本申請涉及一種用于氣體燃料內(nèi)燃機的燃燒裝置。

背景技術(shù)：

進口填料流對氣體燃料內(nèi)燃機的性能具有很大的影響。空氣與可能的帶有氣體燃料的排出氣體的混合影響了燃燒室內(nèi)的燃燒質(zhì)量。在進給沖程期間以及隨后在壓縮沖程期間燃燒室內(nèi)的填料運動決定了氣體燃料的混合的程度和質(zhì)量。在發(fā)動機映射的一些部分中，可能需要均勻空氣燃料填料，在發(fā)動機映射的其他部分中，點火裝置附近的分層燃料填料提高了發(fā)動機的性能，以及在發(fā)動機映射的又一些其他部分中，局部豐富但整體貧乏的空氣燃料混合物產(chǎn)生更好的性能。尤其是在貧燃燃燒的情況下，制造高紊流對于穩(wěn)定點火過程以及對于火焰鋒的快速傳播(火焰?zhèn)鞑ニ俣?是重要的。在氣缸內(nèi)產(chǎn)生填料運動的兩種技術(shù)被稱為滾流運動和渦流運動。滾流運動和渦流運動的特點是：采用無量綱參數(shù)來量化氣缸內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動和角向運動，其分別稱為滾流比和渦流比。這兩個值由缸內(nèi)空氣運動的有效角向速度除以發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算而來。

已知的是直接噴射的輕型(light duty，小型，小功率)汽油發(fā)動機使用滾流運動，所述直接噴射的輕型汽油發(fā)動機采用圍繞點火裝置的燃料分層。在滾流運動(該滾流運動也被稱為豎直渦流或桶形渦流)中，氣缸中的進給填料的旋轉(zhuǎn)軸線正交于氣缸軸線。在本申請的上下文中，輕型發(fā)動機是缸膛直徑(cylinder bore diameter，氣缸內(nèi)徑)小于90毫米(mm)的發(fā)動機。燃料分層是在火花點火發(fā)動機中擴大貧燃限制的有效手段，因而提升了燃油經(jīng)濟性，并且與先前的汽油輕型發(fā)動機相比減少了廢氣排放量。甚至在壓縮沖程中的相對較晚階段，滾流運動也可以有效地創(chuàng)造高水平的近壁流速，這可以促進由撞擊燃料噴霧形成的燃料壁膜的蒸發(fā)。

1996年9月10日授權(quán)給Ganoung的美國專利5553580號，公開了用于汽油發(fā)動機的高擠流區(qū)域桶形分層燃燒室，該高擠流區(qū)域桶形分層燃燒室減少輕型發(fā)動機的制動比油耗。兩個進給閥與分別配置為滾流端口的相應(yīng)進給通道流體連通。通過將汽油引入到這些進給通道中的一個而在氣缸中產(chǎn)生桶形分層填料，從而在非對稱定位的火花塞附近形成分層桶形渦流。當火花塞點火時，桶形渦流并不提升燃燒率，而是促進氣缸中空氣燃料填料的分層。大型擠流區(qū)域通過增強燃燒期間的紊流強度而提供了快速燃燒率。

已知的是柴油循環(huán)(壓縮點火)重型發(fā)動機使用渦流運動。在渦流運動中，氣缸中的進給填料的旋轉(zhuǎn)軸線為氣缸軸線。在本申請的上下文中，重型發(fā)動機是氣缸內(nèi)徑大于120毫米(mm)的發(fā)動機。渦流運動已經(jīng)顯示出減少了來自發(fā)動機的顆粒物質(zhì)(PM)的排放量。壓縮點火發(fā)動機的趨勢是采用更高的噴射壓力，這對于液體燃料而言提高了液滴破裂，并且對于液體燃料和氣體燃料兩者而言，更高的噴射壓力改善了噴灑中空氣/燃料的混合，以及增強了燃燒室中的紊流強度。特別是在當燃燒系統(tǒng)必須處理低空燃比條件且不產(chǎn)生高PM排放的瞬變工況期間這是很重要的。當采用渦流運動時，在一些瞬變工況下甚至在使用高噴射壓力時PM產(chǎn)生的效果可能被降低。將設(shè)計為渦流運動的發(fā)動機變換為滾流運動的發(fā)動機需要進給通道的不同定向，并且這需要不同的氣缸蓋。對新的氣缸蓋的需要阻礙了將該技術(shù)試驗用于中型發(fā)動機和大型發(fā)動機，原因在于柴油發(fā)動機已經(jīng)被認為是最有效的內(nèi)燃機。

