DE102004028482B4 - Internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Brennkraftmaschine (10) mit einer Turboladervorrichtung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Turbolader (18, 22), deren Verdichter (19, 23) von mit Abgas beaufschlagbaren Turbinen (20, 24) antreibbar sind, wobei der erste Turbolader (18) in einem ersten Abgasstrang (16) einer ersten Gruppe von Auslassventilen (14) der Brennkraftmaschine (10) und ein zweiter Turbolader (22) in einem zweiten Abgasstrang (17) einer zweiten Gruppe von Auslassventilen (15) angeordnet ist, wobei zumindest ein Teil der Zylinder (11) auslassseitig mit beiden Turboladern (18, 22) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichter (19, 23) der Turbolader (18, 22) strömungstechnisch parallel geschaltet sind und zwischen verdichterseitigen Leitungen (31, 33) zur Zuführung von Luft zu Einlassventilen (12, 13) der Zylinder (11) eine Druckregelvorrichtung (40) vorgesehen ist.  Internal combustion engine (10) having a turbocharger device with at least one first and a second turbocharger (18, 22), the compressor (19, 23) of turbochargeable turbines (20, 24) are drivable, wherein the first turbocharger (18) in a first exhaust line (16) of a first group of exhaust valves (14) of the internal combustion engine (10) and a second turbocharger (22) in a second exhaust line (17) of a second group of exhaust valves (15) is arranged, wherein at least a part of the cylinder ( 11) is connected on the outlet side to both turbochargers (18, 22), characterized in that the compressors (19, 23) of the turbocharger (18, 22) are fluidically connected in parallel and between the compressor side lines (31, 33) for supplying air to Inlet valves (12, 13) of the cylinder (11) a pressure regulating device (40) is provided.

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Figure DE102004028482B4_0001

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Der Einsatz von Abgasturboladern zur Aufladung von Otto- und Dieselmotoren ist bekannt. Bei kleinen Drehzahlen und Abgasmassenströmen erfolgt der Ladedruckaufbau mit einer gewissen Verzögerung, und der daraus resultierende verzögerte Momentenaufbau beim Turbomotor ist als „Turboloch“ spürbar. Grundsätzlich wird bei Turbomotoren eine Leistungssteigerung gegenüber Saugmotoren angestrebt. Mit dem Grad der angestrebten Leistungssteigerung nimmt auch die Größe der erforderlichen Turbinen und Verdichter zu, was jedoch mit einer zunehmenden Verzögerung des Momentenaufbaus bei kleinen Drehzahlen und Abgasmassenströmen einhergeht. Die Forderung nach gleichzeitig hoher Leistungssteigerung und kleinem Turboloch bei kleinen Drehzahlen ist mit einem einzelnen Turbolader nur schwer erfüllbar. Daher ist bereits vorgeschlagen worden, zwei Abgasturbolader pro Motor einzusetzen, die aufgrund der kleineren Turbinen und Verdichter, verglichen mit einer Auslegung für einen einzigen Turbolader, ein verbessertes Ansprechverhalten aufweisen. Eine solche Anordnung mit zwei Turboladern ist beispielsweise in der DE 19743667 A1 beschrieben. The use of exhaust gas turbochargers for charging gasoline and diesel engines is known. At low engine speeds and exhaust gas mass flows, the charge pressure buildup takes place with a certain delay, and the resulting delayed torque build-up in the turbocharged engine can be felt as a "turbo lag". Basically, in turbo engines, a performance improvement over naturally aspirated engines is sought. With the degree of desired performance increase also increases the size of the required turbines and compressors, but this is accompanied by an increasing delay of the torque build-up at low speeds and exhaust gas mass flows. The requirement for simultaneously high performance and small turbo lag at low speeds is difficult to fulfill with a single turbocharger. Therefore, it has already been proposed to use two exhaust gas turbochargers per engine, which have improved response due to smaller turbines and compressors compared to a single turbocharger design. Such an arrangement with two turbochargers is for example in the DE 19743667 A1 described.

Die DE 34 39 999 C1 offenbart eine Brennkraftmaschine mit zwei Auslassventilen je Zylinder, wobei ein erstes Auslassventil jedes Zylinders über erste Auslasskanäle mit einer Turbine eines ersten Abgasturboladers und ein zweites Auslassventil jedes Zylinders über von den ersten Kanälen getrennte zweite Kanäle mit einer Turbine eines zweiten Abgasturboladers verbunden sind. Die Verdichter der Turbolader sind seriell angeordnet. The DE 34 39 999 C1 discloses an internal combustion engine having two exhaust valves per cylinder, a first exhaust valve of each cylinder being connected to a turbine of a second exhaust gas turbocharger via first exhaust ports to a turbine of a first exhaust gas turbocharger and a second exhaust valve of each cylinder via second channels separated from the first channels. The compressors of the turbochargers are arranged serially.

Die DE 102 43 473 A1 zeigt eine doppelt mittels Abgasturboladern aufgeladene Brennkraftmaschine, wobei die Verdichter der Abgasturbolader parallel angeordnet sind. Stromaufwärts eines Verdichters ist ein Schaltventil angeordnet. The DE 102 43 473 A1 shows a double turbocharged supercharged by internal combustion engine, the compressors of the exhaust gas turbocharger are arranged in parallel. Upstream of a compressor, a switching valve is arranged.

Die DE 198 34 762 A1 beschreibt eine Brennkraftmaschine mit einem Katalysator und einer Sekundärlufteinrichtung, wobei in der Startphase der Brennkraftmaschine dem Abgasstrom Sekundärluft zugeführt wird, um den Abgasstrom zusätzlich aufzuheizen. The DE 198 34 762 A1 describes an internal combustion engine with a catalytic converter and a secondary air device, wherein secondary air is supplied to the exhaust gas flow in the starting phase of the internal combustion engine in order to additionally heat the exhaust gas flow.

Die US 2004/0061290 A1 offenbart eine Brennkraftmaschine mit einem Katalysator in der Abgasleitung, wobei der Katalysator stromauf der Turbine eines Abgasturboladers angeordnet ist. Stromauf des Katalysators ist eine sauerstoffsensitive Messvorrichtung angeordnet. The US 2004/0061290 A1 discloses an internal combustion engine with a catalyst in the exhaust pipe, wherein the catalyst is arranged upstream of the turbine of an exhaust gas turbocharger. Upstream of the catalyst, an oxygen-sensitive measuring device is arranged.

