DE102016213386A1

DE102016213386A1 - Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102016213386A1
Application number: DE102016213386.1A
Authority: DE
Inventors: Helmut Kindl; Andreas Kuske; Jörg Kemmerling; Vanco Smiljanovski; Franz Arnd Sommerhoff; Hanno Friederichs
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-01-25
Also published as: US20180023461A1; CN107642410A; CN107642410B; US10465598B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine (1) mit mindestens zwei Zylindern (3), einem Ansaugsystem (2) zum Zuführen von Ladeluft und einem Abgasabführsystem (4) zum Abführen von Abgas und mit mindestens einem Abgasturbolader, der eine im Abgasabführsystem (4) angeordnete Turbine (6) und einen im Ansaugsystem (2) angeordneten Verdichter umfasst, bei der – jeder Zylinder (3) mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem (4) aufweist und sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt, wobei die Abgasleitungen von mindestens zwei Zylindern (3) unter Ausbildung eines Abgaskrümmers (4a) zu einer Gesamtabgasleitung (4b) zusammenführen, und – die ein Turbinengehäuse (6a) umfassende Turbine (6) des mindestens einen Abgasturboladers eine Waste-Gate-Turbine (6) ist. Es soll eine Brennkraftmaschine (1) der genannten Art bereitgestellt werden, deren Betriebsverhalten verbessert ist. Erreicht wird dies durch eine Brennkraftmaschine (1) der oben genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass – das Abgasabführsystem (4) zumindest bereichsweise mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum (5) ausgestattet ist, wobei der mindestens eine Hohlraum (5) einen Bypass (7) bildet, der stromaufwärts und stromabwärts der Waste-Gate-Turbine (6) mit dem Abgasabführsystem (4) zumindest verbindbar ist und der mit mindestens einem Absperrelement (7c) ausgestattet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, einem Ansaugsystem zum Zuführen von Ladeluft und einem Abgasabführsystem zum Abführen von Abgas und mit mindestens einem Abgasturbolader, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst, bei der

– jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt, wobei die Abgasleitungen von mindestens zwei Zylindern unter Ausbildung eines Abgaskrümmers zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, und
– die ein Turbinengehäuse umfassende Turbine des mindestens einen Abgasturboladers eine Waste-Gate-Turbine ist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine der vorstehend genannten Art.
Eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art wird beispielsweise als Kraftfahrzeugantrieb eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Ottomotoren, Dieselmotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren nutzen, sowie 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.
Die Aufladung einer Brennkraftmaschine dient in erster Linie der Leistungssteigerung. Die für den Verbrennungsprozess benötigte Luft wird verdichtet, wodurch jedem Zylinder pro Arbeitsspiel eine größere Luftmasse zugeführt werden kann. Dadurch können die Kraftstoffmasse und damit der Mitteldruck gesteigert werden.
Die Aufladung ist ein geeignetes Mittel, bei unverändertem Hubraum die Leistung einer Brennkraftmaschine zu steigern oder bei gleicher Leistung den Hubraum zu reduzieren. In jedem Fall führt die Aufladung zu einer Erhöhung der Bauraumleistung und einer günstigeren Leistungsmasse. Wird der Hubraum verringert, lässt sich das Lastkollektiv zu höheren Lasten hin verschieben, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger ist. Durch Aufladung in Kombination mit einer geeigneten Getriebeauslegung kann auch ein sogenanntes Downspeeding realisiert werden, bei dem ebenfalls ein geringerer spezifischer Kraftstoffverbrauch erzielt werden kann.
Die Aufladung unterstützt folglich das ständige Bemühen in der Entwicklung von Brennkraftmaschinen, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, d. h. den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu verbessern.
In der Regel wird für die Aufladung ein Abgasturbolader eingesetzt, bei dem ein Verdichter und eine Turbine auf derselben Welle angeordnet sind. Der heiße Abgasstrom wird der Turbine zugeführt und entspannt sich unter Energieabgabe in dieser Turbine, wodurch die Welle in Drehung versetzt wird. Die vom Abgasstrom an die Turbine und schließlich 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. Gegebenenfalls ist zusätzlich eine Ladeluftkühlung vorgesehen, mit der die komprimierte Ladeluft vor Eintritt in die Zylinder gekühlt wird.