發(fā)動機設(shè)計的目標是縮小氣缸排量，而基本上不會丟失性能(馬力和轉(zhuǎn)矩)。隨著燃料成本增加以及道路擁堵，車輛操作者需要更緊湊的車型，該更緊湊的車型不僅提供如大型車輛所提供的相同整體性能而且還具有改進的燃油經(jīng)濟性。在以汽油燃料發(fā)動機和柴油燃料發(fā)動機為主的汽車市場份額的許多管轄區(qū)域中，不斷地發(fā)現(xiàn)替代性氣體燃料的新應(yīng)用。在輕型應(yīng)用中，端口噴射天然氣發(fā)動機在零部件市場份額中具有很長的歷史，而且近來，也引進了這些車輛的設(shè)備原產(chǎn)商(OEM，代工生產(chǎn))版本。在重型應(yīng)用中，高壓直噴(HPDI)發(fā)動機系統(tǒng)與柴油燃料發(fā)動機的性能相匹配，且相比于端口噴射天然氣發(fā)動機，具有更高的燃油經(jīng)濟性。

存在對于氣體燃料發(fā)動機的需要，該氣體燃料發(fā)動機具有與大型發(fā)動機可比擬的性能但具有提高的燃油經(jīng)濟性，特別對于設(shè)計為至少用于中型服務(wù)的發(fā)動機而言。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一種用于氣體燃料內(nèi)燃機的改進燃燒裝置包括燃燒室，該燃燒室由缸膛、氣缸蓋和在缸膛內(nèi)往復(fù)運動的活塞限定，該缸膛的直徑為至少90mm并且該直徑與活塞的沖程長度之間的比例為至多0.95。存在至少一個進給通道，所述進給通道用于輸送填料至燃燒室，并且在氣缸蓋中構(gòu)造有至少一個進給閥，所述進給閥與進給通道合作以在燃燒室中形成占主導(dǎo)的滾流運動。

在優(yōu)選實施例中，比例為至少0.75和/或直徑小于或等于120mm。缸膛的體積排量優(yōu)選在0.8升和2.5升之間的范圍。噴射閥可以被配置成在至少一個進給閥中上游引入氣體燃料?？商娲?，噴射閥可以設(shè)置在燃燒室中以直接將氣體燃料引入其中。點火裝置可以設(shè)置在燃燒室中以協(xié)助氣體燃料和填料的點火。在優(yōu)選實施例中，點火裝置為火花塞。優(yōu)選地，滾流運動包括2和5的范圍之間的平均滾流比。內(nèi)燃機的最大發(fā)動機速度為每分鐘2700轉(zhuǎn)。每個進給閥包括閥構(gòu)件和閥座。閥座包括25°和35°之間的閥座角。在優(yōu)選實施例中，閥座角大致為30°。閥座角與端口角之差在-5°和5°的范圍之間。所述內(nèi)燃機的壓縮比為至少11比1，且在優(yōu)選實施例中為至多15比1。進給歧管包括：第一分配室、第二分配室和分散器，第一分配室與內(nèi)燃機的進給端口流體連通，第二分配室與至少一個進給通道流體連通，分散器將第一分配室和第二分配室流體地連接。燃燒裝置可以包括用于選擇性地將廢氣供給至進給歧管的EGR閥。在優(yōu)選實施例中，在被輸送到進給歧管之前，廢氣被冷卻?？梢圆捎霉?jié)流閥來可變地向進給歧管補給空氣。在優(yōu)選實施例中，要求節(jié)流閥將化學(xué)計量氣體燃料-空氣混合物保持在預(yù)定公差之內(nèi)。