Die EP 1 396 619 A1 zeigt eine Brennkraftmaschine mit einem ersten Katalysator, welcher stromauf eines zweiten Katalysators in einer Bypassleitung einer Turbine eines Abgasturboladers in der Abgasleitung angeordnet ist. The EP 1 396 619 A1 shows an internal combustion engine having a first catalyst which is arranged upstream of a second catalyst in a bypass line of a turbine of an exhaust gas turbocharger in the exhaust pipe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Momentenaufbau eines Turbomotors bei kleinen Drehzahlen weiter zu verbessern. Object of the present invention is to improve the torque build-up of a turbo engine at low speeds on.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. The object is achieved with the features of claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit einer Turboladervorrichtung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Turbolader, deren Verdichter von mit Abgas beaufschlagbaren Turbinen antreibbar ist, ist der erster Turbolader in einem ersten Abgasstrang einer ersten Gruppe von Auslassventilen der Brennkraftmaschine und der zweite Turbolader in einem zweiten Abgasstrang einer zweiten Gruppe von Auslassventilen angeordnet. Der erste Turbolader ist von den Auslassventilen der ersten Gruppe und der zweite Turbolader von den Auslassventilen der zweiten Gruppe beaufschlagt, wobei zumindest ein Teil, vorzugsweise alle, der Zylinder der Brennkraftmaschine auslassseitig mit beiden Turboladern verbunden ist. Dies bedeutet, dass stets nur ein Teil der Auslassventile zumindest eines Teils der Zylinder einen von wenigstens zwei Turboladern beaufschlagt. In the internal combustion engine according to the invention with a turbocharger device having at least a first and a second turbocharger, the compressor is driven by turbochargeable turbines, the first turbocharger in a first exhaust line of a first group of exhaust valves of the internal combustion engine and the second turbocharger in a second exhaust line of a second group of exhaust valves arranged. The first turbocharger is acted upon by the outlet valves of the first group and the second turbocharger by the exhaust valves of the second group, wherein at least a part, preferably all, of the cylinder of the internal combustion engine is connected on the outlet side to both turbochargers. This means that always only a part of the exhaust valves of at least part of the cylinders acts on one of at least two turbochargers.

Weiter erfindungsgemäß sind die Verdichter der Turbolader parallel geschaltet, insbesondere fördern diese in die gleiche Druckleitung. An einer Zusammenführung von verdichterseitigen Leitungen einer Ansaugvorrichtung ist eine Druckregelvorrichtung vorgesehen, welche gewährleistet, dass ein möglicher unterschiedlicher Ladedruck beider Verdichter in besonderen Betriebszuständen, etwa beim Umschalten der Auslassventile, Störungen verursacht. Die Druckregelvorrichtung kann passiv sein, beispielsweise über ein schwenkbares Element, welches abhängig von den Druckverhältnissen in Strömungsrichtung gesehen vor der Zusammenführung einen gleichen Ladedruck einstellt, oder aktiv über ein oder zwei über Aktoren betätigbare Drosselvorrichtungen, die abhängig von je einem Drucksensor zwischen Verdichter und der Zusammenführung angesteuert werden. Ein weiterer Drucksensor kann stromab der Zusammenführung vorgesehen sein. Vorteilhaft ist, wenn der Druck in den verdichterseitigen Leitungen auf den gleichen Sollwert einregelbar ist. Further according to the invention, the compressors of the turbocharger are connected in parallel, in particular, these promote in the same pressure line. At a merger of compressor-side lines of a suction device, a pressure control device is provided, which ensures that a possible different boost pressure of both compressors in special operating conditions, such as when switching the exhaust valves caused interference. The pressure control device may be passive, for example, via a pivotable element which, depending on the pressure conditions in the flow direction sets before the merge a same boost pressure, or active via one or two operable via actuators throttle devices, depending on a respective pressure sensor between the compressor and the merge be controlled. Another pressure sensor may be provided downstream of the merge. It is advantageous if the pressure in the compressor-side lines can be regulated to the same desired value.

Es ist sinnvoll, zusätzlich Ventilhub und/oder Steuerzeiten der einzelnen Auslassventile eines Zylinders unabhängig voneinander einstellbar vorzusehen. Es sind mindestens zwei Auslassventile pro Zylinder vorgesehen. Bevorzugt sind pro Zylinderkopf mindestens zwei Turbolader, insbesondere genau zwei Turbolader, vorgesehen. Bevorzugt ist die Brennkraftmaschine fremdgezündet, besonders bevorzugt direkteinspritzend ausgebildet. It is useful to provide additional valve lift and / or timing of the individual exhaust valves of a cylinder independently adjustable. At least two exhaust valves per cylinder are provided. Preference is given to pro Cylinder head at least two turbochargers, especially exactly two turbochargers, provided. Preferably, the internal combustion engine is externally ignited, particularly preferably designed direct injection.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments of the invention are specified in subclaims.

Bevorzugt ist der erste Turbolader kleiner ausgelegt als der zweite Turbolader. Sinnvollerweise ist der zweite Turbolader auf die Nennleistung der Brennkraftmaschine ausgelegt. Der erste Turbolader ist insbesondere signifikant kleiner ausgelegt als der zweite Turbolader und so klein dimensioniert, dass ein spontanes Ansprechen und ein zügiger Drehmomentaufbau im unteren Drehzahlbereich gewährleistet ist. Die Turbine des zweiten Turboladers ist vorzugsweise größer auszulegen ist als bei einer vergleichbaren einstufigen Aufladung. Vorteilhaft ist die Abstimmung zwischen den wenigstens beiden Turboladern so gestaltet, dass sich ein harmonischer Übergang zwischen dem Betrieb mit dem ersten und dem zweiten Turbolader ergibt. Günstig ist, den ersten Turbolader dann mit zweiflutiger Turbine als so genannten „Twin-Scroll“-Lader auszuführen, bei dem ein besonders geringer Abgasgegendruck erzielbar ist, wenn die Steuerzeiten für beide Gruppen von Auslassventilen gleich sind, insbesondere wenn keine kurzen Steuerzeiten für die Auslassventile der ersten Gruppe vorgesehen sind, oder wenn zur Erzielung geringer Schadstoffgehalte im Abgasmassenstrom ein spätes Auslass-Schließen angestrebt wird. Preferably, the first turbocharger is designed to be smaller than the second turbocharger. It makes sense that the second turbocharger is designed for the rated output of the internal combustion engine. In particular, the first turbocharger is designed to be significantly smaller than the second turbocharger and dimensioned so small that a spontaneous response and a rapid torque build-up in the lower speed range is ensured. The turbine of the second turbocharger is preferably designed to be larger than in a comparable single-stage charging. Advantageously, the tuning between the at least two turbochargers is designed so that there is a harmonious transition between the operation with the first and the second turbocharger. It is favorable to then execute the first turbocharger with a twin-flow turbine as a so-called "twin-scroll" loader, in which a particularly low exhaust counterpressure is achievable if the control times are the same for both groups of exhaust valves, in particular if no short valve timing for the exhaust valves the first group are provided, or if a late outlet closing is desired to achieve low levels of pollutants in the exhaust gas mass flow.

Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil der den zweiten Turbolader beaufschlagenden Auslassventile abschaltbar ausgebildet, besonders bevorzugt sind alle den zweiten Turbolader beaufschlagenden Auslassventile im Durchfluss wenigstens reduzierbar, idealerweise abschaltbar. Der Vorteil ist, dass bei kleinen Drehzahlen und Abgasmassenströmen das gesamte Abgas ausschließlich den ersten Turbolader bzw. dessen Turbine durchströmt. Die Abschaltung kann in an sich bekannter Form einer Ventildeaktivierung, beispielsweise als Knickpleuel, oder als vollvariabler Ventiltrieb oder dergleichen ausgeführt werden. Preferably, at least a portion of the second turbocharger acting exhaust valves is designed to be switched off, particularly preferably all the second turbocharger acting exhaust valves are at least reduced in flow, ideally switched off. The advantage is that at low speeds and exhaust gas mass flows, the entire exhaust flows through only the first turbocharger or its turbine. The shutdown can be carried out in a conventional form of valve deactivation, for example as a bent connecting rod, or as a fully variable valve train or the like.

