本发明涉及天然气发动机,特指一种缸内直喷天然气二气门发动机稀薄分层燃烧室结构,其包括活塞、气缸盖、气缸体、进气门和排气门,其特征在于:活塞顶面设有一个导流凹坑,天然气喷嘴部分安装在气缸盖上,靠近导流凹坑的曲率半径较大部分;火花塞也安装在气缸盖上,位置与天然气喷嘴相对,火花塞靠近导流凹坑曲率半径较小的部分。本发明在凸起的活塞顶部设计导流凹坑8,天然气喷嘴对准导流凹坑8的曲率半径较大部分,与喷射时间及活塞运动相配合,对喷束起到导流作用,与挤压气体流动相配合,使火花塞附近的天然气浓渡较大,在稀薄燃烧时形成不均匀的分层混合气,改善发动机点火性能和燃烧性能。