在優(yōu)選實施例中，至少一個進給通道是第一進給通道和第二進給通道，以及至少一個進給閥是第一進給閥和第二進給閥。燃燒裝置還包括流分配器(flow divider，分流器)，該流分配器與噴射閥流體連通以接收氣體燃料，以及與第一進給通道和第二進給通道流體連通以輸送從噴射閥接收的氣體燃料。流分配器包括具有內(nèi)膛的主體和一對導(dǎo)管。內(nèi)膛與噴射閥流體連通，并且每個導(dǎo)管與內(nèi)膛流體連通，并分別與第一進給通道和第二進給通道中的相應(yīng)一個流體連通。

內(nèi)燃機包括發(fā)動機組和進給歧管，并且至少一個進給通道為第一進給通道和第二進給通道。在另一優(yōu)選實施例中，燃燒裝置還包括布置在缸膛周圍的六個螺栓以用于將氣缸蓋保持至發(fā)動機組。第一進給通道和第二進給通道沿螺栓中的一個的各個側(cè)面從所述進給歧管朝向燃燒室延伸。

用于分配來自燃料噴射閥的氣體燃料流的新氣體燃料流分配器包括：主體部分，該主體部分包括與燃料噴射閥流體連通的內(nèi)膛；以及與內(nèi)膛流體連通的第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管。氣體燃料流在第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管中分別被分為第一流和第二流。在優(yōu)選實施例中，燃料噴射閥是燃料噴射器的一部分，并且該內(nèi)膛被配置成容納燃料噴射器的噴嘴。在其它優(yōu)選實施例中，第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管大致正交于內(nèi)膛的縱向軸線，和/或主體與第一導(dǎo)管及第二導(dǎo)管為整體部件。

一種用于氣體燃料內(nèi)燃機的改進的進給歧管包括：第一分配室，該第一分配室與內(nèi)燃機的進給端口流體連通；第二分配室，該第二分配室與用于內(nèi)燃機的每個燃燒室的至少一個進給通道流體連通；以及分散器，該分散器將第一分配室和第二分配室流體地連接。第一分配室可包含居中定位的入口，并且第一分配室的外輪廓可以在入口兩側(cè)朝向分散器成錐形。分散器包括狹槽，該狹槽與所述第一分配室相比具有減少的流動區(qū)域。在優(yōu)選實施例中，第二分配室與用于每個燃燒室的兩個進給通道流體連通。

一種用于氣體燃料內(nèi)燃機的進給端口和閥座的改進布置包括在端口底角和閥座角之間的-5°到+5°間的差。閥座角在25°和35°的范圍之間，并且在優(yōu)選實施例中，閥座角大致是30°。當與閥座相關(guān)的閥構(gòu)件處于打開的位置時，進給端口中的流大致朝向閥構(gòu)件的頂側(cè)被偏壓。

一種改進的氣體燃料內(nèi)燃機包括：氣缸蓋；包括缸膛的發(fā)動機組；以及與缸膛相關(guān)的活塞。活塞、缸膛和氣缸蓋限定了燃燒室。第一組的六個螺栓被布置在缸膛周圍以用于將氣缸蓋保持至發(fā)動機組，并且優(yōu)選地為六邊形圖形。第一進給通道及第二進給通道從進給歧管沿螺栓中之一的各個側(cè)面朝向燃燒室延伸。在優(yōu)選實施例中，存在有第二缸膛和布置在第二缸膛周圍的第二組的六個螺栓。一對螺栓對第一組螺栓和第二組螺栓是共用的。

