DE102013216608A1

DE102013216608A1 - Abgasturboaufgeladene Brennkraftmaschine umfassend einen Verdichter mit zwei Laufrädern

Info

Publication number: DE102013216608A1
Application number: DE102013216608.7A
Authority: DE
Inventors: Helmut Kindl; Andreas Kuske; Jörg Kemmerling; Vanco Smiljanovski; Franz Arnd Sommerhoff; Jens Dunstheimer
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2015-02-26
Anticipated expiration: 2033-08-23
Also published as: DE102013216608B4

Abstract

Brennkraftmaschine mit – mindestens einem Abgasturbolader (21), bei dem ein Verdichter (22) im Ansaugsystem und eine Turbine (1, 23) im Abgassystem auf derselben drehbaren Welle (8, 28) angeordnet sind und der Verdichter (22) zwei in einem Verdichtergehäuse (22a) angeordnete und auf der Welle (8, 28) gelagerte Laufräder (22b1, 22b2) umfasst, wobei jedes Verdichterlaufrad (22b1, 22b2) über eine quer zur Welle (8, 28) verlaufende tellerförmige Trägerplatte verfügt, die eine Vorderseite (29b1, 29b2) und eine Rückseite (30b1, 30b2) aufweist und an die sich einseitig auf der Vorderseite (29b1, 29b2) flügelartige Laufschaufeln anschließen, die entlang der Welle (8, 28) verlaufen, und die zwei Verdichterlaufräder (22b1, 22b2) mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten auf der Welle (8, 28) angeordnet sind, in der Art, dass sich die laufschaufelfreien Rückseiten (30b1, 30b2) der Trägerplatten gegenüber liegen und jedem Verdichterlaufrad (22b1, 22b2) ein separater Ansaugkanal (24b1, 24b2) zugeordnet ist, wobei – die Turbine (1) eine zweiflutige Radialturbine (1) mit zwei Laufrädern (3a, 3b) ist, und – jedes Turbinenlaufrad (3a, 3b) über eine quer zur Welle (8) verlaufende tellerförmige Trägerplatte (4a, 4b) verfügt, die eine Vorderseite (6a, 6b) und eine Rückseite (7a, 7b) aufweist und an die sich einseitig auf der Vorderseite (6a, 6b) flügelartige Laufschaufeln (5a, 5b) anschließen, die entlang der Welle (8) verlaufen, wobei die zwei Turbinenlaufräder (3a, 3b) mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten (4a, 4b) auf der Welle (8) angeordnet sind, in der Art, dass sich die laufschaufelfreie Rückseiten (7a, 7b) der Trägerplatten (4a, 4b) gegenüber liegen und jedem Turbinenlaufrad (3a, 3b) eine Flut (1a, 1b) zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit

– einem Ansaugsystem zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Ladeluft,
– einem Abgasabführsystem zur Abführung der Abgase, und
– mindestens einem Abgasturbolader, bei dem ein Verdichter im Ansaugsystem und eine Turbine im Abgassystem auf derselben drehbaren Welle angeordnet sind und der Verdichter zwei in einem Verdichtergehäuse angeordnete und auf der Welle gelagerte Laufräder umfasst, wobei jedes Verdichterlaufrad über eine quer zur Welle verlaufende tellerförmige Trägerplatte verfügt, die eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist und an die sich einseitig auf der Vorderseite flügelartige Laufschaufeln anschließen, die entlang der Welle verlaufen, und die zwei Verdichterlaufräder mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten auf der Welle angeordnet sind, in der Art, dass sich die laufschaufelfreien Rückseiten der Trägerplatten gegenüber liegen und jedem Verdichterlaufrad ein separater Ansaugkanal zugeordnet ist.