In einer günstigen Ausgestaltung können die den ersten Turbolader beaufschlagenden Auslassventile im Durchmesser verschieden von den zweiten Turbolader beaufschlagenden Auslassventile ausgebildet sein. Vorzugsweise weisen diese den ersten Turbolader beaufschlagenden Auslassventile einen kleineren Durchmesser auf. Insbesondere wenn die den ersten Turbolader beaufschlagenden Auslassventile im Durchmesser kleiner ausgebildet sind, kann sich bei Beaufschlagung beider Turbolader eine Aufteilung des Abgasmassenstroms zugunsten des zweiten Abgasturboladers einstellen. Bevorzugt ist der erste Turbolader ohne Bypass-Schaltung, d.h. ohne so genanntes „Waste-Gate“, ausgeführt. In a favorable embodiment, the exhaust valves acting on the first turbocharger may be configured differently in diameter from the exhaust valves acting on the second turbocharger. Preferably, these exhaust valves acting on the first turbocharger have a smaller diameter. In particular, if the exhaust valves acting on the first turbocharger are made smaller in diameter, a distribution of the exhaust gas mass flow in favor of the second exhaust gas turbocharger can be established when the two turbochargers are acted on. Preferably, the first turbocharger without a bypass circuit, i. without so called "waste gate".

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung kann eine Ventilhubkurve und/oder eine Dauer der Ventilöffnung und/oder Steuerzeiten der Auslassventile der ersten Gruppe von denen der Auslassventile der zweiten Gruppe verschieden sein. Bevorzugt weisen die der ersten Gruppe angehörenden, den ersten Turbolader beaufschlagenden Auslassventile kürzere Steuerzeiten auf als die der zweiten Gruppe angehörenden, den zweiten Turbolader beaufschlagenden Auslassventile. In a further favorable embodiment, a valve lift curve and / or a duration of the valve opening and / or control times of the exhaust valves of the first group may be different from those of the exhaust valves of the second group. Preferably, the first group belonging, the first turbocharger acting exhaust valves have shorter timing than the belonging to the second group, the second turbocharger acting exhaust valves.

In einer günstigen Weiterentwicklung sind zur Beaufschlagung des zweiten Turboladers vorgesehene abgeschaltete Auslassventile bei steigendem Abgasmassenstrom schrittweise aktivierbar. Ist dann bei einem Anstieg des Massenstroms, beispielsweise bei einem Beschleunigungsvorgang aus niedriger Drehzahl, das Zuschalten des zweiten Turboladers erforderlich, kann der dynamische Momentenverlauf des zweiten Turboladers verbessert werden. Eine vorteilhafte Betriebsweise ergibt sich, wenn die abschaltbaren Auslassventile schrittweise aktiviert werden, also z.B. bei einem 6-Zylindermotor durch Zuschaltung in sechs, drei oder zwei Schritten zu je einem, zwei bzw. drei Auslassventilen. Zweckmäßigerweise erfolgt die Aktivierung bei einem N-Zylindermotor in N/m-Schritten, wobei m eine ganze Zahl mit 1 ≤ m ≤ N ist. Sinnvollerweise ist das Verhältnis N/m eine ganze Zahl. Die Zuschaltung kann vorzugsweise zeitabhängig und/oder lastabhängig und/oder drehzahlgesteuert oder drehzahlgeregelt abhängig von einem Saugrohrdruck stromab der Verdichter erfolgen. In a favorable further development, switched off exhaust valves provided for acting upon the second turbocharger can be activated stepwise as the exhaust gas mass flow increases. If, in the event of an increase in the mass flow, for example during an acceleration process from a low rotational speed, the connection of the second turbocharger is required, the dynamic torque curve of the second turbocharger can be improved. An advantageous mode of operation results when the turn-off outlet valves are activated step by step, e.g. in a 6-cylinder engine by connecting in six, three or two steps to one, two or three exhaust valves. The activation is expediently carried out in N / m steps in the case of an N-cylinder engine, where m is an integer with 1 ≦ m ≦ N. It makes sense that the ratio N / m is an integer. The connection can preferably be made time-dependent and / or load-dependent and / or speed-controlled or speed-controlled depending on a Saugrohrdruck downstream of the compressor.

In einer günstigen Weiterbildung ist die Auslegung einer Abgasreinigung an die Konfiguration der bevorzugten Turboladervorrichtung angepasst. Vorzugsweise ist in dem ersten Abgasstrang ein erster Abgaskatalysator vorgesehen, bevorzugt ein kleinvolumiger, motornaher Vorkatalysator, der in Abgasströmungsrichtung gesehen vor oder hinter dem ersten Turbolader angeordnet sein kann. In a favorable development, the design of an exhaust gas purification system is adapted to the configuration of the preferred turbocharger device. Preferably, in the first exhaust gas line, a first exhaust gas catalyst is provided, preferably a small volume, close to the engine pre-catalyst, which may be arranged in front of or behind the first turbocharger seen in the exhaust gas flow direction.

Günstig ist, in Abgasströmungsrichtung hinter dem zweiten Turbolader einen zweiten Katalysator nach einer Zusammenführung des ersten und des zweiten Abgasstrangs vorzusehen. Bevorzugt ist der zweite Katalysator ein Hauptkatalysator. Während einer Aufheizphase der Abgasnachbehandlung wird zunächst nur der erste Turbolader beaufschlagt, bis der zweite Katalysator seine vorgebbare Mindest-Betriebstemperatur erreicht hat. Vorteilhaft ergibt sich, dass die geringen Abgasgegendrücke zu Verbesserungen im Brennverfahren führen mit einer daraus resultierenden Verbesserung im Drehmomentanstieg und Verbrauchsvorteilen im Kraftstoffkonsum. Der zweite Turbolader kann in dieser Phase hilfsweise beaufschlagt werden, um den ersten Turbolader zu entlasten, falls der anfallende Abgasmassenstrom zu einem unzulässigen Betriebszustand des ersten Turboladers führen würde. Zweckmäßigerweise ist der zweite Katalysator im Volumen größer als der erste Katalysator, bevorzugt 1,5 mal so groß, doppelt so groß oder viermal so groß. It is favorable, in the exhaust gas flow direction behind the second turbocharger, to provide a second catalytic converter after merging the first and second exhaust gas lines. Preferably, the second catalyst is a main catalyst. During a heating phase of the exhaust aftertreatment initially only the first turbocharger is acted upon until the second catalyst has reached its predetermined minimum operating temperature. Advantageously, it follows that the low exhaust back pressures lead to improvements in the combustion process with a resulting improvement in the torque increase and fuel consumption advantages. The second turbocharger can be acted upon in the alternative in this phase to the first turbocharger relieve, if the resulting exhaust gas mass flow would lead to an impermissible operating state of the first turbocharger. Conveniently, the second catalyst is larger in volume than the first catalyst, preferably 1.5 times as large, twice as large or four times as large.

