DE102011120337A1

DE102011120337A1 - Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen

Info

Publication number: DE102011120337A1
Application number: DE102011120337A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Sumser; Thomas Kuhn; Michael Stiller
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Sumser Siegfried Dipl-Ing De
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2013-06-06
Also published as: WO2013083211A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10), insbesondere für einen Kraftwagen, mit einem Ansaugtrakt (16), über welchen der Verbrennungskraftmaschine (10) Luft zuführbar ist und in welchem in Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt (16) ein erster Verdichter (20) eines ersten Abgasturboladers (22) und stromab des ersten Verdichters (20) ein zu dem ersten Verdichter (20) seriell geschalteter zweiter Verdichter (26) eines zweiten Abgasturboladers (28) angeordnet sind, mittels welchen die Luft verdichtbar ist, und mit einem von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbaren Abgastrakt (40), in welchem eine erste Turbine (42) des ersten Abgasturboladers (22), mittels welcher der erste Verdichter (20) antreibbar ist, und wenigstens eine zweite Turbine (46) des zweiten Abgasturboladers (28), mittels welcher der zweite Verdichter (26) antreibbar ist, angeordnet sind, wobei die Turbinen (42, 46) hinsichtlich der Strömung des Abgases durch den Abgastrakt (40) parallel zueinander geschaltet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Die DE 10 2009 006 359 A1 offenbart eine Vorrichtung zur variablen Abgasturboaufladung und Abgasrückführung einer Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt, über welchen der Verbrennungskraftmaschine Luft zuführbar ist. In Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt sind ein erster Verdichter eines ersten Abgasturboladers und stromab des ersten Verdichters ein zu dem ersten Verdichter seriell geschalteter zweiter Verdichter eines zweiten Abgasturboladers angeordnet. Mittels der Verdichter ist die der Verbrennungskraftmaschine zuzuführende Luft zu verdichten.
Die Verbrennungskraftmaschine weist ferner einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt auf, in welchem eine erste Turbine des ersten Abgasturboladers sowie eine zweite Turbine des zweiten Abgasturboladers angeordnet sind. Der erste Verdichter ist dabei mittels der ersten Turbine antreibbar. Ferner ist der zweite Verdichter mittels der zweiten Turbine antreibbar.
Den Turbinen sind jeweilige Umgehungseinrichtungen zugeordnet, über welche die entsprechende Turbine von Abgas zu umgehen ist. Die Umgehungseinrichtungen werden auch als Abblaseeinrichtungen bezeichnet, mittels welchen Abgas stromauf der jeweiligen Turbine abgeblasen wird. Das abgeblasene Abgas kann die entsprechende Turbine umgehen und treibt diese nicht an.
Aufgrund hoher Anforderungen an ein agiles Fahrverhalten sowie der Forderung nach sehr hohen stationären Motormomenten werden Turbinen von Abgasturboladern derartiger Vorrichtungen mit relativ kleinen Eintrittsdüsenflächen sowie Radausströmungsflächen verwendet. Bei relativ hohen Motordrehzahlen werden die Abblaseeinrichtungen für eine Strömungsflächenvergrößerung der Turbinen genutzt. Die Abblaseeinrichtungen wirken sich dabei negativ auf den Kraftstoffverbrauch aus, da das Abgas ungenutzt an der entsprechenden Turbine vorbeigeführt wird.
Es hat sich auch gezeigt, dass Radeintrittsvariabilitäten der Turbinen, d. h. variable Turbinengeometrien, nicht zur Darstellung ausreichend großer Strömungsflächen für die gesamte Volllastlinie nicht ausreichen können, weshalb auch zusätzlich aufgrund einer eingeschränkten Durchsatzfähigkeit des entsprechenden Turbinenrads der Turbine ein relativ großer Kennfeldbereich des Kennfeldes der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, in welchem Abgas abgeblasen wird.
Insbesondere bei Verbrennungskraftmaschine, die nach dem so genannten Downsizing-Prinzip ausgebildet sind, werden zweistufige Aufladeeinrichtungen wie die bekannte Vorrichtung verwendet, wobei insbesondere bei der in Strömungsrichtung des Abgases durch den Abgastrakt stromab der zweiten Turbine angeordneten ersten Turbine schon bei relativ geringen Motordrehzahlen, bezogen auf die Motordrehzahl des maximalen Motormoments, sehr hohe Abblaseraten vorgesehen werden, um ein befriedigendes Fahrverhalten der stark aufgeladenen Verbrennungskraftmaschine zu realisieren.
Die negativen Folgen sind neben transienten Unstetigkeiten insbesondere des zweiten Verdichters relativ schlechte Ladungswechsel der Verbrennungskraftmaschine mit hohen Kraftstoffverbräuchen insbesondere in einer oberen Hälfte des Motordrehzahlbereichs bei hoher Last. Zudem ist eine nicht unaufwändige Regelung bzw. Steuerung vonnöten, um diesen Problemen wenigstens ansatzweise zu entgegnen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass diese ein verbessertes Fahrverhalten aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Eine solche Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, weist einen Ansaugtrakt auf, über welchen der Verbrennungskraftmaschine Luft zuführbar ist. In Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt ist in dem Ansaugtrakt ein erster Verdichter eines ersten Abgasturboladers angeordnet. Stromab des ersten Verdichters ist ein zu dem ersten Verdichter seriell geschalteter zweiter Verdichter eines zweiten Abgasturboladers in dem Ansaugtrakt angeordnet. Mittels der Verdichter ist die Luft zu verdichten.