Der Vorteil eines Abgasturboladers beispielsweise im Vergleich zu einem mechanischen Lader besteht darin, dass keine mechanische Verbindung zur Leistungsübertragung zwischen Lader und Brennkraftmaschine besteht bzw. erforderlich ist, die zusätzlich Bauraum im Motorraum beansprucht und die Anordnung der Aggregate in nicht unerheblicher Weise beeinflusst. Während ein mechanischer Lader die für seinen Antrieb benötigte Energie vollständig von der Brennkraftmaschine bezieht und somit die bereitgestellte Leistung mindert und auf diese Weise den Wirkungsgrad nachteilig beeinflusst, nutzt der Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase.
Schwierigkeiten bereitet die Auslegung der Abgasturboaufladung, wobei grundsätzlich eine spürbare Leistungssteigerung in allen Drehzahlbereichen angestrebt wird. Bei mit einem Abgasturbolader aufgeladenen Brennkraftmaschinen wird bei Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl ein spürbarer Drehmomentabfall beobachtet. Dieser Effekt ist unerwünscht und zählt zu den gravierendsten Nachteilen der Abgasturboaufladung.
Verständlich wird dieser Drehmomentabfall, wenn berücksichtigt wird, dass das Ladedruckverhältnis vom Turbinendruckverhältnis abhängt. Wird beispielsweise die Motordrehzahl verringert, führt dies zu einem kleineren Abgasstrom und damit zu einem kleineren Turbinendruckverhältnis. Dies hat zur Folge, dass zu niedrigeren Drehzahlen hin das Ladedruckverhältnis ebenfalls abnimmt, was gleichbedeutend ist mit einem Drehmomentabfall.
Die Drehmomentcharakteristik einer mittels Abgasturboaufladung aufgeladenen Brennkraftmaschine wird nach dem Stand der Technik durch unterschiedliche Maßnahmen zu verbessern versucht.
Beispielsweise durch eine kleine Auslegung des Turbinenquerschnitts und gleichzeitiger Abgasabblasung. Eine derartige Turbine wird auch als Waste-Gate-Turbine bezeichnet. Überschreitet der Abgasmassenstrom eine kritische Größe wird ein Teil des Abgasstroms im Rahmen einer sogenannten Abgasabblasung mittels einer Bypassleitung an der Turbine vorbei geführt. Diese Vorgehensweise hat den Nachteil, dass das Aufladeverhalten bei höheren Drehzahlen unzureichend ist.
Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine kann des Weiteren durch mehrere parallel angeordnete Turbolader, d. h. durch mehrere parallel angeordnete Turbinen von kleinerem Turbinenquerschnitt, verbessert werden, wobei mit steigender Abgasmenge Turbinen sukzessive zugeschaltet werden; ähnlich einer Registeraufladung.
Die Drehmomentcharakteristik kann auch mittels mehrerer in Reihe geschalteter Abgasturbolader vorteilhaft beeinflusst werden. Durch das in Reihe Schalten von zwei Abgasturboladern, von denen ein Abgasturbolader als Hochdruckstufe und ein Abgasturbolader als Niederdruckstufe dient, kann das Verdichterkennfeld in vorteilhafter Weise aufgeweitet werden und zwar sowohl hin zu kleineren Verdichterströmen als auch hin zu größeren Verdichterströmen.
Insbesondere ist bei dem als Hochdruckstufe dienenden Abgasturbolader ein Verschieben der Pumpgrenze hin zu kleineren Verdichterströmen möglich, wodurch auch bei kleinen Verdichterströmen hohe Ladedruckverhältnisse erzielt werden können und die Drehmomentcharakteristik im unteren Drehzahlbereich deutlich verbessert wird. Erreicht wird dies durch eine Auslegung der Hochdruckturbine auf kleine Abgasströme und Vorsehen einer Bypassleitung, mit der bei zunehmendem Abgasstrom zunehmend Abgas an der Hochdruckturbine vorbeigeführt wird. Die Bypassleitung zweigt hierzu stromaufwärts der Hochdruckturbine vom Abgasabführsystem ab und mündet stromaufwärts der Niederdruckturbine wieder in das Abgasabführsystem. In der Bypassleitung ist ein Absperrelement angeordnet, um den an der Hochdruckturbine vorbeigeführten Abgasstrom zu steuern.