Eine Brennkraftmaschine der genannten Art wird beispielsweise als Antrieb für ein Kraftfahrzeug verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Dieselmotoren und Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren nutzen, und Hybrid-Antriebe, die neben der Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.
Brennkraftmaschinen werden zunehmend häufig mit einer Aufladung ausgestattet, wobei die Aufladung in erster Linie ein Verfahren zur Leistungssteigerung ist, bei dem die für den motorischen Verbrennungsprozess benötigte Ladeluft verdichtet wird, wodurch jedem Zylinder pro Arbeitsspiel eine erhöhte Ladeluftmasse zugeführt werden kann. Dadurch können die Kraftstoffmasse und damit der Mitteldruck gesteigert werden.
Häufig wird für die Aufladung ein Abgasturbolader eingesetzt, bei dem ein Verdichter und eine Turbine auf derselben Welle angeordnet sind, wobei der heiße Abgasstrom der Turbine zugeführt wird, sich unter Energieabgabe in dieser Turbine entspannt und dadurch die Welle in Drehung versetzt. Die vom Abgasstrom an die Welle abgegebene Energie wird für den Antrieb des ebenfalls auf der Welle angeordneten Verdichters genutzt. Der Verdichter fördert und komprimiert die ihm zugeführte Ladeluft, wodurch eine Aufladung der Zylinder erreicht wird.
Der Vorteil eines Abgasturboladers beispielsweise im Vergleich zu einem mechanischen Lader ist darin zu sehen, dass keine mechanische Verbindung zur Leistungsübertragung zwischen Lader und Brennkraftmaschine erforderlich ist. Während ein mechanischer Lader die für seinen Antrieb benötigte Energie unmittelbar von der mechanischen Energie der Brennkraftmaschine bezieht und dadurch die bereitgestellte Leistung mindert, nutzt der Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase.
Ein mechanischer Lader hat gegenüber einem Abgasturbolader hingegen den Vorteil, dass auch bei niedrigen Drehzahlen ein ausreichend hoher Ladedruck bereitgestellt werden kann, denn bei einer Abgasturboaufladung wird ein reduziertes Drehmoment unterhalb einer bestimmten Drehzahl beobachtet. Verständlich wird dieses reduzierte Drehmoment, wenn berücksichtigt wird, dass bei einem Abgasturbolader das Ladedruckverhältnis vom Turbinendruckverhältnis abhängt. Wird beispielsweise die Motordrehzahl verringert, führt dies zu einem kleineren Abgasmassenstrom und damit zu einem kleineren Turbinendruckverhältnis und einer geringeren Turbinenleistung. Dies hat zur Folge, dass zu niedrigeren Motordrehzahlen hin die zur Verdichtung erforderliche Leistung nicht mehr zur Verfügung steht, was gleichbedeutend ist mit einem reduzierten Drehmoment.
Grundsätzlich kann dabei dem reduzierten Ladedruck durch eine Verkleinerung des Turbinenquerschnittes und der damit einhergehenden Steigerung des Turbinendruckverhältnisses entgegengewirkt werden. In der Praxis wird daher häufig ein vergleichsweise kleiner Abgasturbolader, d. h. ein Abgasturbolader mit einem kleinen Turbinenquerschnitt, in Kombination mit einer Abgasabblasung eingesetzt. Eine derartige Turbine wird auch als Waste-Gate-Turbine bezeichnet. Überschreitet der Abgasmassenstrom eine kritische Größe, wird ein Teil des Abgasstromes im Rahmen der sogenannten Abgasabblasung mittels einer Bypassleitung an der Turbine vorbei geführt.
Um dabei eine zufriedenstellende Aufladung auch bei hohen Drehzahlen bzw. größeren Abgasmengen sicher zu stellen bzw. die Drehmomentcharakteristik der aufgeladenen Brennkraftmaschine weiter zu verbessern, werden häufig mehrere Abgasturbolader, die parallel oder in Reihe geschaltet sind, gegebenenfalls in Kombination mit einem mechanischen Lader vorgesehen.
Auch die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine verfügt über mindestens einen Abgasturbolader, wobei der Verdichter ein Verdichtergehäuse umfasst, in dem auf der Welle zwei Laufräder angeordnet und gelagert sind.
Nach dem Stand der Technik wird abgasseitig eine kleine Turbine bevorzugt, deren kleines Turbinenlaufrad aufgrund der geringen Trägheit ein schnelles Ansprechverhalten gewährleistet und – aus den bereits genannten Gründen – bei niedrigen Drehzahlen bzw. kleinen Abgasmengen einen ausreichend hohen Ladedruck. Einlassseitig soll der Verdichter hingegen möglichst große Ladeluftmengen bereitstellen bzw. bereitstellen können, die eigentlich einen entsprechend großen Querschnitt des Verdichters und damit ein verhältnismäßig großes Verdichterlaufrad erfordern. Untersuchungen haben aber gezeigt, dass zu große Unterschiede im Laufraddurchmesser das Betriebsverhalten und den Wirkungsgrad des Abgasturboladers verschlechtern. Ein Verdichterlaufrad, dessen Durchmesser wesentlich größer ist als der Durchmesser des Turbinenlaufrades, ist daher als nachteilig anzusehen und zu vermeiden.
Aus den vorstehend genannten Gründen ist es vorteilhaft, den Verdichter anstatt mit einem großen Laufrad mit zwei kleineren Laufrädern auszustatten. Einen Abgasturbolader 21 mit einem derartigen Verdichter 22 zeigt, im Querschnitt und teilweise geschnitten, beispielsweise die 1.
Der Verdichter 22 und die Turbine 23 des Abgasturboladers 21 verfügen über eine gemeinsame drehbar gelagerte Welle 28, wobei die Turbine 23 über ein Turbinengehäuse 23a und ein in diesem Gehäuse 23a angeordnetes Laufrad 23b verfügt, während der Verdichter 22 ein Verdichtergehäuse 22a und zwei in diesem Gehäuse 22a angeordnete und auf der Welle 28 gelagerte Laufräder 22b ₁, 22b ₂ umfasst.
Die Turbine 23 ist als Axialturbine ausgeführt, d. h. die Anströmung der Laufschaufeln erfolgt im Wesentlichen axial. Im Wesentlichen axial bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Geschwindigkeitskomponente in axialer Richtung größer ist als die radiale Geschwindigkeitskomponente. Der Geschwindigkeitsvektor der Anströmung im Bereich des Laufrades 23b verläuft vorliegend nahezu parallel zur Welle 28 des Abgasturboladers 21.
Dabei wird das Abgas beim Durchströmen des Turbineneintritts 23a` mittels rundum verlaufenden Spiralgehäuse 23a' zunächst radial geführt und dann weiter stromabwärts im Wesentlichen axial auf das Laufrad 23b gelenkt, wobei die Anströmung des Laufrades 23b – auch ohne Leiteinrichtung – einen Drall aufweist, der in der Turbine 23 zur Energiegewinnung genutzt wird, d. h. zur Erzeugung des Ladedrucks. Der Austrittsbereich verläuft vorliegend koaxial zur Welle 28 der Axialturbine, so dass keine Umlenkung bzw. Richtungsänderung des Abgases im Austrittsbereich erfolgt.
Der Austritt 22a' des Verdichters 22 ist ebenfalls als rundumverlaufendes Spiralgehäuse 22a`ausgebildet, welches den gemeinsamen radial nach außen gerichteten Austrittskanal 27 der beiden Laufräder 22b ₁, 22b ₂ aufnimmt. Der Verdichter 22 ist ein Radialverdichter. Bei Verdichtern 22 wird Bezug genommen auf die Richtung der Abströmung aus den Laufschaufeln heraus. Bei einem Radialverdichter erfolgt die Abströmung also im Wesentlichen radial. Im Wesentlichen radial bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Geschwindigkeitskomponente in radialer Richtung größer ist als die axiale Geschwindigkeitskomponente. Der Geschwindigkeitsvektor der Strömung schneidet die Welle 28 des Verdichters 23 und zwar in einem rechten Winkel, falls die Abströmung exakt radial erfolgt. Die Anströmung kann und sollte vorzugsweise axial erfolgen.
Die Versorgung der beiden Laufräder 22b ₁, 22b ₂, deren Rückseiten 30b ₁, 30b ₂ aneinander liegen, d. h. deren Rückseiten 30b ₁, 30b ₂ sich abstandslos gegenüber liegen, und an deren Vorderseiten 29b ₁, 29b ₂ sich flügelartige Laufschaufeln anschließen, erfolgt hingegen getrennt voneinander. Ein erstes Laufrad 22b ₁, welches am verdichterseitigen Ende der Welle 28 auf der von der Turbine 23 abgewandten Seite angeordnet ist, wird via einem ersten Ansaugkanal 24b ₁ axial angeströmt, d. h. mit Ladeluft versorgt, während ein zweites Laufrad 22b ₂, welches zwischen dem ersten Laufrad 22b ₁ und der Turbine 23 angeordnet ist, via einem zweiten Ansaugkanal 24b ₂ axial angeströmt und mit Ladeluft versorgt wird.
Die Zuführung von Ladeluft zum zweiten Verdichterlaufrad 22b ₂ via zweitem Ansaugkanal 24b ₂, der ausgehend von einem radial zur Welle 28 verlaufenden Eintrittskanal 25b ₂ zum Laufrad 22b ₂ hin einen gekrümmten Verlauf aufweist und am laufradseitigen Ende zwecks axialer Anströmung des Laufrades 22b ₂ als Teilstück einen im Wesentlichen axial verlaufenden Zuführkanal 26b ₂ umfasst, erfordert die Umlenkung der Ladeluft bzw. der Ladeluftströmung mit teils größeren Richtungsänderungen.
Die Zuführung von Ladeluft zum ersten Verdichterlaufrad 22b ₁ erfolgt hingegen axial, so dass keine Umlenkung bzw. Richtungsänderung der Ladeluftströmung erfolgt.
Das Turbinenlaufrad 23b verfügt ebenfalls über eine quer zur Welle 28 verlaufende tellerförmige Trägerplatte, auf deren Vorderseite sich einseitig flügelartige Laufschaufeln anschließen, wohingegen die Rückseite – wie beim Verdichterlaufrad – laufschaufelfrei ist.
Dadurch werden im Betrieb der Brennkraftmaschine einseitig aerodynamische Kräfte generiert, die das Turbinenlaufrad 23b entlang der Drehachse 28 nach rechts in Richtung der Abgasabströmung ziehen. Die aerodynamischen Kräfte verursachen zudem mehr oder weniger große Axiallagerkräfte im Lager der Welle 28 des Abgasturboladers 21. Diese Lagerkräfte bzw. die durch die Lagerkräfte verursachte Lagerreibung vermindern den Wirkungsgrad der Radialturbine und damit dem Gesamtwirkungsgrad des Abgasturboladers 21.
Das vorstehend für die Turbine 23 bzw. das Turbinenlaufrad 23b Gesagte gilt in analoger Weise auch für den Verdichter 22 bzw. die beiden Verdichterlaufräder 22b ₁, 22b ₂, wobei die spiegelbildliche Anordnung der Verdichterlaufräder 22b ₁, 22b ₂ für eine gegenseitige Kompensation der verdichterseitig generierten aerodynamischen Kräfte zumindest in Teilen sorgt. Eine vollständige Kompensation dieser Kräfte, insbesondere in axiale Richtung, kann aber in der Regel nicht erzielt werden.
Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aufgeladene Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, deren mindestens ein Abgasturbolader hinsichtlich des Wirkungsgrades optimiert ist, insbesondere hinsichtlich der durch die Lagerkräfte verursachten Reibleistung.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit

– einem Ansaugsystem zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Ladeluft,
– einem Abgasabführsystem zur Abführung der Abgase, und
– mindestens einem Abgasturbolader, bei dem ein Verdichter im Ansaugsystem und eine Turbine im Abgassystem auf derselben drehbaren Welle angeordnet sind und der Verdichter zwei in einem Verdichtergehäuse angeordnete und auf der Welle gelagerte Laufräder umfasst, wobei jedes Verdichterlaufrad über eine quer zur Welle verlaufende tellerförmige Trägerplatte verfügt, die eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist und an die sich einseitig auf der Vorderseite flügelartige Laufschaufeln anschließen, die entlang der Welle verlaufen, und die zwei Verdichterlaufräder mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten auf der Welle angeordnet sind, in der Art, dass sich die laufschaufelfreien Rückseiten der Trägerplatten gegenüber liegen und jedem Verdichterlaufrad ein separater Ansaugkanal zugeordnet ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
– die Turbine eine zweiflutige Radialturbine mit zwei Laufrädern ist, und
– jedes Turbinenlaufrad über eine quer zur Welle verlaufende tellerförmige Trägerplatte verfügt, die eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist und an die sich einseitig auf der Vorderseite flügelartige Laufschaufeln anschließen, die entlang der Welle verlaufen, wobei die zwei Turbinenlaufräder mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten auf der Welle angeordnet sind, in der Art, dass sich die laufschaufelfreie Rückseiten der Trägerplatten gegenüber liegen und jedem Turbinenlaufrad eine Flut zugeordnet ist.

