系統(tǒng)包括靜態(tài)燃燒室。燃燒室部分由氣缸壁和氣缸蓋限 定。在氣缸壁內(nèi)往復(fù)的活塞還限定燃燒室并且包括凹腔活塞碗。凹腔活塞碗包括外邊緣以 及起始于所述外邊緣的隆起物。進氣門允許進氣從進氣口到燃燒室的選擇性連通。進氣口、 進氣門和活塞協(xié)作來靜態(tài)地將進氣引入具有〇至〇. 5范圍內(nèi)渦流數(shù)的燃燒室中。一種燃料噴 射器被配置來將氣體燃料直接引入所述燃燒室中，并且點火源被提供用于點燃所述氣體燃 料。控制器操作性地與燃料噴射器連接并且被編程來致動燃料噴射器來將氣體燃料引入燃 燒室中。起始于所述燃料噴射器的氣體燃料射流點燃并且被朝隆起物引導(dǎo)并且一旦撞擊所 述隆起物就分叉，從而形成至少第一燃料羽流和第二燃料羽流。第一燃料羽流被朝鄰近氣 缸蓋的第一混合區(qū)重新引導(dǎo)，并且第二燃料羽流被朝鄰近活塞碗的第二混合區(qū)重新引導(dǎo)。 在優(yōu)選實施方案中，氣體燃料射流在高負荷條件下引入時分叉并且被朝所述第一和第二混 合區(qū)重新引導(dǎo)，并且控制器進一步被編程來在輕負荷條件下引入氣體燃料射流，使得氣體 燃料射流通過隆起物被朝第二混合區(qū)引導(dǎo)以減少過度稀化混合氣。
[0016] 燃料噴射器被配置來在噴射角下引入氣體燃料射流，所述噴射角包括矯正角，所 述矯正角用來補償氣體燃料射流與燃燒室的防火甲板之間的邊界層流的流體動力效應(yīng)，使 得氣體燃料射流在預(yù)定公差范圍內(nèi)撞擊分叉特征。燃料噴射器可以是被配置來引入氣體燃 料和引燃燃料的同心針燃料噴射器。再優(yōu)選實施方案中，引燃燃料的噴射正時的開始早于 氣體燃料的噴射正時的開始，并且氣體燃料射流噴射角大于引燃燃料射流噴射角。
[0017] 控制器還可被編程來當(dāng)（1)氣體燃料壓降低于預(yù)定值和（2)氣體燃料液滴的數(shù)量 低于預(yù)定值中的至少一個時僅將引燃燃料引入燃燒室中，使得內(nèi)燃機僅利用引燃燃料來裝 料。起始于燃料噴射器的引燃燃料射流一旦撞擊隆起物就形成至少第一引燃燃料羽流和第 二引燃燃料羽流。第一引燃燃料羽流被朝第一混合區(qū)重新引導(dǎo)并且第二引燃燃料羽流被朝 第二混合區(qū)重新引導(dǎo)。
[0018] 在另一個優(yōu)選實施方案中，可存在分開的燃料噴射器：用于氣體燃料的第一燃料 噴射器以及被配置來將引燃燃料引入燃燒室中的第二燃料噴射器。起始于第二燃料噴射器 的引燃燃料射流一旦撞擊隆起物就形成至少第一引燃燃料羽流和第二引燃燃料羽流。第一 引燃燃料羽流被朝第一混合區(qū)重新引導(dǎo)并且第二引燃燃料羽流被朝第二混合區(qū)重新引導(dǎo)。
[0019] 代替使用引燃燃料，點火源可以是強制點火源。強制點火源可以是火花點火器、微 波點火設(shè)備以及激光點火器中的一個。燃燒室的孔徑并不限于特定范圍。用在輕型、中型和 重型負荷應(yīng)用以及高馬力應(yīng)用中的孔徑可與本文所教導(dǎo)的技術(shù)一起采用。不管怎樣，在優(yōu) 選實施方案中，孔徑小于180mm。
【附圖說明】
[0020] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)奧米伽活塞碗的截面示意圖。
[0021 ]圖2是根據(jù)一個實施方案的發(fā)動機的簡化截面示意圖。
[0022] 圖3是圖2的發(fā)動機的簡化截面示意圖，所述簡化截面示意圖示出氣體燃料射流的 分叉。為了簡化說明，僅示出一個燃料射流。
[0023] 圖4是圖2的發(fā)動機的簡化截面示意圖，所述簡化截面示意圖示出引燃燃料射流的 分叉。出于說明的目的，僅示出一個燃料射流。
[0024] 圖5是圖2的發(fā)動機的簡化截面示意圖，所述簡化截面示意圖示出氣體燃料射流的 噴射角與分叉特征在成第一曲柄角的活塞碗中的平均角度位置。