Die Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, verfügt über mindestens einen Abgasturbolader, wobei die ein Turbinengehäuse umfassende Turbine des mindestens einen Abgasturboladers eine Waste-Gate-Turbine ist. Die Abgasleitungen, die sich an die Auslassöffnungen der mindestens zwei Zylinder anschließen, sind nach dem Stand der Technik zumindest teilweise im Zylinderkopf integriert und werden zu einer gemeinsamen Gesamtabgasleitung oder aber gruppenweise zu zwei oder mehreren Gesamtabgasleitungen zusammengeführt. Das Zusammenführen von Abgasleitungen zu einer Gesamtabgasleitung wird im Allgemeinen und im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Abgaskrümmer bezeichnet.
Bei der Auslegung der Abgasturboaufladung ist man bemüht, die Turbine bzw. die Turbinen möglichst nahe am Auslass der Brennkraftmaschine, d. h. nahe der Auslassöffnungen der Zylinder, anzuordnen, um auf diese Weise die Abgasenthalpie der heißen Abgase, die maßgeblich vom Abgasdruck und der Abgastemperatur bestimmt wird, optimal nutzen zu können und ein schnelles Ansprechverhalten des Turboladers zu gewährleisten. Nicht nur der Weg der heißen Abgase zur Turbine verkürzt sich durch eine motornahe Anordnung, auch das Volumen des Abgasabführsystems stromaufwärts der Turbine nimmt ab. Die thermische Trägheit des Abgasabführsystems nimmt ebenfalls ab und zwar durch Reduzierung der Masse und der Länge des Teilstückes des Abgasabführsystems bis hin zur Turbine.
Aus den vorstehend genannten Gründen wird eine Turbine regelmäßig auslassseitig am Zylinderkopf angeordnet und der Abgaskrümmer häufig im Zylinderkopf integriert. Die Integration des Abgaskrümmers gestattet darüber hinaus ein dichtes Packaging der Antriebseinheit. Zudem kann von einer gegebenenfalls im Zylinderkopf vorgesehenen Flüssigkeitskühlung partizipiert werden, so dass der Krümmer nicht aus thermisch hoch belastbaren Werkstoffen gefertigt werden muss, die kostenintensiv sind.
Die motornahe Anordnung einer Turbine ermöglicht auch eine nahe Anordnung der Abgasnachbehandlung am Auslass der Brennkraftmaschine. Dies bietet insbesondere nach einem Kaltstart bzw. in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine Vorteile, da der Weg der heißen Abgase zu den Abgasnachbehandlungssystemen kurz ist bzw. verkürzt wird. Auf diese Weise erreicht ein Abgasnachbehandlungssystem nach einem Kaltstart bzw. in der Warmlaufphase schneller seine Anspringtemperatur bzw. Betriebstemperatur.
Aus dem Stand der Technik sind auch andere bzw. zusätzliche Maßnahmen bekannt, um einer im Abgasabführsystem angeordneten Turbine bzw. einem im Abgasabführsystem vorgesehenen Abgasnachbehandlungssystem möglichst heißes Abgas zu zuführen.
Das Abgasabführsystem stromaufwärts der Turbine, d. h. ein Abgaskrümmer bzw. eine Gesamtabgasleitung, kann mit einer Wärmeisolierung ausgestattet werden, die einer Abkühlung des Abgases beim Durchströmen des Krümmers bzw. der Gesamtabgasleitung auf dem Weg zur Turbine entgegenwirkt. Die Isolierung dient als Barriere, die den Wärmeentzug aus dem Abgas hemmt bzw. erschwert.
Nachteilig an einer permanent wirksamen Wärmeisolierung ist, dass die im Abgasabführsystem vorgesehenen Komponenten sowie das Abgasabführsystems selbst durch das heiße Abgas thermisch stark beansprucht werden. Dies kann insbesondere bei hohen Lasten und bei Volllast zu einer thermischen Überlastung führen.
Um eine thermische Überlastung einzelner Komponenten der Brennkraftmaschine zu vermeiden, wird nach dem Stand der Technik im Einzelfall eine Anfettung (λ < 1) vorgenommen, wenn mit hohen Abgastemperaturen zu rechnen ist. Dabei wird mehr Kraftstoff eingespritzt als mit der bereitgestellten Luftmenge überhaupt verbrannt werden kann, wobei der überschüssige Kraftstoff ebenfalls erwärmt und verdampft wird, so dass die Temperatur der Verbrennungsgase sinkt. Diese Vorgehensweise ist zwar unter energetischen Aspekten, insbesondere hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine, und hinsichtlich der Schadstoffemissionen als nachteilig anzusehen, aber dennoch als zulässig und zielführend anerkannt.