Aufgrund der bevorzugten Anströmung des ersten Turboladers in der Aufwärmphase kann eine Abgassensorik vereinfacht ausgeführt werden. Vorzugsweise ist stromauf des ersten Katalysators und stromab des zweiten Katalysators jeweils eine sauerstoffsensitive Messvorrichtung vorgesehen. Die erste sauerstoffsensitive Messvorrichtung stromauf des ersten Katalysators kann vor oder hinter dem ersten Turbolader angeordnet sein. Es wird vorteilhafterweise eine Breitband-Lambdasonde eingesetzt. Die zweite sauerstoffsensitive Messvorrichtung stromab des zweiten Katalysators kann vorzugsweise zur Trimmregelung als Lambda-Sonde mit einer Sprungantwort ausgebildet sein. Zur Einzelüberwachung der Katalysatoren und/oder einer gesteigerten Abgasüberwachung kann eine dritte sauerstoffsensitive Messvorrichtung stromab des ersten Katalysators und stromauf des zweiten Katalysators vorgesehen sein. Eine günstige Einbauposition der dritten sauerstoffsensitiven Messvorrichtung ist nach der Zusammenführung der beiden Abgasstränge. Stromab des zweiten Turboladers und stromauf der Zusammenführung ist keine sauerstoffsensitive Messvorrichtung erforderlich. Due to the preferred flow of the first turbocharger in the warm-up phase, an exhaust gas sensor can be simplified. Preferably, an oxygen-sensitive measuring device is provided upstream of the first catalyst and downstream of the second catalyst. The first oxygen-sensitive measuring device upstream of the first catalytic converter may be arranged in front of or behind the first turbocharger. It is advantageously used a broadband lambda probe. The second oxygen-sensitive measuring device downstream of the second catalyst can preferably be designed for trim regulation as a lambda probe with a step response. For individual monitoring of the catalysts and / or increased exhaust gas monitoring, a third oxygen-sensitive measuring device may be provided downstream of the first catalyst and upstream of the second catalyst. A favorable installation position of the third oxygen-sensitive measuring device is after the merging of the two exhaust gas lines. Downstream of the second turbocharger and upstream of the merge, no oxygen sensitive sensing device is required.

Ist eine Sekundärluftzuleitung im Abgas notwendig, kann diese vorzugsweise nur im ersten Abgasstrang vorgesehen sein. Eine günstige Einbaulage ist stromab der den ersten Turbolader beaufschlagenden Auslassventile und stromauf des ersten motornahen Katalysators. Diese Konfiguration zeigt insbesondere bei einem Längseinbau weitere Vorteile, da für einen schnellen Momentenaufbau keine kurzen Wege zu dem ersten und zweiten Turbolader erforderlich sind. Es ist zweckmäßig, eine Abgaszuführung zum ersten Turbolader so kurz wie möglich zu halten, während der zweite Turbolader weiter beabstandet sein kann. In Fahrtrichtung kann der zweite Turbolader somit weiter hinten liegen als der erste Turbolader, was beim Längseinbau deutliche Bauraumvorteile bringt. If a secondary air supply line in the exhaust gas is necessary, this can preferably be provided only in the first exhaust gas line. A favorable installation position is downstream of the first turbocharger acting exhaust valves and upstream of the first close-coupled catalyst. This configuration shows further advantages, in particular in the case of a longitudinal installation, since no short paths to the first and second turbochargers are required for rapid torque build-up. It is expedient to keep an exhaust gas feed to the first turbocharger as short as possible, while the second turbocharger may be further spaced apart. In the direction of travel, the second turbocharger can thus be located further back than the first turbocharger, which brings significant space advantages in longitudinal installation.

In einer günstigen alternativen Ausgestaltung können die Verdichter der Turbolader in Serie geschaltet sein, wobei sich die Druckverhältnisse der Turbolader multiplizieren. Damit ist ein hoher Ladedruck erreichbar. Vorzugsweise ist der erste Turbolader bei Nennleistung abschaltbar, um eine Überlastung des ersten Turboladers zu vermeiden. Zweckmäßigerweise sind die Auslassventile beider Gruppen von Auslassventilen abschaltbar, um zur Schonung des abgeschalteten ersten Turboladers dessen Turbine von Abgas freizuhalten. In a favorable alternative embodiment, the turbocharger compressors may be connected in series, with the pressure ratios of the turbochargers multiplying. This achieves a high boost pressure. Preferably, the first turbocharger is switched off at rated power to avoid overloading the first turbocharger. Expediently, the exhaust valves of both groups of exhaust valves can be switched off in order to protect the turbine from exhaust gas in order to protect the deactivated first turbocharger.

Die erfindungsgemäße Turboladervorrichtung kann sowohl bei Motoren mit gerader als auch mit ungerader Zylinderzahl vorgesehen sein, ebenso können auch mehr als nur ein Zylinderkopf vorgesehen sein. Bevorzugt sind genau zwei Turbolader je Zylinderkopf vorgesehen. So kann auch an einem Motor mit ungerader Zylinderzahl, beispielsweise einem 5-Zylindermotor, eine Anordnung mit zwei Turboladern realisiert werden. The turbocharger device according to the invention can be provided both in engines with even and odd cylinder number, as well as more than just a cylinder head can be provided. Preferably, exactly two turbochargers per cylinder head are provided. Thus, an arrangement with two turbochargers can also be realized on an engine with an odd number of cylinders, for example a 5-cylinder engine.

Weitere Ausbildungsformen und Aspekte der Erfindung werden unabhängig von einer Zusammenfassung in den Patentansprüchen ohne Beschränkung der Allgemeinheit im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen Further embodiments and aspects of the invention are explained in greater detail below with reference to a drawing, independently of a summary in the patent claims without limiting the generality. Show

1 eine bevorzugte Turboladervorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem 6-Zylindermotor mit zwei Turboladern mit Ventilabschaltung sowie einer Anordnung von sauerstoffsensitiven Messvorrichtungen und einer Sekundärlufteinblasung; 1 a preferred turbocharger apparatus according to a first embodiment with a 6-cylinder engine with two turbochargers with valve shutdown and an arrangement of oxygen-sensitive measuring devices and a secondary air injection;

2 eine bevorzugte Turboladervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel mit Längseinbau der Turbolader; 2 a preferred turbocharger apparatus according to the first embodiment with longitudinal installation of the turbocharger;

3 eine bevorzugte Turboladervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel mit Ansaugvorrichtung; 3 a preferred turbocharger apparatus according to the first embodiment with suction device;

4 eine bevorzugte Druckregelvorrichtung für die Ansaugvorrichtung in 3; 4 a preferred pressure control device for the suction in 3 ;

5 eine bevorzugte Turboladervorrichtung mit einem 4-Zylindermotor; 5 a preferred turbocharger device with a 4-cylinder engine;

6 eine bevorzugte Turboladervorrichtung mit einem 5-Zylindermotor. 6 a preferred turbocharger device with a 5-cylinder engine.

1 zeigt zur Veranschaulichung der Erfindung eine Turboladervorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer als 6-Zylindermotor ausgebildeten Brennkraftmaschine 10, deren Zylinder 11 jeweils zwei Einlassventile 12 und 13 sowie mindestens zwei Auslassventile 14 und 15 aufweisen. Die Brennkraftmaschine 10 weist einen Zylinderkopf auf. Bei einer Brennkraftmaschine 10 mit mehreren Zylinderköpfen sind vorzugsweise pro Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 10 zwei Turbolader 18 und 22 vorgesehen, besonders bevorzugt sind genau zwei Turbolader je Zylinderkopf vorgesehen. 1 shows to illustrate the invention, a turbocharger apparatus according to a first embodiment with an engine designed as a 6-cylinder engine 10 whose cylinder 11 two intake valves each 12 and 13 and at least two exhaust valves 14 and 15 exhibit. The internal combustion engine 10 has a cylinder head. In an internal combustion engine 10 with multiple cylinder heads are preferably per cylinder head of the engine 10 two turbochargers 18 and 22 provided, more preferably exactly two turbochargers per cylinder head are provided.