Die Verbrennungskraftmaschine umfasst ferner einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt. In dem Abgastrakt ist eine erste Turbine des ersten Abgasturboladers sowie eine zweite Turbine des zweiten Abgasturboladers angeordnet. Mittels der ersten Turbine ist der erste Verdichter antreibbar. Mittels der zweiten Turbine ist der zweite Verdichter antreibbar.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Turbinen hinsichtlich der Strömung des Abgases durch den Abgastrakt parallel zueinander angeordnet sind. Dadurch ist eine relativ einfache Verschaltung der Abgasturbolader mit der zugehörigen Verbrennungskraftmaschine realisiert, die ein zumindest im Wesentlichen kontinuierliches Zu- und Abschalten eines der Abgasturbolader ermöglicht. Dadurch entstehen in Umschaltphasen, in welchen zwischen einem ersten Betrieb, bei welchem beide Abgasturbolader betrieben werden, und einem zweiten Betrieb, in welchem lediglich einer der Abgasturbolader betrieben wird, umgeschaltet wird, keine oder nur sehr geringe und unmerkliche Unstetigkeiten hinsichtlich der Bereitstellung von Motordrehmomenten mittels der Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine weist somit ein verbessertes Fahrverhalten auf.
Die Verbrennungskraftmaschine kann dabei als Ottomotor, Dieselmotor, Dieselottomotor oder anderweitige Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Schaltung der Abgasturbolader mit der Verbrennungskraftmaschine ist insbesondere vorteilhaft bei einem Ottomotor, welcher vorzugsweise mit einem Verbrennungsluftverhältnis λ von zumindest im Wesentlichen 1 betrieben wird. Die erfindungsgemäße Schaltung der Abgasturbolader und der Verbrennungskraftmaschine vermeidet in den Umschaltphasen auch unerwünschte Schwankungen des Verbrennungsluftverhältnisses.
Die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine weist somit einen besonders vorteilhaften, agilen und effizienten Betrieb mit einem angenehmen Fahrverhalten auf.
Darüber hinaus können die Kosten der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine aufgrund der einfachen Schaltung gering gehalten werden. Zudem kann die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine besonders effizient und damit mit einem nur geringen Kraftstoffverbrauch betrieben werden, da sich die eingangs geschilderte Abblasung von Abgas vermeiden lässt oder in sehr geringen Grenzen gehalten werden kann. Dies geht mit geringen CO₂-Emissionen einher.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist die Luft mittels des zweiten Verdichters von einem ersten Druckniveau stromauf des zweiten Verdichters und stromab des ersten Verdichters auf ein zweites Druckniveau stromab des zweiten Verdichters stärker verdichtbar als die Luft mittels des ersten Verdichters von einem dritten Druckniveau stromauf des ersten Verdichters auf ein viertes Druckniveau stromab des ersten Verdichters und stromauf des zweiten Verdichters verdichtbar ist. Mit anderen Worten ist der stromab des ersten Verdichters angeordnete und seriell zu diesem geschaltete zweite Verdichter im Vergleich zum ersten Verdichter der Hochdruck-Verdichter. Der erste Verdichter ist somit der Niederdruck-Verdichter. Dies führt zu einem besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens eine der Turbinen, insbesondere die erste Turbine, eine variable Turbinengeometrie auf. Mittels der Turbinengeometrie kann die zugehörige Turbine an unterschiedliche Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine und somit an unterschiedliche Massen- bzw. Volumenströme des Abgases angepasst werden. Dies kommt dem effizienten Betrieb der entsprechenden Turbine und damit der Verbrennungskraftmaschine zugute.
Bei der variablen Turbinengeometrie handelt es sich insbesondere um einen Drallerzeuger, welcher für eine vorteilhafte Anströmung eines zugeordneten Turbinenrads sorgt. Mittels der variablen Turbinengeometrie ist durch Verstellen dieser auch ein effektiver Strömungsquerschnitt der dazugehörigen Turbine variabel einstellbar.
Dabei muss nicht notwendigerweise vorgesehen sein, dass der effektive Strömungsquerschnitt mittels der variablen Turbinengeometrie bis auf sehr kleine Werte zu verengen ist. Vorteilhafterweise sind Leckagen der die variable Turbinengeometrie aufweisenden Turbine in einer Schließposition der variablen Turbinengeometrie, in welcher der effektive Strömungsquerschnitt maximal verengt ist, sehr gering und im Wesentlichen Null, so dass in der Schließstellung der variablen Turbinengeometrie die zugehörige Turbine von dem Abgas zumindest im Wesentlichen nicht angetrieben und somit abgeschaltet ist. Dann befindet sich lediglich die andere Turbine, welche keine variable Turbinengeometrie aufweist bzw. deren variable Turbinengeometrie sich in einer Offenstellung befindet, von Abgas angetrieben wird.
In weiterer besonders vorteilhafter Ausführung weist wenigstens einer der Verdichter eine Einstelleinrichtung auf, mittels welcher Strömungsbedingungen für die diesen wenigstens einen Verdichter durchströmende Luft variabel einstellbar ist. Die Einstelleinrichtung stellt somit eine variable Strömungsgeometrie für den zugehörigen Verdichter bereit, durch welche der zugehörige Verdichter bedarfsgerecht an unterschiedliche Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine und damit an unterschiedliche Massen- bzw. Volumenströme der diesen Verdichter durchströmenden Luft anpassbar ist. Dies führt zu einem besonders effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens einem der Verdichter, insbesondere dem ersten Verdichter, eine Umgehungseinrichtung zugeordnet, über welche dieser wenigstens eine Verdichter von der Luft umgehbar ist. Die diesen wenigstens einen Verdichter umgehende Luft wird somit von diesem wenigstens einen Verdichter nicht verdichtet. Die Umgehungseinrichtung stellt eine besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit dar, Strömungsverluste gering zu halten und eine Variabilität auf Verdichterseite zu schaffen.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Turbine wenigstens zwei bereichsweise fluidisch voneinander getrennte Fluten auf. Dadurch ist es möglich, eine besonders vorteilhafte Abgasrückführung bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine durchzuführen, um dadurch insbesondere ihre Stickoxid- und Partikel-Emissionen gering zu halten.