Die Abgastemperaturen können grundsätzlich auch durch eine Abmagerung (λ > 1) des Kraftstoff-Luft-Gemisches verringert werden. Die Wirkungsweise ist ähnlich wie bei einer Anfettung. Während bei der Anfettung zu viel Kraftstoff eingespritzt wird, wird bei einer Abmagerung weniger Kraftstoff eingespritzt als mit der bereitgestellten Luftmenge verbrannt werden könnte, d. h. es wird mehr Luft bereitgestellt als zur Verbrennung des Kraftstoffes erforderlich ist, wobei die überschüssige Luft am Verbrennungsprozess teilnimmt, d. h. mit erwärmt wird. Dadurch sinkt die Temperatur der Verbrennungsgase. Die Temperaturabsenkung infolge Abmagerung fällt deutlich geringer aus als bei einer Anfettung, weil die überschüssige Luft im Gegensatz zum überschüssigen Kraftstoff nicht verdampft werden muss.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aufgeladene Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, mit der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile beseitigt werden und deren Betriebsverhalten verbessert ist.
Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine der genannten Art aufzuzeigen.
Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, einem Ansaugsystem zum Zuführen von Ladeluft und einem Abgasabführsystem zum Abführen von Abgas und mit mindestens einem Abgasturbolader, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst, bei der

– jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt, wobei die Abgasleitungen von mindestens zwei Zylindern unter Ausbildung eines Abgaskrümmers zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, und
– die ein Turbinengehäuse umfassende Turbine des mindestens einen Abgasturboladers eine Waste-Gate-Turbine ist,

– das Abgasabführsystem zumindest bereichsweise mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum ausgestattet ist, wobei der mindestens eine Hohlraum einen Bypass bildet, der stromaufwärts und stromabwärts der Waste-Gate-Turbine mit dem Abgasabführsystem zumindest verbindbar ist und der mit mindestens einem Absperrelement ausgestattet ist.

Das Abgasabführsystem der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist mit mindestens einem Hohlraum ausgestattet, der wahlweise und nach Bedarf als Wärmeisolierung oder als Bypass bzw. Bypassleitung der Waste-Gate-Turbine genutzt werden kann, d. h. verwendbar ist.
Um als Bypass für die Waste-Gate-Turbine dienen zu können, ist der mindestens eine Hohlraum stromaufwärts und stromabwärts der Waste-Gate-Turbine mit dem Abgasabführsystem zumindest verbindbar, d. h. bei Bedarf zeitlich begrenzt verbindbar oder dauerhaft verbunden. Der als Bypassleitung für die Waste-Gate-Turbine dienende mindestens eine Hohlraum ist mit mindestens einem Absperrelement ausgestattet, vorzugsweise stromabwärts der Turbine im Mündungsbereich des Hohlraums, um einen Bypass durch Öffnen des Absperrelements zwecks Abgasabblasung freizugeben bzw. durch Schließen des Absperrelements zu versperren.
Die erfindungsgemäße Waste-Gate-Turbine ist auf eine vorgebbare Abgasmenge ausgelegt. Überschreitet der Abgasstrom diese vorgegebene Abgasmenge wird ein Teil des Abgasstroms im Rahmen einer Abgasabblasung via Bypassleitung, d. h. via mindestens einem Hohlraum an der Turbine vorbei geführt.
Der Umstand, dass der mindestens eine erfindungsgemäße Hohlraum nicht nur als Bypass für die Turbine, sondern bei Bedarf auch als Wärmeisolierung für das Abgasabführsystem genutzt werden kann, führt zu besonders vorteilhaften Synergieeffekten.
Bei kleinen und mittelgroßen Abgasmengen, d. h. bei niedrigen und mittleren Drehzahlen und/oder Lasten, bei denen keine Abgasabblasung erforderlich ist und durchgeführt wird, sind die Abgastemperaturen moderat bzw. verhältnismäßig niedrig, so dass grundsätzlich Bedarf für eine Wärmeisolierung besteht bzw. bestehen würde. Aufgrund einer nicht stattfindenden, da nicht erforderlichen Abgasabblasung kann auf einen Bypass für die Turbine verzichtet werden und der mindestens eine Hohlraum kann dem bestehenden Bedarf entsprechend als Wärmeisolierung für das Abgasabführsystem genutzt werden. Das in den mindestens einen Hohlraum eingebrachte Abgas bzw. Gasgemisch kann als Wärmeisolierung genutzt werden. Das mindestens eine Gaspolster dient als Wärmebarriere, wobei der Hohlraum geschlossen, aber auch einseitig offen sein kann.