附圖說明

圖1是內(nèi)燃機的局部橫截面平面圖，該內(nèi)燃機包括根據(jù)第一實施例的氣體燃料燃燒裝置。

圖2是圖1的內(nèi)燃機的示意性平面圖。

圖3是圖1內(nèi)燃機的進給歧管、排放歧管、多個氣缸以及各個進給通道和排放通道的立體圖。

圖4是圖3的進給歧管的正視圖。

圖5是將一個噴射閥與兩個進給通道流體連通的氣體燃料流分配器的立體圖。

圖6是圖5的流分配器的局部橫截面圖。

圖7是沿在圖2中的線7-7截取的橫截面圖。

圖8是沿圖2中的線8-8截取的橫截面圖。

圖9是圖8的分解圖，示出了完全打開的進給閥。

圖10是跨過圖9中的進給端口的橫面截取且看向燃燒室里面的橫截面圖。

圖11是Volvo D8K 350柴油機壓縮點火發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩曲線的圖表圖，所述發(fā)動機包括17.5比1的壓縮比，圖1的內(nèi)燃機包括12比1的壓縮比，其中，這兩種發(fā)動機均具有7.7升的排量，CWI ISL-G火花點火天然氣發(fā)動機具有8.9升的排量。

圖12是包括根據(jù)第二實施例的氣體燃料燃燒裝置的內(nèi)燃機的示意圖。

具體實施方式

參照附圖且首先參照圖1和圖2，示出了根據(jù)第一實施例的包括氣體燃料燃燒裝置15的發(fā)動機10。進給歧管100包括第一分配室110和第二分配室120，它們也稱為增壓室，通過分散器130彼此流體連通。第一分配室110與節(jié)流閥140流體連通以接收來自發(fā)動機10的進給端口的空氣填料，并且當發(fā)動機10采用廢氣再循環(huán)時，EGR閥150能夠操作以使得廢氣進入到進氣空氣流中。一對進給通道20沿一個氣缸蓋螺栓5的各個側(cè)面延伸，且將第二分配室120與用于每個氣缸90的各個進給閥40流體連通。每個進給通道20包括與第二分配室120連接的進給流道22以及位于氣缸蓋240中的進給端口24(圖8最清楚地示出)。雖然在所示的實施例中示出了六個氣缸，但是在其他實施例中，可具有一個或多個氣缸。如中型或大型發(fā)動機那樣典型地，氣缸蓋螺栓5圍繞每個氣缸90布置成六邊形圖形，使得在相鄰的氣缸之間，共享其中兩個螺栓。排放通道30從排放閥50延伸，且合并成統(tǒng)一的排放通道，該統(tǒng)一的排放通道通向所示實施例的排放歧管160，盡管在不脫離本公開改進的精神的情況下，其它配置也是可能的。每個排放通道均包括排放流道32以及位于氣缸蓋240(圖8中看得最清楚)中的排放端口34。

進給歧管100被設(shè)計成具有以下特點：通過使流經(jīng)由分散器130從第一分配室110進入到第二分配室120來改進每個氣缸90的空氣(以及EGR)填料分配的均衡性。第一分配室110的外輪廓115在居中定位的入口105的任一側(cè)上朝向分散器130延伸以在填料進入第二分配室120之前沿第一分配室110改進填料的壓力平衡。分散器130為沿第一分配室110和第二分配室120延伸的狹槽形式的。由于通過分散器130的減小的填料流區(qū)域，因此，填料流受到限制，導(dǎo)致在第一分配室110的壁上引起流量沖擊，產(chǎn)生了紊流、在第一分配室中的總壓力增加以及沿第一分配室的壓力平衡。在第一分配室110中所產(chǎn)生的紊流改進了空氣-EGR混合。