Mittels der zwei Fluten ist ein weiterer Freiheitsgrad bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine dargestellt, mittels welchem bis zu hohen Lasten Abgas vom Abgastrakt zum Ansaugtrakt rückgeführt und in den Ansaugtrakt eingeführt werden kann, ohne dass Ladungswechsel der Verbrennungskraftmaschine eine unerwünscht große Benachteiligung hinsichtlich eines erhöhten Kraftstoffverbrauchs erfahren.
Die Abgasrückführung ist besonders dann vorteilhaft möglich, wenn die Fluten asymmetrisch zueinander ausgebildet sind. Dabei sind die Fluten insbesondere hinsichtlich ihrer jeweiligen, von Abgas durchströmbaren Strömungsquerschnitte asymmetrisch zueinander, das heißt unterschiedlich voneinander ausgebildet.
Vorzugsweise weist eine der Fluten einen kleineren Strömungsquerschnitt auf als die andere Flut. Mittels dieses kleinen Strömungsquerschnitts kann ein vorteilhaftes Aufstauverhalten dargestellt werden, so dass hohe Mengen an Abgas rückführbar sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die zweite Turbine eine erste Anzahl an Fluten auf, wobei die erste Anzahl wenigstens zwei beträgt. Die erste Turbine ist lediglich mit einer als die erste Anzahl geringeren zweiten Anzahl an Fluten der zweiten Turbine fluidisch verbunden. Mit anderen Worten, weist die zweite Turbine zwei Fluten auf, so ist die erste Turbine vorteilhafterweise lediglich mit einer der Fluten fluidisch verbunden und hinsichtlich dieser einen Flut parallel zu der ersten Turbine geschaltet. Dies stellt eine sehr vorteilhafte Verschaltung der beiden Turbinen dar, was zu einer sehr guten Betreibbarkeit und damit zu einem sehr guten Fahrverhalten der Verbrennungskraftmaschine führt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Prinzipdarstellung einer Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, welche mittels zweier Abgasturbolader aufladbar ist;
2 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine gemäß 1;
3 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine gemäß den 1 und 2;
4 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine gemäß den 1 bis;
5a ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht eines Verdichters einer der Abgasturbolader gemäß den 1 bis;
5b ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht des Verdichters gemäß 5a;
6 eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung der Funktionen der Verbrennungskraftmaschine mit den zwei Abgasturboladern gemäß den 1 bis 4.
7 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine gemäß 1;
8 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine gemäß 7; und
9 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine gemäß 7;
Die 1 zeigt eine Verbrennungskraftmaschine 10 mit vorliegend vier Zylindern 12. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst eine Kurbelwelle 14, über welche ein Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine 10 abgeführt werden kann.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner einen Ansaugtrakt 16, über welchen der Verbrennungskraftmaschine 10 Luft zuführbar ist. In dem Ansaugtrakt 16 ist ein Luftfilter 18 angeordnet, welcher die von der Verbrennungskraftmaschine angesaugte Luft filtert. Darüber hinaus ist in dem Ansaugtrakt 16 ein erster Verdichter 20 eines ersten Abgasturboladers 22 angeordnet. Der erste Verdichter 20 umfasst ein erstes Verdichterrad 24 zum Verdichten der angesaugten Luft.
In Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt 16 ist stromab des ersten Verdichters 20 ein zweiter Verdichter 26 eines zweiten Abgasturboladers 28 angeordnet. Der zweite Verdichter 26 umfasst ein zweites Verdichterrad 30, mittels welchem die Luft zu verdichten ist. Der zweite Verdichter 26 ist dabei seriell zu dem ersten Verdichter 20 geschaltet. Durch die seriell zueinander geschalteten Verdichter 20, 26 ist eine zweistufige, serielle Verdichtung der Luft dargestellt.
Im Vergleich zum ersten Verdichter 20 kann der zweite Verdichter 26 die Luft stärker verdichten, Dies bedeutet, dass der zweite Verdichter 26 der Hochdruck-Verdichter ist, während der erste Verdichter 20 der Niederdruck-Verdichter ist.
Somit ist ein erstes Druckverhältnis π_ND = P_2N/P₁ des Niederdruck-Verdichters geringer als ein zweites Druckverhältnis π_ND = P_2H/P_2N. Mit P₁ ist dabei ein erstes Druckniveau der Luft stromauf des ersten Verdichters 20 bezeichnet. P_2N bezeichnet ein zweites Druckniveau stromab des ersten Verdichters 20 und stromauf des zweiten Verdichters 26, auf welches die Luft ausgehend von dem ersten Druckniveau P₁ mittels des ersten Verdichters 20 verdichtet wird. P_2H bezeichnet ein drittes Druckniveau, auf welches die Luft ausgehend von dem zweiten Druckniveau P_2N mittels des zweiten Verdichters 26 verdichtet wird.
Bei der Verdichtung wird die Luft erwärmt. Zur Darstellung besonders hoher Aufladegrade ist zwischen den Verdichtern 20, 26 ein Zwischenkühler 32 angeordnet, mittels welchem die verdichtete Luft gekühlt wird. Stromab des zweiten Verdichters 26 ist ein Ladeluftkühler 34 angeordnet, mittels welchem die Luft ebenso gekühlt wird. Stromab des Ladeluftkühlers 34 ist eine optionale Klappe 36 vorgesehen, mittels welcher die Menge der Luft eingestellt werden kann. Stromab der Klappe 36 weist die Luft einen Ladedruck P_2S auf, mit welchem sie zu einem Ladeluftverteiler 38 in dem Ansaugtrakt 16 strömt.