Dem Abgas wird dann beim Durchströmen des Abgasabführsystems auf dem Weg zur Turbine weniger Wärme entzogen, weshalb der Turbine ein energiereicheres Abgas, d. h. ein Abgas höherer Abgasenthalpie bereitgestellt wird und stromabwärts der Turbine im Abgasabführsystem vorgesehene Abgasnachbehandlungssysteme schneller ihre Betriebstemperatur bzw. eine höhere Betriebstemperatur erreichen.
Muss dann bei zunehmender Abgasmenge, beispielsweise bei hohen Lasten bzw. bei Volllast, Abgas an der Turbine vorbei geführt werden, wird der mindestens eine Hohlraum dem bestehenden Bedarf entsprechend als Bypassleitung zur Abgasabblasung verwendet. Vorteilhafterweise besteht zu diesem Zeitpunkt kein Bedarf für eine Wärmeisolierung. Vielmehr ist aufgrund der großen Abgasmengen bzw. hohen Abgastemperaturen die Gefahr einer thermischen Überlastung der im Abgasabführsystem vorgesehenen Komponenten sowie des Abgasabführsystems selbst gegeben. Eine Wärmeisolierung würde diese Gefahr in nachteiliger Weise vergrößern.
Im Einzelfall kann erfindungsgemäß auf eine Anfettung (λ < 1) zur Abkühlung des Abgases vollumfänglich verzichtet werden.
Der mindestens eine erfindungsgemäße Hohlraum dient der Verbesserung der Drehmomentcharakteristik der aufgeladenen Brennkraftmaschine sowie der Beschleunigung des Aufheizens der Brennkraftmaschine und der Abgasnachbehandlungssysteme nach einem Kaltstart bzw. in der Warmlaufphase. Insofern dient der Hohlraum auch der Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und der Reduzierung der Schadstoffemissionen.
Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird die erste der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich eine aufgeladene Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitgestellt, mit der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile beseitigt werden und deren Betriebsverhalten verbessert ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen mindestens ein Abgasnachbehandlungssystem stromabwärts der Waste-Gate-Turbine im Abgasabführsystem angeordnet ist.
Das mindestens eine Abgasnachbehandlungssystem stromabwärts der Turbine kann ein Oxidationskatalysator, ein Dreiwegekatalysator, ein Speicherkatalysator, ein selektiver Katalysator und/oder ein Partikelfilter sein. Es kann auch eine Kombination aus zwei oder mehreren der vorstehend genannten Abgasnachbehandlungssysteme eingesetzt werden.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das mindestens eine Abgasnachbehandlungssystem stromabwärts der Turbinen ein kombiniertes Abgasnachbehandlungssystem ist, welches einen selektiven Katalysator und einen Partikelfilter umfasst.
Bei selektiven Katalysatoren wird gezielt Reduktionsmittel in das Abgas eingebracht, um die Stickoxide selektiv zu vermindern. Als Reduktionsmittel kommen neben Ammoniak und Harnstoff auch unverbrannte Kohlenwasserstoffe zum Einsatz.
Zur Verringerung der Emission von Rußpartikeln können regenerative Partikelfilter eingesetzt werden, die die Rußpartikel aus dem Abgas herausfiltern und speichern, wobei die Rußpartikel intermittierend im Rahmen einer Regeneration des Filters verbrannt werden. Zur Regeneration des Partikelfilters sind hohe Temperaturen – etwa 550°C bei nicht vorhandener katalytischer Unterstützung – erforderlich, die im Betrieb regelmäßig nur bei hohen Lasten und hohen Drehzahlen erreicht werden. Um eine Regeneration des Filters unter sämtlichen Betriebsbedingungen zu gewährleisten, können zusätzliche Maßnahmen erforderlich werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen der Bypass stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine im Bereich des Abgaskrümmers via mindestens einer Eintrittsöffnung mit dem Abgasabführsystem verbindbar ist, wobei jede Eintrittsöffnung mit einem Absperrelement ausgestattet ist.