現(xiàn)在參照圖5和圖6，流分配器80通過導(dǎo)管85將各個氣體燃料噴射器170(圖5至圖8中示出)與各個進給通道20流體連接，使得一個燃料噴射器同時地將氣體燃料引入到用于每個相應(yīng)氣缸90的一對進給通道中。流分配器包括主體82，該主體包括內(nèi)膛，燃料噴射器170的噴嘴插入到該內(nèi)膛中。該內(nèi)膛也可作為用于從燃料噴射器170接收的氣體燃料的增壓室和蓄能器，所述氣體燃料沖擊內(nèi)膛的端部且積聚壓力，通過導(dǎo)管85排出到各個進給通道20中。在優(yōu)選實施例中，導(dǎo)管85大致正交于主體82的內(nèi)膛的縱向軸線。在所示出的實施例中，流分配器80為整體部件，盡管在其他實施例中流分配器80可以是部件的組件并且在這些實施例中可能具有額外部件，諸如密封件。氣體燃料噴射器170與氣體燃料源(未示出)流體連通，且當被要求時將氣體燃料引入流分配器80中，使得氣體燃料-空氣混合物通過相關(guān)的進給閥40流入氣缸90。在本公開內(nèi)，提及了氣體燃料-空氣混合物，還理解的是，根據(jù)發(fā)動機10的操作條件和要求，還提及氣體燃料-空氣-EGR混合物。氣體燃料源在適合端口噴射的壓力下補給氣體燃料。在優(yōu)選實施例中，氣體燃料源將氣體燃料存儲為壓縮天然氣且采用壓力調(diào)節(jié)器來將存儲壓力減小至預(yù)定的端口噴射壓力。氣體燃料為在標準溫度和壓力(在本申請的上下文中，標準溫度和壓力為20攝氏度(℃)和1個大氣壓(ATM))下呈氣態(tài)的任何燃料。示例性氣體燃料為天然氣。

每個氣缸90包括用于點燃其中的氣體燃料-空氣混合物的裝置。在所示出的實施例中，該裝置由點火設(shè)備60提供。在優(yōu)選實施例中，正點火裝置為火花塞(如圖7所示)。再次參考圖1，在所示出的實施例中，用于加壓進給空氣的升壓裝置180是包括渦輪機182和壓縮機184的渦輪增壓器。壓縮機184的出口與發(fā)動機10的進給端口流體連通。在替代實施例中，升壓裝置180可以包括順序的渦輪增壓器，或可以是增壓器的形式，或是渦輪增壓器和增壓器的組合的形式。排放歧管160包括與EGR閥150流體連通的EGR端口155。在另一實施例中，排放歧管和EGR裝置可以與本申請人的共同擁有的美國臨時專利申請序列號61/870,203所公開的一樣，在此通過引用將其全部并入本文。

現(xiàn)在參照圖8和9，每個氣缸90包括由發(fā)動機組220中的各個缸膛210、各個活塞230以及氣缸蓋240限定的各個燃燒室200。參考圖9，每個進給閥40包括各自的閥構(gòu)件42和各自的閥座26，所述閥座圍繞進給端口24的開口環(huán)狀延伸，進給填料通過該開口流入燃燒室200。當相應(yīng)的進給閥40關(guān)閉時，位于每個閥構(gòu)件42的背面上的環(huán)狀表面44相互接合閥座26以從各個進給通道20流體密封燃燒室200。閥座角α被限定為端口開口面25與閥座之間的角度。在優(yōu)選實施例中，閥座角α是在20度(°)至35°的范圍內(nèi)，且優(yōu)選地為30°。閥座角范圍增強了滾流運動(將會在下面詳述)，并且并減少了閥座磨損，從而增加耐用性。為了通過燃燒室200來促進滾流運動，氣缸蓋240包括在缸膛210之上的單坡頂280，并且活塞碗270大致呈凹形。單坡頂280的傾斜類似于活塞碗270的曲率，使得當活塞230處于上止點(TDC)時，燃燒室230大致呈對稱的形狀。