Im Gegensatz zum Stand der Technik verfügt die Turbine der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine über zwei Fluten und zwei Laufräder. Jeder der zwei Fluten ist jeweils ein Laufrad zugeordnet, so dass jedes Laufrad – in Abhängigkeit von der Ausgestaltung einer die zwei Fluten in Richtung der Laufräder zumindest abschnittsweise voneinander trennenden Gehäusewandung – im Wesentlichen bzw. ausschließlich mit dem Abgas aus einer Flut beaufschlagt wird. Im Einzelfall wird eine Interaktion zwischen den Fluten stromaufwärts der Laufräder vollständig unterbunden, d. h. ein Rückströmen von einer Flut in die andere Flut unterbunden. Eine derartige Ausgestaltung der Turbine gestattet es, für beide Fluten laufradseitig gleiche Bedingungen, insbesondere gleiche strömungstechnische Randbedingungen, zu schaffen, so dass die aus den Fluten stammenden Abgasströme das jeweilige Laufrad auf gleiche Weise durchströmen und – über der Zeit gemittelt – gleichgroße bzw. ähnlich große Wirkungsgrade erzielen. D. h. jede Flut bzw. jedes Laufrad nutzt die Enthalpie des dazugehörigen Abgasstroms gleich effektiv. Der Gesamtwirkungsgrad der Turbine wird dadurch deutlich angehoben.
Um für beide Fluten der zweiflutigen Turbine laufradseitig gleiche Bedingungen zu schaffen, verfügt die erfindungsgemäße Turbine zumindest laufradseitig über einen symmetrischen Aufbau. Die zwei Laufräder sind spiegelbildlich zueinander auf der Welle angeordnet, wobei sich die laufschaufelfreien Rückseiten der Trägerplatten gegenüber liegen bzw. aneinander liegen. Im montierten Zustand der Turbine können die Trägerplatten der Laufräder und damit die Laufräder als solche an den Rückseiten lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sein.
Dann erstrecken sich die flügelartigen Laufschaufeln des ersten Laufrades ausgehend von der Vorderseite der ersten Trägerplatte entlang der Welle in die eine Richtung und die flügelartigen Laufschaufeln des zweiten Laufrades ausgehend von der Vorderseite der zweiten Trägerplatte entlang der Welle in die entgegengesetzte Richtung.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Turbine mit zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten Laufrädern hat neben dem höheren Gesamtwirkungsgrad weitere Vorteile. Die beim Durchströmen der Laufräder in jedem Laufrad generierten aerodynamische Kräfte beeinflussen sich in vorteilhafter Weise und vermindern sich gegenseitig, soweit diese entgegensetzt gerichtet sind. Eine vollständige Kompensation dieser Kräfte, insbesondere in axialer Richtung, kann aber in der Regel nicht erzielt werden, da die Zylinder der Brennkraftmaschine einen thermodynamischen Versatz aufweisen und die Druck- und Strömungsverhältnisse der beiden Fluten sich diesem thermodynamischen Versatz entsprechend nur zeitlich versetzt ähnlich sind, wobei vorzugsweise eine Gruppierung der Zylinder und ein gruppenweises Verbinden der Zylindergruppen mit jeweils einer Flut vorgenommen werden wird. Während sich die thermodynamischen Zustandsgrößen in den Fluten zu einem konkreten Zeitpunkt weiterhin unterscheiden, ergeben sich diesbezüglich über die Zeit gemittelt Ähnlichkeiten.
Nichtsdestotrotz kompensieren sich die aerodynamischen Kräfte zumindest teilweise, weshalb auch die axialen Lagerkräfte des Abgasturboladers weniger groß sind. Mit der Reduzierung der Lagerkräfte nimmt auch die Lagerreibung ab und die Reibleistung der Turbine verringert ist. Auch dies trägt zu einem höheren Gesamtwirkungsgrad des mindestens einen Abgasturboladers bei.
Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird folglich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich eine aufgeladene Brennkraftmaschine bereitgestellt, deren mindestens ein Abgasturbolader hinsichtlich des Wirkungsgrades optimiert ist, insbesondere hinsichtlich der durch die Lagerkräfte verursachten Reibleistung.
Die Turbine der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist eine zweiflutige Radialturbine. Die Radialbauweise eignet sich für gruppierte Zylinder, insbesondere zur Stoßaufladung bzw. zum Wechsel von der Stoßaufladung zur Stauaufladung.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen der Verdichter ein Radialverdichter ist. Die Radialbauweise des Verdichters begünstigt bzw. sorgt für eine kompakte Bauweise, wenn zwei Verdichterlaufräder vorgesehen sind. Zudem vereinfacht bzw. ermöglicht die Radialbauweise eine Kühlung der Ladeluft während der Kompression und zwar in der Art, dass die zu komprimierende Ladeluft großflächig über weite Strecken eines sich radial nach außen erstreckenden Laufrades gekühlt werden kann, was bei Einsatz eines Axialverdichters, der für eine Kühlung der Ladeluft im Bereich des Laufrades nur wenig Bauraum bereitstellt, nicht ohne weiteres möglich ist. Nichtsdestotrotz kann grundsätzlich auch ein Verdichter in Axialbauweise vorgesehen werden.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen sich die Rückseiten der zwei Verdichterlaufräder abstandslos gegenüber liegen. Dies begünstigt bzw. unterstützt eine kompakte Bauweise. Diese Ausführungsform vereinfacht zudem den Einsatz eines gemeinsamen Austrittskanals.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Rückseiten der zwei Verdichterlaufräder einteilig ausgebildet sind und ein monolithisches Bauteil bilden. Die zwei Laufräder bilden dann ein Bauteil, d. h. sind stoffschlüssig untrennbar miteinander verbunden.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die tellerförmigen Trägerplatten der zwei Verdichterlaufräder senkrecht zur Welle verlaufen.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das Verdichtergehäuse einen gemeinsamen Austrittskanal für die mindestens zwei Verdichterlaufräder aufweist.
Ein gemeinsamer Austrittskanal sorgt für einen gleichgroßen Druck stromabwärts der einzelnen Verdichterlaufräder, wodurch die Realisierung gleichgroßer bzw. ähnlicher Druckverhältnisse p_in/p_out über jedes der beiden Laufräder deutlich erleichtert wird.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Ansaugkanäle der mindestens zwei Verdichterlaufräder als Teilstücke Eintrittskanäle umfassen, die entlang der Welle zueinander benachbart angeordnet sind und radial zur Welle verlaufen.
Ähnliche Ansaugkanäle, welche die Ladeluft zu den Laufrädern des Verdichters führen, d. h. Ansaugkanäle, die ausgehend vom Eintrittskanal bis hin zum Laufrad am laufradseitigen Ende des Ansaugkanals ähnlich verlaufen, sorgen für ähnliche Eintrittsdrücke unmittelbar stromaufwärts der Laufräder.
Teilen sich die Laufräder dann einen gemeinsamen Austrittskanal, sind die Verdichterdruckverhältnisse gleichgroß bzw. ähnlich groß, wobei gleichgroße Druckverhältnisse und Ladeluftströme über die einzelnen Laufräder das Betriebsverhalten des Verdichters und damit des Abgasturboladers erheblich verbessern. Insbesondere wird verhindert, dass ein Laufrad Ladeluft in ein anderes Laufrad hinein fördert, Ladeluft rezirkuliert oder ein Laufrad die Förderung von Ladeluft ganz einstellt und überhitzt.
Bei Brennkraftmaschinen mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens zwei Zylindern, bei denen

– jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt,
– mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass sie zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden,
– die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe unter Ausbildung eines Abgaskrümmers jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, wobei jeweils eine Gesamtabgasleitung mit einer der zwei Fluten der Turbine verbunden ist, sind Ausführungsformen vorteilhaft, die dadurch gekennzeichnet sind, dass
– die zwei Fluten – in Fortsetzung der Gesamtabgasleitungen – bis hin zu den zwei Turbinenlaufrädern mittels einer Gehäusewandung voneinander getrennt sind.

Dann werden auch die Abgasabführsysteme der Zylindergruppen bis zum Eintritt in die Laufräder mittels Gehäusewandung voneinander getrennt. Die Gehäusewandung weist laufradseitig ein freies zungenartiges Ende, welches vorliegend so nahe wie möglich an die Laufräder heranreichen sollte. Dies maximiert den Trennungsgrad der Fluten bzw. der Abgasabführsysteme. Ein mehr oder weniger großer Spalt zwischen der Gehäusewandung und den Laufrädern muss verbleiben, damit die Laufräder ungehindert rotieren können, ohne an der Gehäusewandung zu reiben. Vorzugsweise sollte dieser Spalt aber so schmal wie möglich ausgeführt werden.
Bei einem entsprechenden Aufbau der Turbine können die Trägerplatten der beiden Laufräder die Abgasabführsysteme der beiden Zylindergruppen in Fortsetzung der Gehäusewandung beim Eintritt in die Laufräder voneinander trennen, so dass die einzelnen Abgasströme der Zylindergruppen bzw. der Fluten die Laufräder tatsächlich exklusiv und getrennt voneinander durchströmen.
Bei Brennkraftmaschinen mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens zwei Zylindern, bei denen

– jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt,
– mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass sie zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden,
– die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe unter Ausbildung eines Abgaskrümmers jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, wobei jeweils eine Gesamtabgasleitung mit einer der zwei Fluten der Turbine verbunden ist, sind ebenfalls Ausführungsformen vorteilhaft, die dadurch gekennzeichnet sind, dass
– eine die zwei Fluten zumindest abschnittsweise voneinander trennende Gehäusewandung laufradseitig ein freies zungenartiges Ende aufweist und unter Ausbildung eines Zungenabstandes beabstandet zu den zwei Turbinenlaufrädern endet.