Mittels des Ladeluftverteilers 38 wird die verdichtete Luft auf die Zylinder 12 aufgeteilt.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst auch einen Abgastrakt 40, in welchem eine erste Turbine 42 des ersten Abgasturboladers 22 angeordnet ist. Die erste Turbine 42 umfasst ein erstes Turbinenrad 44, welches von Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar ist. Im Abgastrakt 40 ist ferner eine zweite Turbine 46 angeordnet, welche ein zweites Turbinenrad 48 umfasst. Auch das zweite Turbinenrad 48 ist von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar. Dazu leiten entsprechende Abgasverrohrungen des Abgastrakts 40 das Abgas zu den Turbinen 42, 46.
Der erste Abgasturbolader 22 umfasst eine erste Welle 50, mit welcher das erste Turbinenrad 44 und das erste Verdichterrad 24 drehfest verbunden sind. Dadurch kann der erste Verdichter 20 von der ersten Turbine 42 angetrieben werden. Entsprechend dazu umfasst der zweite Abgasturbolader 28 eine zweite Welle 52, mit welcher das zweite Turbinenrad 48 und das zweite Verdichterrad 30 drehfest verbunden sind.
Dadurch kann der zweite Verdichter 26 von der zweiten Turbine 46 angetrieben werden.
Wie der 1 zu entnehmen ist, sind die Turbinen 22, 28 in dem Abgastrakt 40 parallel zueinander geschaltet. Dies bedeutet, dass die Turbinen 42, 46 mit dem zumindest im Wesentlichen gleichen, in Strömungsrichtung des Abgases durch den Abgastrakt 40 stromauf der Turbinen 42, 46 herrschenden Eintrittsdruck P₃ des Abgases beaufschlagt wird. Mittels der Turbinen 42, 46 wird das Abgas ausgehend von dem Eintrittsdruck P₃ entspannt, so dass es stromab der Turbine 42, 46 einen Austrittsdruck P₄ aufweist.
Stromab der Turbinen 42, 46 ist wenigstens eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 54 im Abgastrakt 40 angeordnet, mittels welcher das Abgas gereinigt wird, bevor es an die Umgebung entlassen wird.
Zur Darstellung einer hohen Agilität und damit eines sehr guten Ansprechverhaltens insbesondere der zweiten Turbine 46 ist diese hinsichtlich ihrer Strömungsgeometrie relativ klein ausgelegt. Die erste Turbine 42 ist insbesondere zur Abdeckung eines hohen Durchsatzbedarfs und zur Darstellung eines geringen Kraftstoffverbrauchs ausgelegt und kann hinsichtlich ihrer Strömungsgeometrie größer ausgestaltet sein als die zweite Turbine 46.
Mit Φ_T1,ATL ist der erste Durchsatzparameter des ersten Abgasturboladers 22 bzw. der ersten Turbine 42 gekennzeichnet. Mit Φ_T2,ATL ist der zweite Durchsatzparameter des zweiten Abgasturboladers 28 bzw. der zweiten Turbine 46 gekennzeichnet.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner eine Abgasrückführeinrichtung 56 mit wenigstens einer Abgasrückführleitung 58, welche an einer Abzweigstelle 60 fluidisch mit dem Abgastrakt 40 verbunden ist. Die Abgasrückführleitung 58 ist an einer Einleitstelle 62 fluidisch mit dem Ansaugtrakt 16 verbunden. Mittels der Abgasrückführleitung 58 kann Abgas an der Abzweigstelle 60 abgezweigt, zu dem Ansaugtrakt 16 rückgeführt und an der Einleitstelle 62 in den Ansaugtrakt 16 eingeleitet werden.
Die Einleitstelle 62 wird auch als Mischstelle M bezeichnet, da dort eine Vermischung der Luft mit dem Abgas stattfindet. Das Abgas in der Luft wirkt bei Verbrennungsvorgängen in den Zylindern 12 als Inertgas, welches die Temperaturen gering hält. So können Stickoxid- und Partikel-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine 10 gering gehalten werden.
Zur Einstellung der Menge des rückzuführenden Abgases umfasst die Abgasrückführeinrichtung 56 ein Abgasrückführventil 64. Stromab des Abgasrückführventils 64 ist ein Abgasrückführkühler 66 vorgesehen, mittels welchem das rückgeführte Abgas zu kühlen ist.
In der Abgasrückführleitung 58 ist ferner ein Druckmodulator 68 vorgesehen, mittels welchem Druckschwingungsanregungen, verursacht durch Auslasspulsationen der Verbrennungskraftmaschine 10, in der Abgasrückführleitung 58 soweit moduliert werden, dass im Bereich der Einleitstelle 62 keine oder nur sehr geringe wirksame Anregungsintensitäten mehr vorhanden sind. Der Druckmodulator 68 ist dabei stromab des Abgasrückführkühlers 66 und stromauf der Einleitstelle 62 angeordnet und umfasst ein Dämpfungsvolumen 70 sowie einen angepassten, effektiven und durch ein entsprechendes Bauteil, beispielsweise eine Blende, gebildeten Zuströmquerschnitt 72 sowie einen angepassten, effektiven und durch ein entsprechendes Bauteil, beispielsweise eine Blende, gebildeten Abströmquerschnitt 74, welche in Verbindung mit der Größe des Dämpfungsvolumens 70 eine starke Dämpfung der Druckschwingung und damit von Druckpulsationen an der Einleitstelle 62 verursachen.