發(fā)動機10是中型發(fā)動機。在本發(fā)明的上下文中，對于中型發(fā)動機而言，缸膛210的直徑被限定在90mm和120mm的范圍內(nèi)。在替代實施例中，缸膛210的直徑可以大于120mm，諸如對于重型發(fā)動機而言，甚至諸如對于那些用在機車、礦產(chǎn)運輸和海洋應(yīng)用中的更大的發(fā)動機而言。在優(yōu)選實施例中已經(jīng)確定，落在0.75和0.95范圍內(nèi)的缸徑?jīng)_程比(缸膛210的直徑與活塞230的沖程長度之間的比例)使功率密度得到驚人的增長，但并不犧牲效率。事實上，通過減少從燃燒氣體到缸膛210的熱傳遞且從而增加傳送到發(fā)動機10的機軸的能量已經(jīng)增加了效率。通過每個活塞230在各自的缸膛210中排出的容量是在0.8升和2.5升的范圍內(nèi)。與使用滾流運動的輕型發(fā)動機不同的是，在所有操作模式下，發(fā)動機10的最大發(fā)動機轉(zhuǎn)速為每分鐘2700轉(zhuǎn)(rpm)。

對于每個氣缸90而言，一對進氣通路20、各自的進給閥40和燃燒室200協(xié)作以在燃燒室中建立空氣-燃料混合物的滾流運動。在優(yōu)選實施例中，平均滾流比為至少2。在另一實施例中，平均滾流比在2至5的范圍內(nèi)。當閥構(gòu)件42處于最大升程時，如圖9所示，沿著端口底板290的流(空氣、EGR、氣體燃料)朝向閥構(gòu)件42的頂側(cè)46被重重地偏壓，使得對于所示實施例在燃燒室200中建立逆時針滾流運動。閥構(gòu)件42的下側(cè)48下方的任何流在燃燒室200中產(chǎn)生順時針滾流運動，其與閥構(gòu)件42的頂側(cè)46上方的流所建立的逆時針滾流運動相反地作用。為了減少燃燒室200中的順時針方向的滾流運動，當處于就位位置中時，故意地將進給端口24的端口底板290與閥構(gòu)件42的下側(cè)48隔開，使得在打開位置時，流量大致越過閥構(gòu)件42的頂側(cè)46。進給端口24的端口角θ(該端口角被限定為端口底板290與橫向氣缸平面35之間的角度)在預(yù)定的公差范圍內(nèi)等于閥座角α，從而使得當空氣進入燃燒室200時在流動方向上的差異和突變減小且優(yōu)選最小化，從而提升進給端口的質(zhì)量。在優(yōu)選實施例中，端口角θ和閥座角α之間的差小于+/-5°。在流動方向上的變化產(chǎn)生了壓降，該壓降會作為流通的路障。參考圖10，示出了在閥構(gòu)件42完全打開的情況下沿進給端口的橫平面截取且看向燃燒室200里面的進給端口24的截面圖。該圖示出了閥構(gòu)件42的頂側(cè)46之上的強偏壓流動，其用于在燃燒室200內(nèi)產(chǎn)生滾流運動。閥端口24的橫截面輪廓通常是具有圓角的方形。端口角θ、閥座角α和進給端口24的形狀是彼此一致的，以提高氣體燃料-空氣混合物在燃燒室200中的滾流運動。

與渦流空氣運動燃燒室和靜態(tài)燃燒室相比，隨著燃燒室200內(nèi)所產(chǎn)生的滾流運動被壓縮，氣體燃料-空氣混合物的紊流動能增加了，從而增強了紊流動能的分解。上述混合物的紊流火焰速度以及紊流混合物內(nèi)的局部層流火焰鋒一樣都增加了。由于火焰速度的增加，爆震極限增加了，因此，可以通過采用更高的壓縮比來提升效率。在11比1(11:1)和15比1(15:1)之間的壓縮比是優(yōu)選的。在更高的EGR比率下操作具有冷卻EGR的發(fā)動機10降低了爆震的可能性，并且增加了工作氣體的比熱的比率，提高了奧托效率。高于約15比1的壓縮比顯示了回報漸減，其中，在壓縮中的熱損失比通過膨脹可能回報的還要大。壓縮點火發(fā)動機采用大于15比1的壓縮比以提升冷啟動性能，然而，火花點火發(fā)動機不需要這樣。與壓縮點火發(fā)動機相比具有更小的壓縮比，可以減小活塞和軸承尺寸，從而減小摩擦，進而改進效率。