Details zu einer Ansaugvorrichtung, welche die Verdichter 19 und 23 versorgt, sind in dieser Figur nicht dargestellt. Bei mehreren gleichartigen Elementen ist jeweils nur eines mit Bezugzeichen versehen. Weiterhin werden in den verschiedenen Figuren der Zeichnung für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet. Details of a suction device containing the compressors 19 and 23 supplied, are not shown in this figure. For several similar elements only one is provided with reference numerals. Furthermore, the same reference numerals are used in the various figures of the drawing for the same elements.

Die Auslassventile 14 und 15 bilden zwei Gruppen von Auslassventilen 14, 15. Die erste Gruppe von Auslassventilen 14 ist mit einer Sammelleitung eines ersten Abgasstrangs 16 und die zweite Gruppe von Auslassventilen 15 ist mit einer Sammelleitung eines zweiten Abgasstrangs 17 verbunden. In dem ersten Abgasstrang 16 ist ein erster Turbolader 18 mit einem Verdichter 19 und einer Turbine 20 angeordnet. Die Turbine 20 wird von einem Abgasmassenstrom der der ersten Gruppe zugehörigen Auslassventile 14 beaufschlagt und treibt den Verdichter 19 an. In dem zweiten Abgasstrang 17 ist ein zweiter Turbolader 22 mit einem Verdichter 23 und einer Turbine 24 angeordnet. Die Turbine 24 wird von einem Abgasmassenstrom der der zweiten Gruppe zugehörigen Auslassventile 15 beaufschlagt und treibt den Verdichter 23 an. The exhaust valves 14 and 15 form two groups of exhaust valves 14 . 15 , The first group of exhaust valves 14 is with a manifold of a first exhaust line 16 and the second group of exhaust valves 15 is with a manifold of a second exhaust line 17 connected. In the first exhaust system 16 is a first turbocharger 18 with a compressor 19 and a turbine 20 arranged. The turbine 20 is from an exhaust gas mass flow of the first group associated exhaust valves 14 pressurizes and drives the compressor 19 at. In the second exhaust system 17 is a second turbocharger 22 with a compressor 23 and a turbine 24 arranged. The turbine 24 is from an exhaust gas mass flow of the second group associated exhaust valves 15 pressurizes and drives the compressor 23 at.

Wenigstens ein Teil der den zweiten Turbolader 22 beaufschlagenden Auslassventile 15 ist abschaltbar ausgebildet, vorzugsweise sind alle Auslassventile 15 abschaltbar. Bei kleinen Drehzahlen der Brennkraftmaschine 10 ist im Wesentlichen nur die Turbine 20 des ersten Turboladers 18 von Abgas durchströmt, die von den Auslassventilen 14 beaufschlagt wird. Die zur Beaufschlagung des zweiten Turboladers 22 vorgesehenen abgeschalteten Auslassventile 15 sind bei steigendem Abgasmassenstrom schrittweise aktivierbar. Dies kann beispielsweise über ein nicht dargestelltes Motorsteuergerät erfolgen. Wird jedes abgeschaltete Auslassventil 15 einzeln aktiviert, erfolgt dies in sechs Schritten. Werden die Auslassventile 15 paarweise aktiviert, sind drei Schritte, werden jeweils drei Auslassventile 15 aktiviert, sind zwei Schritte zur vollständigen Aktivierung aller Auslassventile 15 notwendig. Eine Ventilhubkurve und/oder Steuerzeiten der Auslassventile 14 der ersten Gruppe kann von denen der Auslassventile 15 der zweiten Gruppe verschieden sein. At least part of the second turbocharger 22 acting exhaust valves 15 is designed switchable, preferably all exhaust valves 15 switched off. At low speeds of the internal combustion engine 10 is essentially just the turbine 20 the first turbocharger 18 Exhaust gas flows through from the exhaust valves 14 is charged. The for charging the second turbocharger 22 provided shutdown exhaust valves 15 are gradually activated with increasing exhaust gas mass flow. This can be done for example via an unillustrated engine control unit. Will any shut off exhaust valve 15 activated individually, this is done in six steps. Be the exhaust valves 15 activated in pairs, are three steps, each will have three exhaust valves 15 are two steps to fully activate all the exhaust valves 15 necessary. A valve lift curve and / or timing of the exhaust valves 14 The first group may differ from those of the exhaust valves 15 be different from the second group.

Jeder der Zylinder 11 ist über seine Auslassventile 14, 15 mit beiden Turboladern 18 und 22 verbunden. Der erste Turbolader 18 ist vorzugsweise kleiner ausgelegt als der zweite Turbolader 22, wobei der zweite Turbolader 22 auf die Nennleistung der Brennkraftmaschine 10 ausgelegt ist. Die Turbine 24 des zweiten Turboladers 22 ist größer ausgelegt als bei einer vergleichbaren einstufigen Aufladung. Die den ersten Turbolader 18 beaufschlagenden Auslassventile 14 sind im Durchmesser verschieden, vorzugsweise kleiner, ausgebildet als die den zweiten Turbolader 22 beaufschlagenden Auslassventile 15. Each of the cylinders 11 is about his exhaust valves 14 . 15 with both turbochargers 18 and 22 connected. The first turbocharger 18 is preferably designed smaller than the second turbocharger 22 , where the second turbocharger 22 on the rated power of the internal combustion engine 10 is designed. The turbine 24 of the second turbocharger 22 is designed larger than a comparable one-stage charging. The first turbocharger 18 acting exhaust valves 14 are different in diameter, preferably smaller, than the second turbocharger 22 acting exhaust valves 15 ,

Optional kann eine Sekundärluftzuleitung 28 mit in jede Verbindungsleitung der ersten Gruppe der Auslassventile 14 zur Sammelleitung des ersten Abgasstrangs 16 ragenden Zuführungen 29 vorgesehen sein. In dem ersten Abgasstrang 16 ist ein erster Abgaskatalysator 25 vorgesehen. In Abgasströmungsrichtung hinter dem zweiten Turbolader 22 ist ein zweiter Katalysator 26 nach einer Zusammenführung 27 der Sammelleitungen des ersten und dem zweiten Abgasstrangs 16 und 17 vorgesehen. Stromauf des ersten Katalysators 25 und stromab des zweiten Katalysators 26 jeweils eine sauerstoffsensitive Messvorrichtung 41 und 42 vorgesehen. Die sauerstoffsensitive Messvorrichtung 41 umfasst vorzugsweise eine Breitband-Lambdasonde, während die sauerstoffsensitive Messvorrichtung 42 vorzugsweise eine Lambdasonde mit Sprungantwort umfasst. Es kann auch eine dritte sauerstoffsensitive Messvorrichtung 43 stromab des ersten Katalysators 25 vor oder nach der Zusammenführung 27 vorgesehen sein, insbesondere vor der Zusammenführung 27. Optionally, a secondary air supply line 28 with in each connecting line of the first group of exhaust valves 14 to the manifold of the first exhaust line 16 protruding feeders 29 be provided. In the first exhaust system 16 is a first catalytic converter 25 intended. In the exhaust gas flow direction behind the second turbocharger 22 is a second catalyst 26 after a merge 27 the manifolds of the first and second exhaust line 16 and 17 intended. Upstream of the first catalyst 25 and downstream of the second catalyst 26 in each case an oxygen-sensitive measuring device 41 and 42 intended. The oxygen-sensitive measuring device 41 preferably includes a broadband lambda probe while the oxygen sensing measuring device 42 preferably comprises a lambda probe with step response. It can also be a third oxygen-sensitive measuring device 43 downstream of the first catalyst 25 before or after the merge 27 be provided, in particular before the merger 27 ,

Die bevorzugte Ausgestaltung in 2 zeigt eine Anordnung nach dem Ausführungsbeispiel der 1, die von ihrem benötigten geringen Bauraum her gesehen besonders für einen Längseinbau geeignet ist. Details wie eine möglicherweise vorhandene Sekundärluftzuleitung, eine Ansaugvorrichtung oder eine Abgassensorik sind nicht dargestellt. The preferred embodiment in 2 shows an arrangement according to the embodiment of 1 , which is particularly suitable for longitudinal installation, seen from their required small space. Details such as a possibly existing secondary air supply line, a suction device or an exhaust gas sensor system are not shown.