Die erste Turbine 42 umfasst ferner eine erste variable Turbinengeometrie 77, mittels welcher Strömungsbedingungen für das die erste Turbine 42 durchströmende Abgas variabel einstellbar sind. Insbesondere ist es möglich, einen effektiven Strömungsquerschnitt der ersten Turbine 42 mittels der ersten variablen Turbinengeometrie 77 einzustellen, um somit die erste Turbine 42 an unterschiedliche Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine 10 und damit an unterschiedliche Volumen- bzw. Massenströmen des Abgases anzupassen. Bei der ersten variablen Turbinengeometrie 77 kann es sich beispielsweise um einen sog. Zungenschieber, einen Axialschieber oder eine anderweitige Verstelleinrichtung handeln.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner eine Regelungseinrichtung 76, mittels welcher das Abgasrückführventil 64 sowie die erste variable Turbinengeometrie 77 geregelt werden.
Durch Bewegung bzw. Verstellung der ersten variablen Turbinengeometrie 77 wird der effektive Strömungsquerschnitt gegebenenfalls von zumindest im Wesentlichen Null oder zumindest nahe Null auf einen vorgebbaren Sollwert größer als Null kontinuierlich geöffnet, wodurch die erste Turbine 42 kontinuierlich einen Zusatzströmungsquerschnitt zur zweiten Turbine 46 schafft. Der Zusatzströmungsquerschnitt bedeutet dabei eine kontinuierliche Leistungszuschaltung der ersten Turbine 42. Dabei steigt das zweite Druckniveau P_2N stromauf des zweiten Verdichters 26, der in dieser Phase das Hauptdruckverhältnis liefert, kontinuierlich an. Der variable effektive Strömungsquerschnitt der ersten Turbine 42 wirkt wie ein Abblaseventil stromauf der zweiten Turbine 46, jedoch mit dem Vorteil, dass der Ladungswechsel der Verbrennungskraftmaschine 10 über die Nutzung der Abgasenergie mittels der ersten Turbine 42 begünstigt wird und eine Luftlieferungssteigerung mit relativ geringem Eintrittsdrücken P₃ jedoch mit Abgasmassenzunahme erfolgen kann. Durch Kombination jeweiliger Betriebskennfelder der beiden Turbinen 42, 46 sowie der beiden Verdichter 20, 26 lassen sich die Verdichterdruckverhältnisaufteilung und die Turbinendurchsatzaufteilung bis zum Motornennpunkt auslegungsseitig maßgebend beeinflussen.
Auch im Nennpunkt der Verbrennungskraftmaschine 10 laufen beide Abgasturbolader 22, 28 mit gleichem Turbinendruckverhältnis, jedoch nicht zwangsweise mit gleichen Drehzahlen und gleichen Turbinendurchsätzen. Genauso wenig muss sich eine gleiche Aufteilung der Verdichterdruckverhältnisse der beiden Verdichter 20, 26 sowie gleiche Durchsätze ergeben.
Die Vorteile der Verbrennungskraftmaschine 10 sind insbesondere anhand der 6 erkennbar. Die 6 zeigt ein Diagramm 78, auf dessen Abszisse 80 die relative Motordrehzahl n_mot/n_{mot_D} aufgetragen ist. Mit n_mot ist dabei eine aktuell vorliegende Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 10 bezeichnet, während mit n_{mot_D} die Nenndrehzahl der Verbrennungskraftmaschine 10 bezeichnet ist.
Auf der Ordinate 82 des Diagramms 78 ist der Quotient Q = π_ND/π_HD aufgetragen. Das Diagramm 78 zeigt einen Auslegungsbereich A, sowie die Wirkung der Abgasturbolader 22, 28 auf die Verbrennungskraftmaschine 10 entlang der Volllastlinie. In einem unteren Bereich 84 des Auslegungsbereichs A bestehen relativ geringe Agilitätsanforderungen, wobei der Hochdruck-Verdichter und die zugehörige zweite Turbine 46 (Hochdruck-Turbine) mit großen Durchsatzkapazitäten betrieben werden. Dadurch ist eine verbrauchsgünstige Auslegung realisiert. In einem oberen Bereich 68 des Auslegungsbereichs A herrschen hohe Agilitätsanforderungen. Der Hochdruck-Verdichter und die Hochdruck-Turbine werden mit relativ geringen Durchsatzkapazitäten betrieben.
Bei relativ geringen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine 10 wird der Niederdruck-Verdichter, obwohl er von Luft durchströmt wird, ein sehr geringes bis verschwindend kleines erstes Druckverhältnis π_ND liefern, da die erste variable Turbinengeometrie 77 der zugehörigen ersten Turbine 42 (Niederdruck-Turbine) im Allgemeinen nur sehr geringe Abgasdurchsätze oder gar keine Abgasdurchsätze in ihrer Schließposition durchlässt. Der Hochdruck-Verdichter wird jedoch entsprechend der Agilitätsanforderung gegebenenfalls schon bei geringen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine 10 sehr hohe zweite Druckverhältnisse π_HD liefern. Mit steigenden Motordrehzahlen wird die erste variable Turbinengeometrie 77 geöffnet, so dass der effektive Strömungsquerschnitt der ersten Turbine 42 geöffnet wird. Das zweite Druckniveau P_2N des Hochdruck-Verdichters bzw. das erste Druckverhältnis π_ND des Niederdruck-Verdichters steigt an. Je nach Durchsatz- und Wirkungsgradcharakteristik der vier Strömungsmaschinen (Verdichter 20, 26 sowie Turbine 42, 46) wird sich bei einem in der 6 gezeigten und im Auslegungsbereich A ergebenden Verlauf des Quotienten ein nahezu konstanter oberer Ladedruck entlang der Motordrehzahl einstellen, wobei das erste Druckverhältnis π_ND (Niederdruckverhältnis) ansteigt und das zweite Druckverhältnis π_HD (Hochdruckverhältnis) durch den steigenden Leistungsbedarf des Hochdruck-Verdichters mit wachsendem Luftdurchsatz absinkt.