[0025] 圖6是圖5的發(fā)動機的簡化截面示意圖，所述簡化截面示意圖示出當(dāng)活塞成第二曲 柄角時分叉特征的平均角度位置。
[0026] 圖7是圖5的發(fā)動機的簡化截面示意圖，所述簡化截面示意圖示出當(dāng)活塞成第三曲 柄角時分叉特征的平均角度位置。
[0027] 圖8是圖2的發(fā)動機的簡化截面示意圖，所述簡化截面示意圖示出固定活塞位置以 及等于分叉特征角的表示分叉特征的平均角度位置的氣體燃料射流噴射角，使得氣體燃料 射流由于邊界層流的流體動力效應(yīng)而不會撞擊分叉特征的平均角度位置。
[0028] 圖9是圖8的發(fā)動機的簡化截面示意圖，所述簡化截面示意圖示出固定活塞位置和 相同分叉特征角，以及包括對邊界層流的流體動力效應(yīng)的矯正的已矯正氣體燃料射流噴射 角，使得氣體燃料射流撞擊分叉特征。
[0029] 所示示意圖并未按比例繪制，并且一些部件在圖中可繪制地更大或更突出以更好 地說明所公開的設(shè)備的特征。
【具體實施方式】
[0030] 參照圖2,示出了氣體燃料內(nèi)燃機10,所述氣體燃料內(nèi)燃機10呈簡化形式以促進對 本技術(shù)的理解。在此實施方案中，發(fā)動機10被示出為具有一個氣缸，并且在其他實施方案 中，可能有超過一個氣缸。燃燒室20由氣缸壁30、氣缸蓋40以及在氣缸內(nèi)往復(fù)的活塞50形 成。氣缸壁30形成孔，所述孔可以是適于內(nèi)燃機的任何大小(直徑）。例如，在小型發(fā)動機應(yīng) 用中，孔徑通常小于IOOmm，在中型和重型發(fā)動機應(yīng)用中，孔徑可從IOOmm到180mm變動，并且 在高馬力動力發(fā)動機應(yīng)用中，孔徑大于180mm?？傮w上，隨著孔徑增加，發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速減 小，主要由于伴隨其質(zhì)量和速度中的增加的活塞沖力的增加在發(fā)動機部件上施加增加的壓 力，如本技術(shù)中的技術(shù)人員所已知?；钊?0包括其拱頂中的凹腔式活塞碗60,其將在以下更 詳細討論?？諝獠倏v系統(tǒng)包括進氣口 70和進氣門80,所述空氣操縱系統(tǒng)被配置成與氣缸30、 氣缸蓋40和活塞50協(xié)作來使得燃燒室20保持靜態(tài)。如本文所使用的，靜態(tài)燃燒室指其中存 在向其中進氣的可忽略不計的渦旋的燃燒室，并且優(yōu)選地?zé)o渦旋，并且被限定成具有〇至 0.5范圍內(nèi)的渦旋數(shù)?？諝獠倏v系統(tǒng)還包括排氣口90和排氣門100,并且如熟悉本領(lǐng)域的技 術(shù)人員所已知的，圖中并未示出空氣操縱系統(tǒng)中其他常見的部件。在上止點（TDC)位置處， 在活塞頂50與防火甲板45之間存在小間隙。在具有一些實施方案的此位置處，閥80和100可 與活塞50中的凹陷部分(未示出）對準(zhǔn)，使得閥可在不與活塞干擾的打開位置下。
[0031]燃料噴射器110被示出為安裝在氣缸蓋40中并且將氣體燃料直接引入燃燒室20 中。盡管噴射器110被示出為居中安裝，可能的是噴射器可偏離氣缸的縱軸線安裝，或者在 其他實施方案中是安裝在氣缸壁30中而不是氣缸蓋40中。也就是說，燃料噴射器的此具體 位置對所公開的設(shè)備是不必要的，并且安裝位置可由發(fā)動機的具體體系結(jié)構(gòu)和可用空間來 確定。在優(yōu)選實施方案中，噴射器110還將引燃燃料如柴油引入燃燒室20中，所述引燃燃料 由于在活塞50的壓縮沖程期間創(chuàng)造的溫度和壓力是可壓縮點燃的。引燃燃料充當(dāng)高能點火 源用來點燃氣體燃料。在示例實施方案中，燃料噴射器110是可將引燃燃料與氣體燃料分開 并單獨引入的同心針燃料噴射器。在替代性安排中，燃料噴射器110可包括具有并排氣體燃 料和引燃燃料噴射組件的一個主體。在其他實施方案中，