In Fahrtrichtung gesehen liegt der zweite Turbolader 22 hinter dem ersten Turbolader 18. Der Abgasstrang 16 zum ersten Turbolader 18 kann deutlich kürzer ausgeführt werden als zum zweiten Turbolader 22, dessen Länge des Abgasstrangs 17 unkritisch ist. Der erste Turbolader 18, der erste Katalysator 25, der zweite Turbolader 22 und er zweite Katalysator 26 sind in dieser Reihenfolge sequentiell angeordnet. Seen in the direction of travel is the second turbocharger 22 behind the first turbocharger 18 , The exhaust system 16 to the first turbocharger 18 can be made significantly shorter than the second turbocharger 22 whose length of the exhaust line 17 is not critical. The first turbocharger 18 , the first catalyst 25 , the second turbocharger 22 and he second catalyst 26 are arranged sequentially in this order.

3 verdeutlicht eine Ansaugvorrichtung einer Anordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Details wie eine möglicherweise vorhandene Sekundärluftzuleitung oder eine Abgassensorik sind nicht dargestellt. Der Verdichter 19 des ersten Turboladers 18 wird über eine Ansaugleitung 30 mit Zuluft versorgt, die über eine Druckleitung 31 und eine Verteilerleitung 38 an die Einlassventile 12, 13 geleitet wird. Der Verdichter 23 des zweiten Turboladers 22 wird über eine Ansaugleitung 32 mit Zuluft versorgt, die über eine Druckleitung 33 und eine Verteilerleitung 38 an die Einlassventile 12, 13 geleitet wird. Die beiden Druckleitungen 31 und 33 münden in einer Zusammenführung 34 in die Verteilerleitung 38, die über Zuführungen 36, 37 die komprimierte Luft an die Einlassventile 12, 13 der Zylinder 11 verteilt. 3 illustrates a suction device of an arrangement according to the first embodiment. Details such as a possibly existing secondary air supply line or an exhaust gas sensor system are not shown. The compressor 19 the first turbocharger 18 is via a suction line 30 supplied with supply air via a pressure line 31 and a distribution line 38 to the intake valves 12 . 13 is directed. The compressor 23 of the second turbocharger 22 is via a suction line 32 supplied with supply air via a pressure line 33 and a distribution line 38 to the intake valves 12 . 13 is directed. The two pressure lines 31 and 33 lead to a merger 34 into the distribution line 38 that have feeders 36 . 37 the compressed air to the intake valves 12 . 13 the cylinder 11 distributed.

Prinzipiell können die Verdichter 19 und 23 der Turbolader 18 und 22 in Serie geschaltet sein, wobei der erste Turbolader 18 bei Nennleistung abschaltbar ausgeführt ist. Dabei ist es zweckmäßig, die Auslassventile 14, 15 der ersten und der zweiten Gruppe abschaltbar zu gestalten. In principle, the compressors 19 and 23 the turbocharger 18 and 22 be connected in series, with the first turbocharger 18 designed to be switched off at rated power. It is expedient, the exhaust valves 14 . 15 the first and the second group can be switched off.

Alternativ können die Verdichter 19 und 23 der Turbolader 18 und 22 parallel geschaltet sein, wobei an der Zusammenführung 34 der verdichterseitigen Druckleitungen 31 und 33 eine Druckregelvorrichtung 40 vorgesehen ist, um mögliche Ladedruckunterschiede der beiden Verdichter 19, 23 auszugleichen. Diese Schaltung der Verdichter 19 und 23 ist bevorzugt. 4 verdeutlicht in einer schematischen Darstellung die Druckregelvorrichtung 40. An der Zusammenführung 34 ist eine Klappe 35 vorgesehen, die stufenlos bewegbar und aktiv oder passiv ansteuerbar ist. Durch teilweise Versperrung der beiden Druckleitungen 31 und 33 werden beide Druckleitungen 31, 33 auf den höheren der beiden Ladedrücke eingeregelt, wozu in jeder der Druckleitungen 31, 33 jeweils ein Drucksensor P1 bzw. P2 vorgesehen ist. In der Verteilerleitung 38 kann optional ein dritter Drucksensor P3 vorgesehen sein. Alternatively, the compressors 19 and 23 the turbocharger 18 and 22 be connected in parallel, taking part in the merge 34 of the Compressor-side pressure lines 31 and 33 a pressure control device 40 is provided to possible boost pressure differences of the two compressors 19 . 23 compensate. This circuit of the compressor 19 and 23 is preferred. 4 illustrates in a schematic representation of the pressure control device 40 , At the merger 34 is a flap 35 provided, which is continuously movable and active or passive controllable. By partially obstructing the two pressure lines 31 and 33 Both are pressure lines 31 . 33 adjusted to the higher of the two boost pressures, including in each of the pressure lines 31 . 33 in each case a pressure sensor P1 or P2 is provided. In the distribution line 38 Optionally, a third pressure sensor P3 may be provided.

Die Anordnung in 5 stellt eine bevorzugte Turboladervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für eine als 4-Zylindermotor ausgebildete Brennkraftmaschine 10 dar. Details zu einer Sekundärluftzuleitung oder einer Ansaugvorrichtung oder einer Abgassensorik sind nicht dargestellt. Vorzugsweise ist die Brennkraftmaschine 10 ein Reihenmotor oder ein VR-Motor. Die Brennkraftmaschine 10 weist einen Zylinderkopf auf. Zylinder 11 der Brennkraftmaschine 10 weisen jeweils zwei Einlassventile 12 und 13 sowie mindestens zwei Auslassventile 14 und 15 auf. Bei einer Brennkraftmaschine 10 mit mehreren Zylinderköpfen sind vorzugsweise pro Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 10 zwei Turbolader 18 und 22 vorgesehen, besonders bevorzugt sind genau zwei Turbolader 18, 22 je Zylinderkopf vorgesehen. The arrangement in 5 illustrates a preferred turbocharger device according to a second embodiment of an engine designed as a 4-cylinder engine 10 Details of a secondary air supply line or a suction device or an exhaust gas sensor are not shown. Preferably, the internal combustion engine 10 an inline engine or a VR engine. The internal combustion engine 10 has a cylinder head. cylinder 11 the internal combustion engine 10 each have two inlet valves 12 and 13 and at least two exhaust valves 14 and 15 on. In an internal combustion engine 10 with multiple cylinder heads are preferably per cylinder head of the engine 10 two turbochargers 18 and 22 provided, particularly preferred are exactly two turbochargers 18 . 22 provided per cylinder head.