Im Nennpunkt der Verbrennungskraftmaschine, welcher mit N bezeichnet ist, könnte sich je nach Auslegung ein Quotient in einem Bereich von zumindest im Wesentlichen 0,7 bis an die 0,9 einstellen. Diese relativ hohen Quotienten im Nennpunkt der beiden Verdichter 20, 26 zueinander werden durch die Forderungen des Volldurchsatzes, der durch den Hochdruck-Verdichter strömen muss, beeinflusst. Um den Nenndurchsatz durch den geometrisch als der Niederdruck-Verdichter kleineren Hochdruck-Verdichter ohne Stopfen unterhalb der Schallgeschwindigkeit in den engsten Strömungsquerschnitten des Verdichters strömen zu lassen, wird vorteilhafterweise der Volumenstrom des Hochdruck-Verdichters durch die Anpassung des zweiten Druckniveaus P_2N bzw. einer Drucksteigerung des Niederdruck-Verdichters und der Zwischenkühlung durch den Zwischenkühler 32 entsprechend verkleinert, was über die Leistungsregelung mittels der ersten variablen Turbinengeometrie 77 der Niederdruck-Turbine, die quasi den Abblasestrom der Hochdruck-Turbine verarbeitet, wesentlich beeinflusst wird.
Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine 10 gemäß 1. Dem ersten Verdichter 20 ist eine Umgehungseinrichtung 88 zugeordnet, welche eine Umgehungsleitung 90 sowie ein Ventilelement 92 umfasst. Die Umgehungsleitung 90 ist einerseits stromauf des ersten Verdichters 20 mit dem Ansaugtrakt 16 verbunden. Andererseits ist die Umgehungsleitung 90 stromab des ersten Verdichters 20 mit dem Ansaugtrakt 16 fluidisch verbunden. Über die Umgehungsleitung 90 kann somit Luft das erste Verdichterrad 24 umgehen, so dass die Luft nicht von dem ersten Verdichterrad 24 verdichtet wird.
Mittels des in der Umgehungsleitung 90 angeordneten Ventilelements 92 kann die Menge der das erste Verdichterrad 24 umgehenden Luft variabel und bedarfsgerecht eingestellt werden. Mittels der Umgehungseinrichtung 88 können auf einfache Weise bei zumindest im Wesentlichen vollständig geschlossener, erster variabler Turbinengeometrie 77 und somit bei zumindest im Wesentlichen deaktivierter erster Turbine 42 Durchströmgeschwindigkeit und Strömungsverluste durch den ersten Verdichter 20 über einen relativ großen Massenstrom der den ersten Verdichter 20 umgehenden Luft gering gehalten werden.
Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine 10, bei welcher der erste Verdichter 20 eine erste Einstelleinrichtung 94 aufweist. Mittels der ersten Einstelleinrichtung 94 können Strömungsbedingungen des ersten Verdichters 20 für die den ersten Verdichter 20 durchströmende Luft variabel eingestellt werden. Die erste Einstelleinrichtung 94 stellt somit eine Variabilität dar, mittels welcher der erste Verdichter 20 an unterschiedliche Massenströme der Luft angepasst werden kann. Somit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass der gesamte Luftmassenstrom auf geringer Verdichteraktivität des Hintergrund-Verdichters durch seine Strömungskanäle durchströmt. In diesen Inaktivitätsphasen ist es vorteilhaft, die Strömungskanäle so weit als möglich zu öffnen und mit steigender Aktivierung des Niederdruck-Verdichters in eine Schließposition der Variabilität überzugehen. Wie der 3 zu entnehmen ist, ist die erste Einstelleinrichtung 94 mittels der Regelungseinrichtung 76 regelbar.
Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine 10, bei welcher nun der zweite Verdichter 26 eine zweite Einstelleinrichtung 96 aufweist, mittels welcher Strömungsbedingungen des zweiten Verdichters 26 für die den zweiten Verdichter 26 durchströmende Luft eingestellt werden können.
Herkömmlicherweise sind zur Befriedigung von hohen Anforderungen an das transiente Verhalten der Verbrennungskraftmaschine 10 die Verdichter sowie die Turbinen von Abgasturboladern hinsichtlich ihrer Strömungsgeometrie besonders klein auszugestalten, um in kurzen Zeiten hohe Ladedrücke und Luftmengen der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen.
Hierdurch entsteht jedoch herkömmlicherweise schon bei mittleren Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine 10 das Problem, dass der Hochdruck-Verdichter eine zu geringe Durchsatzfähigkeit aufweist, wodurch ein Verdichterstopfen auftritt. Um diesen Problemen bei der Verbrennungskraftmaschine 10 entgegenzuwirken, sind die Einstelleinrichtungen 94, 96 vorgesehen, mittels welchen Strömungsquerschnitte stromauf und/oder stromab der Verdichterräder 24, 30 variabel einstellbar sind.
Die 5a–b zeigen Möglichkeiten zur Darstellung der Einstelleinrichtungen 94, 96 der Verdichter 20, 26. Die Einstelleinrichtungen 94, 96 umfassen dabei einen zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung verschiebbaren Konusschieber 98, mittels welchem die Strömungsfläche stromab der Verdichterräder 24, 30 variabel einstellbar ist.