Eine Interaktion zwischen den Abgassystemen bzw. den Fluten wird vorliegend nicht unterbunden, sondern zugelassen. Die Abgasabführsysteme der Zylindergruppen können im Bereich der Fluten stromaufwärts der Laufräder der Turbine miteinander kommunizieren.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang insbesondere Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das zungenartige Ende zwecks Veränderung des Zungenabstandes variabel ausgebildet ist, insbesondere zwecks Verkleinerung des Zungenabstandes in Richtung der Laufräder verlängerbar ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die tellerförmigen Trägerplatten der zwei Turbinenlaufräder senkrecht zur Welle verlaufen.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die tellerförmigen Trägerplatten der zwei Turbinenlaufräder mit der Gehäusewandung fluchten.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen sich die Rückseiten der zwei Turbinenlaufräder abstandslos gegenüber liegen. Dies gewährleistet eine kompakte Bauweise der Turbine und damit des gesamten Abgasturboladers.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Rückseiten der zwei Turbinenlaufräder einteilig ausgebildet sind und ein monolithisches Bauteil bilden. Die zwei Laufräder bilden dann ein Bauteil, d. h. sind stoffschlüssig untrennbar miteinander verbunden.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen zur Steuerung des Ladungswechsels mindestens ein variabler Ventiltrieb umfassend mindestens ein Ventil für jeden Zylinder und eine Ventilbetätigungseinrichtung zur Betätigung des mindestens einen Ventils vorgesehen ist. Sollen sowohl die Steuerzeiten auf der Einlassseite als auch auf der Auslassseite variiert werden, sind mindestens zwei variable Ventiltriebe erforderlich.
Problematisch ist der Kraftstoffverbrauch insbesondere bei Ottomotoren. Der Grund hierfür liegt im prinzipiellen Arbeitsverfahren des Ottomotors, nämlich der Quantitätsregelung. Die Laststeuerung erfolgt in der Regel mittels einer im Ansaugtrakt vorgesehenen Drosselklappe. Durch Verstellen der Drosselklappe kann der Druck der angesaugten Luft hinter der Drosselklappe mehr oder weniger stark reduziert werden. Diese Art der Laststeuerung erweist sich besonders im Teillastbereich als nachteilig, denn geringe Lasten erfordern eine hohe Drosselung und Druckabsenkung im Ansaugsystem.
Ein Lösungsansatz zur Entdrosselung des ottomotorischen Arbeitsverfahrens besteht in der Verwendung eines variablen Ventiltriebs. Im Gegensatz zu konventionellen Ventiltrieben, bei denen sowohl der Hub der Ventile als auch die Steuerzeiten unveränderlich sind, können diese den Verbrennungsprozess und damit den Kraftstoffverbrauch beeinflussenden Parameter mittels variabler Ventiltriebe mehr oder weniger stark variiert werden. Spürbare Kraftstoffeinsparungen können aber auch mit nur teilweise variablen Ventiltrieben erzielt werden.
Es gibt eine Vielzahl anderer Lösungsansätze zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs von Ottomotoren bzw. zur Entdrosselung des ottomotorischen Arbeitsverfahrens. Insbesondere die Einspritzung von Kraftstoff direkt in den Brennraum der Zylinder wird als eine geeignete Maßnahme angesehen, den Kraftstoffverbrauch auch bei Ottomotoren spürbar zu reduzieren.
Mittels direkter Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum kann eine geschichtete Brennraumladung realisiert werden, die zur Entdrosselung des ottomotorisches Arbeitsverfahren beiträgt, da die Brennkraftmaschine mit Hilfe des Schichtladebetriebs sehr weit abgemagert werden kann, was insbesondere im Teillastbetrieb, d. h. im unteren und mittleren Lastbereich, wenn nur geringe Kraftstoffmengen einzuspritzen sind, thermodynamische Vorteile bietet. Weitere Vorteile ergeben sich aufgrund der mit einer Direkteinspritzung prinzipbedingt verbundenen Innenkühlung des Brennraums bzw. des Gemisches.
Aus den vorstehend genannten Gründen sind daher auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine vorteilhaft, bei denen eine Direkteinspritzung als Kraftstoffversorgung vorgesehen ist, um Kraftstoff direkt in den mindestens einen Zylinder einzubringen.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen ein Zylinderkopf mit vier entlang der Längsachse des Zylinderkopfes in Reihe angeordneten Zylindern vorgesehen ist.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die innenliegenden Zylinder eine erste Zylindergruppe und die außenliegenden Zylinder eine zweite Zylindergruppe bilden.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das Turbinengehäuse einen gemeinsamen Austrittskanal für die mindestens zwei Laufräder aufweist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen stromabwärts des mindestens einen Verdichters ein Ladeluftkühler vorgesehen ist, mit dem die komprimierte Ladeluft vor Eintritt in den mindestens einen Zylinder gekühlt wird. Der Kühler senkt die Temperatur und steigert damit die Dichte der Ladeluft, so dass auch der Kühler zu einer besseren Füllung der Zylinder, d. h. zu einer größeren Luftmasse, beiträgt. Es erfolgt gewissermaßen eine Verdichtung durch Kühlung.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das Verdichtergehäuse und/oder Turbinengehäuse modular als mehrteiliges Gehäuse ausgebildet ist und mindestens zwei Gehäusesegmente umfasst.
Vorteilhaft können aber auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen das Verdichtergehäuse und/oder Turbinengehäuse einteilig ausgebildet ist. Dann entfallen Verbindungselemente wie beispielsweise Schrauben und dergleichen und die Montage der Gehäuseteile.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und gemäß den 1 und 2 näher beschrieben. Hierbei zeigt:
1 den Abgasturbolader einer aufgeladenen Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik im Querschnitt und teilweise geschnitten, und
2 schematisch in einem Halbschnitt durch die Welle der Laufräder die Radialturbine eines Abgasturboladers einer ersten Ausführungsform der aufgeladenen Brennkraftmaschine.
1 zeigt den herkömmlichen Abgasturbolader 21 einer aufgeladenen Brennkraftmaschine im Querschnitt und wurde bereits im Zusammenhang mit dem Stand der Technik erläutert, weshalb an dieser Stelle im Rahmen der Figurenbeschreibung keine weiteren Ausführungen zu dieser Figur gemacht werden.
2 zeigt schematisch in einem Halbschnitt durch die Welle 8 der Laufräder 3a, 3b die Radialturbine 1 eines Abgasturboladers einer ersten Ausführungsform der aufgeladenen Brennkraftmaschine.
Die dargestellte Radialturbine 1 ist als Zwillingsstromturbine 11 ausgebildet, bei der die beiden Fluten 1a, 1b die zwei Laufräder 3a, 3b nebeneinander angeordnet und zumindest entlang eines bogenförmigen Abschnitts spiralförmig auf gleichgroßen Radien umschließen. Jede Flut 1a, 1b der Radialturbine 1 ist via Gesamtabgasleitung mit einer der beiden Zylindergruppen verbunden (nicht dargestellt).
Die Radialturbine 1 ist mit zwei Laufrädern 3a, 3b ausgestattet, die in einem Turbinengehäuse 2 auf einer drehbaren Welle 8 gelagert sind. Die zwei Fluten 1a, 1b sind in Richtung der Laufräder 3a, 3b in Fortsetzung der Gesamtabgasleitungen mittels Gehäusewandung 2a abschnittsweise voneinander getrennt, wobei die Gehäusewandung 2a laufradseitig ein freies zungenartiges Ende aufweist und unter Ausbildung eines Zungenabstandes beabstandet zu den zwei Laufrädern 3a, 3b endet. Insofern besteht bei der in 2 dargestellten Radialturbine 1 eine Verbindung zwischen den Fluten 1a, 1b nahe der Laufräder 3a, 3b und eine Interaktion zwischen den Fluten 1a, 1b ist grundsätzlich möglich.
Jedes Laufrad 3a, 3b verfügt über eine senkrecht zur Welle 8 verlaufende tellerförmige Trägerplatte 4a, 4b mit einer Vorderseite 6a, 6b und einer Rückseite 7a, 7b. Auf den Vorderseiten 6a, 6b der Trägerplatten 4a, 4b schließen sich flügelartige Laufschaufeln 5a, 5b an, die jeweils entlang der Welle 8 verlaufen.
Die beiden Laufräder 3a, 3b sind mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten 4a, 4b auf der Welle 8 angeordnet und zwar in der Art, dass sich die laufschaufelfreien Rückseiten 7a, 7b der Trägerplatten 4a, 4b gegenüber liegen und jedem Laufrad 3a, 3b eine Flut 1a, 1b zugeordnet ist. Dabei fluchten die tellerförmigen Trägerplatten 4a, 4b mit der Gehäusewandung 2a.
Die Radialturbine 1 weist in dem gezeigten Halbquerschnitt einen symmetrischen Aufbau auf. Auf diese Weise werden für beide Fluten 1a, 1b der zweiflutigen Radialturbine 1 laufradseitig gleiche Bedingungen geschaffen. Das aus der ersten Flut 1a stammende Abgas 9 sowie das aus der zweiten Flut 1b stammende Abgas 10 durchströmen das jeweilige Laufrad 3a, 3b auf ähnlichen, vorzugsweise gleichen, Strömungswegen, wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Radialturbine 1 erhöht wird.
Bezugszeichenliste
Stand der Technik:

21: Abgasturbolader
22: Verdichter
22a: Verdichtergehäuse
22a': Spiralgehäuse, Verdichteraustritt
22b₁: erstes Verdichterlaufrad
22b₂: zweites Verdichterlaufrad
23: Turbine
23a: Turbinengehäuse
23a': Spiralgehäuse, Turbineneintritt
23b: Turbinenlaufrad
24b₁: erster Ansaugkanal, Ansaugkanal des ersten Verdichterlaufrades
24b₂: zweiter Ansaugkanal, Ansaugkanal des zweiten Verdichterlaufrades
25b₁: erster Eintrittskanal, Eintrittskanal des ersten Verdichterlaufrades
25b₂: zweiter Eintrittskanal, Eintrittskanal des zweiten Verdichterlaufrades
26b₁: erster Zuführkanal, Zuführkanal des ersten Verdichterlaufrades
26b₂: zweiter Zuführkanal, Zuführkanal des zweiten Verdichterlaufrades
27: gemeinsamer Austrittskanal
28: Welle, Drehachse
29b₁: Vorderseite der tellerförmigen Trägerplatte des ersten Verdichterlaufrades
29b₂: Vorderseite der tellerförmigen Trägerplatte des zweiten Verdichterlaufrades
30b₁: Rückseite der tellerförmigen Trägerplatte des ersten Verdichterlaufrades
30b₂: Rückseite der tellerförmigen Trägerplatte des zweiten Verdichterlaufrades