Die Auslassventile 14 und 15 bilden zwei Gruppen von Auslassventilen 14, 15. Die erste Gruppe von Auslassventilen 14 ist mit einer Sammelleitung eines ersten Abgasstrangs 16 und die zweite Gruppe von Auslassventilen 15 ist mit einer Sammelleitung eines zweiten Abgasstrangs 17 verbunden. In dem ersten Abgasstrang 16 ist ein erster Turbolader 18 mit einem Verdichter 19 und einer Turbine 20 angeordnet. Die Turbine 20 wird von einem Abgasmassenstrom der der ersten Gruppe zugehörigen Auslassventile 14 beaufschlagt und treibt den Verdichter 19 an. In dem zweiten Abgasstrang 17 ist ein zweiter Turbolader 22 mit einem Verdichter 23 und einer Turbine 24 angeordnet. Die Turbine 24 wird von einem Abgasmassenstrom der der zweiten Gruppe zugehörigen Auslassventile 15 beaufschlagt und treibt den Verdichter 23 an. The exhaust valves 14 and 15 form two groups of exhaust valves 14 . 15 , The first group of exhaust valves 14 is with a manifold of a first exhaust line 16 and the second group of exhaust valves 15 is with a manifold of a second exhaust line 17 connected. In the first exhaust system 16 is a first turbocharger 18 with a compressor 19 and a turbine 20 arranged. The turbine 20 is from an exhaust gas mass flow of the first group associated exhaust valves 14 pressurizes and drives the compressor 19 at. In the second exhaust system 17 is a second turbocharger 22 with a compressor 23 and a turbine 24 arranged. The turbine 24 is from an exhaust gas mass flow of the second group associated exhaust valves 15 pressurizes and drives the compressor 23 at.

Wenigstens ein Teil der den zweiten Turbolader 22 beaufschlagenden Auslassventile 15, vorzugsweise alle, ist abschaltbar ausgebildet. Bei kleinen Drehzahlen der Brennkraftmaschine 10 ist im Wesentlichen nur die Turbine 20 des ersten Turboladers 18 von Abgas durchströmt. Die zur Beaufschlagung des zweiten Turboladers 22 vorgesehenen abgeschalteten Auslassventile 15 sind bei steigendem Abgasmassenstrom schrittweise aktivierbar. Dies kann beispielsweise über ein nicht dargestelltes Motorsteuergerät erfolgen. Wird jedes abgeschaltete Auslassventil 15 einzeln aktiviert, erfolgt dies in vier Schritten. Werden die Auslassventile 15 paarweise aktiviert, sind zwei Schritte notwendig. At least part of the second turbocharger 22 acting exhaust valves 15 , preferably all, is designed to be switched off. At low speeds of the internal combustion engine 10 is essentially just the turbine 20 the first turbocharger 18 flows through exhaust gas. The for charging the second turbocharger 22 provided shutdown exhaust valves 15 are gradually activated with increasing exhaust gas mass flow. This can be done for example via an unillustrated engine control unit. Will any shut off exhaust valve 15 activated individually, this is done in four steps. Be the exhaust valves 15 activated in pairs, two steps are necessary.

Die für das erste Ausführungsbeispiel genannten Merkmale und Varianten gelten hier entsprechend. Weiterhin gelten die Ausführungen sinngemäß auch für Brennkraftmaschinen 10 mit einem 8-Zylindermotor mit zwei Zylinderköpfen und entsprechend 4 Turboladern 18, 22 sowie 16-Zylindermotoren mit zwei oder vier Zylinderköpfen und entsprechend vier oder acht Turboladern 18, 22. The features and variants mentioned for the first embodiment apply here accordingly. Furthermore, the statements apply mutatis mutandis to internal combustion engines 10 with an 8-cylinder engine with two cylinder heads and 4 turbochargers 18 . 22 and 16-cylinder engines with two or four cylinder heads and four or eight turbochargers 18 . 22 ,

Wie aus 6 ersichtlich, kann gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel eine bevorzugte auslassventilbezogene Turboladervorrichtung mit zwei Turboladern 18, 22 auch für eine Brennkraftmaschine 10 mit ungerader Zylinderzahl und einem einzigen Zylinderkopf eingesetzt werden. How out 6 can be seen, according to a third embodiment, a preferred exhaust valve related turbocharger device with two turbochargers 18 . 22 also for an internal combustion engine 10 be used with odd number of cylinders and a single cylinder head.

Im Ausführungsbeispiel ist die Brennkraftmaschine als 5-Zylindermotor ausgebildet. Zylinder 11 der Brennkraftmaschine 10 weisen jeweils zwei Einlassventile 12 und 13 sowie mindestens zwei Auslassventile 14 und 15 auf. Details zu einer Sekundärluftzuleitung und/oder einer Ansaugvorrichtung und/oder einer Abgassensorik sind nicht dargestellt. Bei einer Brennkraftmaschine 10 mit mehreren Zylinderköpfen sind vorzugsweise pro Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 10 zwei Turbolader 18 und 22 vorgesehen, besonders bevorzugt sind genau zwei Turbolader je Zylinderkopf vorgesehen. In the exemplary embodiment, the internal combustion engine is designed as a 5-cylinder engine. cylinder 11 the internal combustion engine 10 each have two inlet valves 12 and 13 and at least two exhaust valves 14 and 15 on. Details of a secondary air supply line and / or an intake device and / or an exhaust gas sensor system are not shown. In an internal combustion engine 10 with multiple cylinder heads are preferably per cylinder head of the engine 10 two turbochargers 18 and 22 provided, more preferably exactly two turbochargers per cylinder head are provided.

Die Auslassventile 14 und 15 bilden zwei Gruppen von Auslassventilen 14, 15. Die erste Gruppe von Auslassventilen 14 ist mit einer Sammelleitung eines ersten Abgasstrangs 16 und die zweite Gruppe von Auslassventilen 15 ist mit einer Sammelleitung eines zweiten Abgasstrangs 17 verbunden. In dem ersten Abgasstrang 16 ist ein erster Turbolader 18 mit einem Verdichter 19 und einer Turbine 20 angeordnet. Die Turbine 20 wird von einem Abgasmassenstrom der der ersten Gruppe zugehörigen Auslassventile 14 beaufschlagt und treibt den Verdichter 19 an. In dem zweiten Abgasstrang 17 ist ein zweiter Turbolader 22 mit einem Verdichter 23 und einer Turbine 24 angeordnet. Die Turbine 24 wird von einem Abgasmassenstrom der der zweiten Gruppe zugehörigen Auslassventile 15 beaufschlagt und treibt den Verdichter 23 an. The exhaust valves 14 and 15 form two groups of exhaust valves 14 . 15 , The first group of exhaust valves 14 is with a manifold of a first exhaust line 16 and the second group of exhaust valves 15 is with a manifold of a second exhaust line 17 connected. In the first exhaust system 16 is a first turbocharger 18 with a compressor 19 and a turbine 20 arranged. The turbine 20 is from an exhaust gas mass flow of the first group associated exhaust valves 14 pressurizes and drives the compressor 19 at. In the second exhaust system 17 is a second turbocharger 22 with a compressor 23 and a turbine 24 arranged. The turbine 24 is from an exhaust gas mass flow of the second group associated exhaust valves 15 pressurizes and drives the compressor 23 at.

Die für das erste und zweite Ausführungsbeispiel genannten Merkmale und Varianten gelten hier entsprechend. The features and variants mentioned for the first and second embodiments apply here accordingly.