Zudem ist ein Axialschieberelement 100 vorgesehen, mittels welchem die Strömungsfläche stromauf der Verdichterräder 24, 30 einstellbar ist. Die Einstelleinrichtungen 94, 96 mit dem Konusschieber 98 und dem Axialschieberelement 100 stellen dabei Radvariabilitäten dar, mittels welcher insbesondere die Grenzen des Quotienten aus dem Niederdruckverhältnis und dem Hochdruckverhältnis ausgeweitet werden können.
Vorzugsweise sind der Konusschieber 98 und das Axialschieberelement 100 mittels einer geeigneten Kopplungseinrichtung miteinander gekoppelt, so dass sowohl der Konusschieber 98 als auch das Axialschieberelement 100 mittels eines gemeinsamen Stellglieds bewegt und so die entsprechenden Strömungsquerschnitte eingestellt werden können.
Die 5a zeigt den Konusschieber 98 und das Axialschieberelement 100 in ihren jeweiligen, die entsprechenden Strömungsquerschnitte maximal zeigenden Schließstellungen, während die 5b den Konus 98 und das Axialschieberelement 100 in ihren jeweiligen, die jeweiligen Strömungsquerschnitte maximal freigebenden Offenstellungen zeigt.
Ist die zweite Turbine 46 der Verbrennungskraftmaschine 10 gemäß den 1 bis 4 einflutig ausgebildet, so ist sie bei den Verbrennungskraftmaschinen 10 gemäß den 7 bis 9 zweiflutig ausgebildet und weist eine erste Flut 102 und eine zweite Flut 104 auf.
Wie der 7 zu entnehmen ist, ist die erste Flut 102 fluidisch mit zwei ersten der vier Zylinder 12 der Verbrennungskraftmaschine 10 fluidisch verbunden. Die zweite Flut 104 ist mit den zwei anderen, zweiten der vier Zylinder 12 fluidisch verbunden. Der ersten Flut 102 ist dabei ein erster Flutendurchsatzparameter Φ_T2,102 zugeordnet, während der zweiten Flut 104 ein zweiter Flutendurchsatzparameter Φ_T2,104 zugeordnet ist.
Dabei gilt:
und
Dabei bezeichnet m₁₀₂ den Abgasmassendurchsatz durch die erste Flut 102. Mit m₁₀₄ ist der Abgasmassendurchsatz durch die zweite Flut 104 bezeichnet. Ferner bezeichnen T₁₀₂ die Totaltemperatur am Turbineneintritt der ersten Flut 102, T₁₀₄ die Totaltemperatur des Abgases am Turbineneintritt der zweiten Flut 104, P₁₀₂ den Totaldruck am Turbineneintritt der ersten Flut 102 und P₁₀₄ den Totaldruck am Turbineneintritt der zweiten Flut 104.
Die Abgasrückführleitung 58 ist an der Abzweigstelle 60 fluidisch mit der ersten Flut 102 fluidisch verbunden. Daher wird die erste Flut 102 auch als AGR-Flut (AGR-Abgasrückführung) und die ersten Zylinder als AGR-Zylinder bezeichnet. Die erste Flut 102 dient somit insbesondere dazu, ein gewünschtes Aufstauverhalten darzustellen, um eine vorteilhafte Abgasrückführung mit relativ hohen Abgasrückführraten darzustellen.
Die zweite Flut 104 dient insbesondere dazu, ein gewünschtes Verbrennungsluftverhältnis λ darzustellen, weswegen die zweite Flut 104 auch als λ-Flut und die zweiten Zylinder als λ-Zylinder bezeichnet werden.
Im Allgemeinen unterscheiden sich die Flutendurchsatzparameter Φ_T2,102 und Φ_T2,104 wobei es bei der vorteilhaften Kombinationsschaltung der Turbinen 42, 46 zur Verwendung einer zweiflutigen, asymmetrischen Turbine als die zweite Turbine 46 kommt, mit der eine optimale Abstimmung hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und NO_x-Emissionen (Stickoxid-Emissionen) über deren Dimensionen ermöglichbar wird. Mit anderen Worten sind die Fluten 102, 104 hinsichtlich ihrer jeweiligen Strömungsquerschnitte asymmetrisch zueinander ausgestaltet.
Durch Bewegen der ersten variablen Turbinengeometrie 77 können auch die Turbinen 42, 46 der Verbrennungskraftmaschine 10 gemäß 7 entsprechend den Turbinen 42, 46 der Verbrennungskraftmaschine 10 gemäß den 1 bis 4 geregelt und angepasst werden. So werden auch bei der Verbrennungskraftmaschine 10 gemäß den 7 bis 9 im Nennpunkt der Verbrennungskraftmaschine 10 beide Abgasturbolader 22, 28 mit gleichem Turbinendruckverhältnis der λ-Zylinder betrieben, jedoch nicht zwangsweise mit gleichen Abgasturboladerdrehzahlen und gleichen Turbinendurchsätzen. Genauso wenig muss sich eine Aufteilung der Verdichterdruckverhältnisse der beiden Verdichter 20, 26 ergeben.
