КАМЕРА СГОРАНИЯ С ТОРОИДАЛЬНЫМ КОРПУСОМ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ РОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности, к камерам сгорания двигателя внутреннего сгорания.
Известна камера сгорания с тороидальным корпусом для двигателя внутреннего сгорания, содержащая в своем теле систему каналов для пропуска охлаждающей жидкости (теплоносителя) (US 1568053).
Недостатками известной камеры являются то, что она имеет повышенную металлоемкость, трудоемкости в изготовлении и сборке, а также сложность в подведении охлаждающего агента.
Известна камера сгорания роторного двигателя внутреннего сгорания, содержащая тороидальный корпус, выполненный из двух соединенных между собой половин, при этом на наружной поверхности каждой половины выполнены ребра, причем корпус имеет крышки с отверстиями для подачи и отвода охлаждающего агента (DE 4428339).
Такая конструкция ребер не обеспечивает интенсивного охлаждения камеры сгорания, а соединение половин тороидального корпуса и крышек с корпусом не имеет достаточной герметичности.
Задачей заявленной полезной модели является устранение указанных недостатков.
Технический результат - повышение надежности двигателя внутреннего сгорания за счет увеличения площади поверхности теплосъема корпуса камеры при одновременном повышении герметичности корпуса.
Это достигается тем, что в известной камере сгорания, преимущественно, для роторного двигателя внутреннего сгорания, содержащей тороидальный корпус, выполненный из двух соединенных между собой половин, на наружной поверхности каждой из которых выполнены ребра, причем корпус имеет крышки с отверстиями для подачи и отвода охлаждающего агента, а полутория и крышки выполнены из материала с одинаковым коэффициентом линейного расширения.
На фиг.1 показан корпус камеры сгорания, вид по оси вала двигателя;
на фиг.2 - то же, разрез в вертикальной плоскости.
Камера 1 сгорания представляет собой единый узел и включает в себя корпус, выполненный из левого 2 и правого 3 полуторий, и крышки 4, 5. Крышки 4,5 крепятся на полуториях 2, 3 с образованием боковых стенок камеры 1 сгорания. Крышки 4 и 5, закрывают наружную поверхность камеры 1 сгорания. Между наружными поверхностями камеры 1 сгорания и корпусом образуется полость. Корпус и крышки соединяются при помощи сквозных шпилек. Тороидальная форма корпуса выбрана исходя из того, что в данном случае тор при равном объеме имеет наименьшую площадь поверхности, что в свою очередь снижает тепловую нагруженность деталей двигателя. Кроме того, снижается материалоемкость деталей камеры сгорания.
Крышки 4, 5 выполнены из материала с коэффициентом термического расширения близким к материалу внутренней части камеры сгорания. Это может быть как один материал для всех деталей (например, алюминиевые сплавы, или же серые чугуны), либо это материалы с близким коэффициентом линейного расширения, например, алюминиевый сплав+различные сочетания оксидной керамики на основе алюминия. На наружной поверхности каждого полутория 2, 3 корпуса выполнены ребра 6, расположенные равномерно и радиально (направлены от оси тора к периферии). Ребра 6 изготовлены как единое целое с полуториями 2, 3, например, отлиты или отфрезерованы. Ребра выполняют следующую функцию: обеспечивают интенсивное охлаждение рабочей камеры 1 сгорания, кроме того, повышают прочность и жесткость тороидальной поверхности рабочей камеры.
В ходе сборки при установке крышек 4, 5 между наружной поверхностью тороидального корпуса с ребрами 6, и поверхностями крышек 4, 5 образуются полости 7, представляющие подковообразные каналы, по которым циркулирует охлаждающий агент. Внутрь полостей охлаждающий агент попадает через отверстия (на чертеже не показаны) с отверстиями для подачи и отвода охлаждающего агента, выполненных в крышках 4, 5. Герметичность стыка между крышками 4, 5 и полуториями 2, 3 достигается за счет применения для изготовления крышек и полуторий материала с одинаковым коэффициентом линейного расширения.
Левое 2 и правое 3 полутория выполнены разъемными в плоскости, перпендикулярной оси тора, и соединены между собой, например, шпильками. Выполнение корпуса камеры 1 сгорания разборным позволяет сформировать полости 7, что обеспечивает снижение материалоемкости конструкции, ее веса и рациональную (без образования застойных зон) циркуляцию охлаждающего агента, при сохранении прочности конструкции.
За счет того, что во внутренней части камеры 1 сгорания, взаимодействующей с рабочим телом машины, имеется корпус с расположенной на его наружной поверхности развитой системы ребер 6, увеличивается механическая прочность корпуса и увеличивается площадь поверхности теплосъема. Крышки 4, 5, позволяющие надежно герметизировать от протечек систему каналов, образующуюся при сборке.
Камера работает следующим образом.
При работе двигателя охлаждающий агент (жидкость или газ) циркулирует через внутренние полости 7 корпуса камеры 1 сгорания, омывая ребра 6, выполненные для увеличения площади теплообмена и повышении механической прочности полуториев 2, 3 корпуса.