Claims (24)

Brennkraftmaschine (10) mit einer Turboladervorrichtung mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Turbolader (18, 22), deren Verdichter (19, 23) von mit Abgas beaufschlagbaren Turbinen (20, 24) antreibbar sind, wobei der erste Turbolader (18) in einem ersten Abgasstrang (16) einer ersten Gruppe von Auslassventilen (14) der Brennkraftmaschine (10) und ein zweiter Turbolader (22) in einem zweiten Abgasstrang (17) einer zweiten Gruppe von Auslassventilen (15) angeordnet ist, wobei zumindest ein Teil der Zylinder (11) auslassseitig mit beiden Turboladern (18, 22) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichter (19, 23) der Turbolader (18, 22) strömungstechnisch parallel geschaltet sind und zwischen verdichterseitigen Leitungen (31, 33) zur Zuführung von Luft zu Einlassventilen (12, 13) der Zylinder (11) eine Druckregelvorrichtung (40) vorgesehen ist. Internal combustion engine ( 10 ) with a turbocharger device having at least a first and a second turbocharger ( 18 . 22 ), whose compressor ( 19 . 23 ) of exhaust gas turbines ( 20 . 24 ) are drivable, wherein the first turbocharger ( 18 ) in a first exhaust gas line ( 16 ) of a first group of exhaust valves ( 14 ) of the internal combustion engine ( 10 ) and a second turbocharger ( 22 ) in a second exhaust line ( 17 ) of a second group of exhaust valves ( 15 ) is arranged, wherein at least a part of the cylinder ( 11 ) on the exhaust side with both turbochargers ( 18 . 22 ), characterized in that the compressors ( 19 . 23 ) the turbocharger ( 18 . 22 ) are connected in parallel in terms of flow and between compressor-side lines ( 31 . 33 ) for supplying air to intake valves ( 12 . 13 ) the cylinder ( 11 ) a pressure control device ( 40 ) is provided. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine fremdzündende Ausgestaltung.  Internal combustion engine according to claim 1, characterized by a spark ignition design. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Turbolader (18) kleiner ausgelegt ist als der zweite Turbolader (22). Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the first turbocharger ( 18 ) is smaller than the second turbocharger ( 22 ). Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Turbolader (22) auf die Nennleistung der Brennkraftmaschine (10) ausgelegt ist. Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the second turbocharger ( 22 ) to the rated power of the internal combustion engine ( 10 ) is designed. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der den zweiten Turbolader (22) beaufschlagenden Auslassventile (15) im Durchfluss reduzierbar ausgebildet ist. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the second turbocharger ( 22 ) acting exhaust valves ( 15 ) is formed reducible in flow. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil der den zweiten Turbolader beaufschlagenden Auslassventile (15) abschaltbar ausgebildet ist. Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the part of the second turbocharger acting exhaust valves ( 15 ) is designed to be switched off. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den ersten Turbolader (18) beaufschlagenden Auslassventile (14) im Durchmesser verschieden von den den zweiten Turbolader (22) beaufschlagenden Auslassventilen (15) ausgebildet sind. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the first turbocharger ( 18 ) acting exhaust valves ( 14 ) in diameter different from the second turbocharger ( 22 ) acting exhaust valves ( 15 ) are formed. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den ersten Turbolader (18) beaufschlagenden Auslassventile (14) im Durchmesser kleiner als die den zweiten Turbolader (22) beaufschlagenden Auslassventilen (15) ausgebildet sind. Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the first turbocharger ( 18 ) acting exhaust valves ( 14 ) smaller in diameter than the second turbocharger ( 22 ) acting exhaust valves ( 15 ) are formed. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilhub und/oder Steuerzeiten der Auslassventile (14) der ersten Gruppe von einem Ventilhub und/oder Steuerzeiten der Auslassventile (15) der zweiten Gruppe verschieden sind. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a valve lift and / or control times of the exhaust valves ( 14 ) of the first group of a valve lift and / or timing of the exhaust valves ( 15 ) of the second group are different. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beaufschlagung des zweiten Turboladers (22) vorgesehene abgeschaltete Auslassventile (15) bei steigendem Abgasmassenstrom schrittweise aktivierbar sind. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that for acting on the second turbocharger ( 22 ) provided shutdown exhaust valves ( 15 ) are gradually activated with increasing exhaust gas mass flow. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung bei einem N-Zylindermotor in N/m-Schritten erfolgt, wobei m eine ganze Zahl mit 1 ≤ m ≤ N ist. Internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the activation takes place in an N-cylinder engine in N / m steps, where m is an integer with 1 ≤ m ≤ N. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro Zylinderkopf zwei Turbolader (18, 22) vorgesehen sind. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that per cylinder head two turbochargers ( 18 . 22 ) are provided. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Turbolader (18, 22) bypassklappenfrei ausgebildet ist. Internal combustion engine according to claim 12, characterized in that one of the turbochargers ( 18 . 22 ) is designed without bypass valve. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Turbolader (18) bypassklappenfrei ausgebildet ist. Internal combustion engine according to claim 13, characterized in that the first turbocharger ( 18 ) is designed without bypass valve. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Abgasstrang (16) ein erster Abgaskatalysator (25) vorgesehen ist. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that in the first exhaust gas line ( 16 ) a first catalytic converter ( 25 ) is provided. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abgaskatalysator (25) stromauf des Turboladers (18) vorgesehen ist. Internal combustion engine according to claim 15, characterized in that the first catalytic converter ( 25 ) upstream of the turbocharger ( 18 ) is provided. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abgaskatalysator (25) stromab des Turboladers (18) vorgesehen ist. Internal combustion engine according to claim 15, characterized in that the first catalytic converter ( 25 ) downstream of the turbocharger ( 18 ) is provided. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in Abgasströmungsrichtung hinter dem zweiten Turbolader (22) ein zweiter Katalysator (26) nach einer Zusammenführung (27) des ersten und dem zweiten Abgasstrangs (16, 17) vorgesehen ist. Internal combustion engine according to one of claims 15 to 17, characterized in that in the exhaust gas flow direction behind the second turbocharger ( 22 ) a second catalyst ( 26 ) after a merge ( 27 ) of the first and the second exhaust line ( 16 . 17 ) is provided. Brennkraftmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Katalysator (26) im Volumen größer als der erste Katalysator (25) ausgebildet ist. Internal combustion engine according to claim 18, characterized in that the second catalyst ( 26 ) in volume greater than the first catalyst ( 25 ) is trained. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf des ersten Katalysators (25) und stromab des zweiten Katalysators (26) jeweils eine sauerstoffsensitive Messvorrichtung (41, 42) vorgesehen ist. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that upstream of the first catalyst ( 25 ) and downstream of the second catalyst ( 26 ) each an oxygen-sensitive measuring device ( 41 . 42 ) is provided. Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte sauerstoffsensitive Messvorrichtung (43) stromauf des zweiten Katalysators (26) vorgesehen ist. Internal combustion engine according to claim 20, characterized in that a third oxygen-sensitive measuring device ( 43 ) upstream of the second catalyst ( 26 ) is provided. Brennkraftmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte sauerstoffsensitive Messvorrichtung (43) stromab der Zusammenführung (27) vorgesehen ist. Internal combustion engine according to claim 21, characterized in that the third oxygen-sensitive measuring device ( 43 ) downstream of the merge ( 27 ) is provided. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sekundärluftzuleitung (28) nur im ersten Abgasstrang (16) vorgesehen ist. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a secondary air supply line ( 28 ) only in the first exhaust gas line ( 16 ) is provided. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in den verdichterseitigen Leitungen (31, 33) auf den gleichen Sollwert einregelbar ist. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure in the compressor-side lines ( 31 . 33 ) can be adjusted to the same desired value.
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