所示實施例的發(fā)動機是以天然氣為燃料在壓縮比為12比1的情況下在測試單元中操作的，并且針對一定范圍的發(fā)動機速度記錄轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)。圖11的圖表示出了記錄數(shù)據(jù)，所述記錄數(shù)據(jù)與排量為(7.7升)但壓縮比為17.5比1的沃爾沃D8K 350柴油機壓縮點火發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩曲線以及具有8.9升排量的CWI ISL-G火花點火式天然氣發(fā)動機進行對比。驚奇地發(fā)現(xiàn)本實施例的發(fā)動機優(yōu)于具有相當大排量的其他火花點火天然氣發(fā)動機(ISL-G)。通常，可以預(yù)期具有更高壓縮比的柴油發(fā)動機會產(chǎn)生更高的性能和效率。正如曲線示出的一樣，所示實施例的發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩優(yōu)于具有比所測試發(fā)動機速度更高的壓縮比的柴油發(fā)動機。沃爾沃D8K 350柴油壓縮點火發(fā)動機(下文稱柴油機)在貧燃模式中操作，而發(fā)動機10在理論空燃比下或接近理論空燃比下操作。柴油機的操作與發(fā)動機10的操作相比不同之處在于：為了避免煙霧，柴油機須和過量的空氣一起運作。上述化學(xué)計量發(fā)動機10(大致)輸送用于功率和轉(zhuǎn)矩的僅足夠的空氣，而與升壓裝置180相比，柴油機的渦輪增壓器必須更大，來輸送用于同樣功率和轉(zhuǎn)矩所需的過量空氣。因此，升壓裝置180可以采用比柴油機更小的渦輪增壓器，所述裝置就可以使得發(fā)動機加速更快，以產(chǎn)生發(fā)動機10(相對于柴油機)所需的更低量升壓。發(fā)動機10的發(fā)動機轉(zhuǎn)速在所有操作模式中保持低于2700rpm。通過以降低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行操作，由于減小了對于摩擦的能量損失，燃油經(jīng)濟性得到了提升。通過增加進給歧管100中的壓力，升壓裝置180彌補了更緩慢的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，從而增加了燃燒室200內(nèi)每個點火事件可用于消耗的氧氣。

現(xiàn)在參照圖12，示出了根據(jù)第二實施例的包括氣體燃料燃燒裝置21的發(fā)動機11，第二實施例類似于第一實施例，其中相同的部件具有相同的附圖標記，在此將不再詳述。直接噴射器65將氣體燃料直接引入到燃燒室200中，因此不再需要流分配器80。直接噴射器65可以構(gòu)造成在各自的氣缸90中被居中配置或可朝向進給閥40偏移?？商娲?，可以用設(shè)置在缸膛200中的噴射器(未示出)替換直接噴射器65。

通過本文公開的上述技術(shù)，氣體燃料內(nèi)燃機可以比具有相同排量的壓縮點火柴油機運作更好。這使得在不影響功率和轉(zhuǎn)矩的情況下，氣體燃料內(nèi)燃機與先前的內(nèi)燃機相比縮小了尺寸。在一些情況中，可以減少氣缸的數(shù)量，這甚至使得發(fā)動機的尺寸得到大幅縮小，燃油經(jīng)濟性得到增長。

雖然已示出和描述了本發(fā)明的具體構(gòu)件、實施例和應(yīng)用，但是應(yīng)當理解的是，本發(fā)明并不局限于此，因為在不偏離本發(fā)明范圍的情況下，鑒于前述教導(dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出修改。