Claims

Aufgeladene Brennkraftmaschine mit – einem Ansaugsystem zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Ladeluft, – einem Abgasabführsystem zur Abführung der Abgase, und – mindestens einem Abgasturbolader (21), bei dem ein Verdichter (22) im Ansaugsystem und eine Turbine (1, 23) im Abgassystem auf derselben drehbaren Welle (8, 28) angeordnet sind und der Verdichter (22) zwei in einem Verdichtergehäuse (22a) angeordnete und auf der Welle (8, 28) gelagerte Laufräder (22b ₁, 22b ₂) umfasst, wobei jedes Verdichterlaufrad (22b ₁, 22b ₂) über eine quer zur Welle (8, 28) verlaufende tellerförmige Trägerplatte verfügt, die eine Vorderseite (29b ₁, 29b ₂) und eine Rückseite (30b ₁, 30b ₂) aufweist und an die sich einseitig auf der Vorderseite (29b ₁, 29b ₂) flügelartige Laufschaufeln anschließen, die entlang der Welle (8, 28) verlaufen, und die zwei Verdichterlaufräder (22b ₁, 22b ₂) mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten auf der Welle (8, 28) angeordnet sind, in der Art, dass sich die laufschaufelfreien Rückseiten (30b ₁, 30b ₂) der Trägerplatten gegenüber liegen und jedem Verdichterlaufrad (22b ₁, 22b ₂) ein separater Ansaugkanal (24b ₁, 24b ₂) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Turbine (1) eine zweiflutige Radialturbine (1) mit zwei Laufrädern (3a, 3b) ist, und – jedes Turbinenlaufrad (3a, 3b) über eine quer zur Welle (8) verlaufende tellerförmige Trägerplatte (4a, 4b) verfügt, die eine Vorderseite (6a, 6b) und eine Rückseite (7a, 7b) aufweist und an die sich einseitig auf der Vorderseite (6a, 6b) flügelartige Laufschaufeln (5a, 5b) anschließen, die entlang der Welle (8) verlaufen, wobei die zwei Turbinenlaufräder (3a, 3b) mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten (4a, 4b) auf der Welle (8) angeordnet sind, in der Art, dass sich die laufschaufelfreie Rückseiten (7a, 7b) der Trägerplatten (4a, 4b) gegenüber liegen und jedem Turbinenlaufrad (3a, 3b) eine Flut (1a, 1b) zugeordnet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (22) ein Radialverdichter ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rückseiten (30b ₁, 30b ₂) der zwei Verdichterlaufräder (22b ₁, 22b ₂) abstandslos gegenüber liegen.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseiten (30b ₁, 30b ₂) der zwei Verdichterlaufräder (22b ₁, 22b ₂) einteilig ausgebildet sind und ein monolithisches Bauteil bilden.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tellerförmigen Trägerplatten der zwei Verdichterlaufräder (22b ₁, 22b ₂) senkrecht zur Welle (8, 28) verlaufen.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtergehäuse (22a) einen gemeinsamen Austrittskanal (27) für die mindestens zwei Verdichterlaufräder (22b ₁, 22b ₂) aufweist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugkanäle (24b ₁, 24b ₂) der mindestens zwei Verdichterlaufräder (22b ₁, 22b ₂) als Teilstücke Eintrittskanäle (25b ₁, 25b ₂) umfassen, die entlang der Welle (8, 28) zueinander benachbart angeordnet sind und radial zur Welle (8, 28) verlaufen.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens zwei Zylindern, bei der – jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt, – mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass sie zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden, – die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe unter Ausbildung eines Abgaskrümmers jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, wobei jeweils eine Gesamtabgasleitung mit einer der zwei Fluten (1a, 1b) der Turbine (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die zwei Fluten (1a, 1b) – in Fortsetzung der Gesamtabgasleitungen – bis hin zu den zwei Turbinenlaufrädern (3a, 3b) mittels einer Gehäusewandung (2a) voneinander getrennt sind.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens zwei Zylindern, bei der – jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt, – mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass sie zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden, – die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe unter Ausbildung eines Abgaskrümmers jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, wobei jeweils eine Gesamtabgasleitung mit einer der zwei Fluten (1a, 1b) der Turbine (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – eine die zwei Fluten (1a, 1b) zumindest abschnittsweise voneinander trennende Gehäusewandung (2a) laufradseitig ein freies zungenartiges Ende aufweist und unter Ausbildung eines Zungenabstandes beabstandet zu den zwei Turbinenlaufrädern (3a, 3b) endet.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tellerförmigen Trägerplatten (4a, 4b) der zwei Turbinenlaufräder (3a, 3b) senkrecht zur Welle (8, 28) verlaufen.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die tellerförmigen Trägerplatten (4a, 4b) der zwei Turbinenlaufräder (3a, 3b) mit der Gehäusewandung (2a) fluchten.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rückseiten (7a, 7b) der zwei Turbinenlaufräder (3a, 3b) abstandslos gegenüber liegen.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseiten (7a, 7b) der zwei Turbinenlaufräder (3a, 3b) einteilig ausgebildet sind und ein monolithisches Bauteil bilden.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des Ladungswechsels mindestens ein variabler Ventiltrieb umfassend mindestens ein Ventil für jeden Zylinder und eine Ventilbetätigungseinrichtung zur Betätigung des mindestens einen Ventils vorgesehen ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Direkteinspritzung als Kraftstoffversorgung vorgesehen ist, um Kraftstoff direkt in den mindestens einen Zylinder einzubringen.