Eine besonders wichtige Rolle für die Abgasrückführung spielt die zweiflutige asymmetrische zweite Turbine 46, deren im Allgemeinen begrenzte Schluckfähigkeit der λ-Flut mit fester Geometrie, das heißt ohne variable Turbinengeometrie, durch die Zuschaltung mittels der ersten variablen Turbinengeometrie 77 in den Strömungsquerschnitten optimal erweiterbar ist. Die λ-Zylinder und die AGR-Zylinder sind entsprechend der Zündfolge 2-4 und 1-3 zusammengefasst.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 gemäß 8 weist sechs Zylinder 12 auf, wobei erste der Zylinder 12 mit der ersten Flut 102 fluidisch verbunden und somit die AGR-Zylinder sind. Die drei anderen zweiten der Zylinder 12 sind fluidisch mit der zweiten Flut 104 verbunden und stellen die λ-Zylinder dar. Mit anderen Worten ist bei der Verbrennungskraftmaschine 10 gemäß 8 eine Zylinderzusammenfassung 1-2-3 für die λ-Zylinder und eine Zylinderzusammenfassung 4-5-6 für die AGR-Zylinder dargestellt. Hierbei wird mittels der ersten Turbine 42 und ihrer ersten variablen Turbinengeometrie 77, die mit der λ-Flut parallel geschaltet ist, eine so genannte λ-Variabilität dargestellt, obwohl die verwendete, zweiflutige und asymmetrische zweite Turbine 46 eine Festgeometrie-Turbine ist, also keine variable Turbinengeometrie aufweist.
Es können Anwendungsfälle existieren, bei denen eine hohe Spreizung der Abgasrückführraten im Gesamtkennfeld der Verbrennungskraftmaschine 10 gefordert werden kann. Diese Anforderungen an die Abgasrückführung können mit der in der 9 gezeigten Schaltung bewältigt werden.
Gemäß der 9 ist die variable erste Turbine 42 parallel zur AGR-Flut der zweiten Turbine 46 geschaltet, wobei hierdurch eine so genannte AGR-Variabilität realisierbar ist. Die Schluckfähigkeit der asymmetrischen, zweiten Turbine 46 auf Seiten ihrer AGR-Flut wird in der als Festgeometrie-Turbine ausgebildeten zweiten Turbine 46 im Allgemeinen sehr klein auslegt, da durch die Parallelschaltung der variablen ersten Turbine 42 eine permanente optimale Strömungs-Querschnittanpassung an den AGR-Bedarf durchführbar ist. Die λ-Flut der zweiten Turbine 46 kann vereinfacht als Festgeometrieturbine ausgebildet sein.
Alternativ ist es jedoch möglich, dass die zweite Turbine 46 eine Verstelleinrichtung aufweist, welche beispielsweise in der λ-Flut zumindest im Wesentlichen direkt stromauf des zweiten Turbinenrads 48 angeordnet ist. Dadurch ist eine Funktionstrennung zwischen der ersten variablen Turbinengeometrie 77 der ersten Turbine 42 und der Verstelleinrichtung der zweiten Turbine 46 dargestellt. Die Verstelleinrichtung der zweiten Turbine 46 stellt somit eine zweite variable Turbinengeometrie dar, mittels welcher die zweite Turbine 46 insbesondere hinsichtlich ihres von Abgas durchströmbaren, effektiven Strömungsquerschnitts variabel einstellbar und an unterschiedliche Betriebspunkte anpassbar ist. Die beiden variablen Turbinengeometrien stellen somit Variabilitäten dar, die sich jeweils auf die Turbinen 42, 46 verteilen lassen, was zu einem hohen Potential bei der Optimierung der aufgeladenen Verbrennungskraftmaschine 10 führt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009006359 A1 [0002]

Claims

Verbrennungskraftmaschine (10), insbesondere für einen Kraftwagen, mit einem Ansaugtrakt (16), über welchen der Verbrennungskraftmaschine (10) Luft zuführbar ist und in welchem in Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt (16) ein erster Verdichter (20) eines ersten Abgasturboladers (22) und stromab des ersten Verdichters (20) ein zu dem ersten Verdichter (20) seriell geschalteter zweiter Verdichter (26) eines zweiten Abgasturboladers (28) angeordnet sind, mittels welchen die Luft verdichtbar ist, und mit einem von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbaren Abgastrakt (40), in welchem eine erste Turbine (42) des ersten Abgasturboladers (22), mittels welcher der erste Verdichter (20) antreibbar ist, und wenigstens eine zweite Turbine (46) des zweiten Abgasturboladers (28), mittels welcher der zweite Verdichter (26) antreibbar ist, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinen (42, 46) hinsichtlich der Strömung des Abgases durch den Abgastrakt (40) parallel zueinander geschaltet sind.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft mittels des zweiten Verdichters (26) von einem ersten Druckniveau (P2N) stromauf des zweiten Verdichters (26) auf ein zweites Druckniveau (P2H) stromab des zweiten Verdichters (26) stärker verdichtbar ist als die Luft mittels des ersten Verdichters (20) von einem dritten Druckniveau (P1) stromauf des ersten Verdichters (20) auf ein viertes Druckniveau (P2N) stromab des ersten Verdichters (20) und stromauf des zweiten Verdichters (26) verdichtbar ist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Turbinen (42, 46), insbesondere die erste Turbine (42), eine variable Turbinengeometrie (77) aufweist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Verdichter (20, 26) eine Einstelleinrichtung (94, 96) aufweist, mittels welcher Strömungsbedingungen für die diesen wenigstens einen Verdichter (20, 26) durchströmende Luft variabel einstellbar sind.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem der Verdichter (20, 26), insbesondere dem ersten Verdichter (20), eine Umgehungseinrichtung (88) zugeordnet ist, über welche dieser wenigstens eine Verdichter (20, 26) von der Luft umgehbar ist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Turbine (46) wenigstens zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte Fluten aufweist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluten asymmetrisch zueinander ausgebildet sind.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Turbine (46) eine erste Anzahl an Fluten aufweist, wobei die erste Turbine (42) lediglich mit einer als die erste Anzahl geringeren zweiten Anzahl an Fluten der zweiten Turbine (46) fluidisch verbunden ist.