Der mindestens eine Hohlraum erstreckt sich vorliegend bis in den Bereich des Abgaskrümmers und ist bei Bedarf mit dem Abgasabführsystem im Bereich des Krümmers verbindbar. Jede der vorgesehenen Eintrittsöffnungen ist mit einem Absperrelement ausgestattet, welches in einer Offenstellung die zugehörige Eintrittsöffnung freigibt und in einer Schließstellung versperrt bzw. verschließt.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen der Bypass stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine im Bereich der Gesamtabgasleitung via mindestens einer Eintrittsöffnung mit dem Abgasabführsystem verbindbar ist, wobei jede Eintrittsöffnung mit einem Absperrelement ausgestattet ist.
Gemäß der vorstehenden Ausführungsform kann der mindestens eine Hohlraum im Bereich der Gesamtabgasleitung bei Bedarf mit dem Abgasabführsystem verbunden werden. Wie bei der vorherigen Ausführungsform ist jede Eintrittsöffnung mit einem Absperrelement ausgestattet.
Erstreckt sich der mindestens eine Hohlraum bis in den Bereich des Abgaskrümmers ist dieser regelmäßig großflächiger und auch großvolumiger, wodurch die Funktion als Wärmeisolierung in vorteilhafter Weise unterstützt wird.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen der Bypass stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine im Bereich des Abgaskrümmers via mindestens einer Eintrittsöffnung mit dem Abgasabführsystem verbunden ist.
Vorteilhaft können ebenso Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen der Bypass stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine im Bereich der Gesamtabgasleitung via mindestens einer Eintrittsöffnung mit dem Abgasabführsystem verbunden ist.
Die beiden vorstehenden Ausführungsformen der Brennkraftmaschine zeichnen sich dadurch aus, dass der mindestens eine Hohlraum nicht bei Bedarf mit dem Abgasabführsystem zeitlich begrenzt verbunden wird, sondern vielmehr dauerhaft mit dem Abgasabführsystem verbunden ist. Folgerichtig muss eine vorgesehene Eintrittsöffnung nicht mit einem Absperrelement ausgestattet werden. Das Absperrelement entfällt.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen der Bypass mehrere Eintrittsöffnungen aufweist. Das Vorsehen mehrerer Eintrittsöffnungen erleichtert das Befüllen des mindestens einen Hohlraums. Zudem ist der mindestens eine Hohlraum für das Abgas sämtlicher Zylinder gleich gut erreichbar. Des Weiteren können eine homogenere Temperaturverteilung im Hohlraum und ein höherer Abgasdurchsatz realisiert werden.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen mehrere Eintrittsöffnungen des Bypasses im Bereich des Abgaskrümmers regelmäßig verteilt angeordnet sind. Dies unterstützt die vorstehend erwähnten positiven Effekte.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen der mindestens eine Hohlraum zumindest auch unter Verwendung von zueinander beabstandet angeordneten Schalungselementen ausgebildet ist, wobei innere Schalungselemente ein permanent abgasführendes System bilden und zu den inneren Schalungselementen beabstandet angeordnete äußere Schalungselemente der Ausbildung des mindestens einen Hohlraums dienen.
Das Abgasabführsystem bzw. der Krümmer ist vorzugsweise kein Gussteil, in welches der mindestens eine Hohlraum im Rahmen des Gießvorganges als integraler Bestandteil mit eingearbeitet wird. Vielmehr ist das Abgasabführsystem vorzugsweise ein – beispielsweise aus Blechen – gebautes System, bei dem der mindestens eine Hohlraum im Rahmen des Zusammenbaus unter Verwendung von zueinander beabstandet angeordneten Schalungselementen ausgebildet wird. An dieses Abgasabführsystem können gegebenenfalls Gussteile angebracht sein bzw. werden, beispielsweise ein gegossener Flansch zur Befestigung des Krümmers am Zylinderkopf oder dergleichen.
Der mindestens eine Hohlraum kann als Wärmeisolierung oder als Bypass dienen, wobei der Hohlraum geschlossen, aber auch einseitig offen sein kann.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das Abgasabführsystem stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine mindestens zu 35% mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum ausgestattet ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das Abgasabführsystem stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine mindestens zu 50% mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum ausgestattet ist.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen das Abgasabführsystem stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine mindestens zu 65% mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum ausgestattet ist.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen das Abgasabführsystem stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine mindestens zu 75% mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum ausgestattet ist.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen das Abgasabführsystem stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine mindestens zu 85% mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum ausgestattet ist.
Je großflächiger sich der mindestens eine als Wärmeisolierung verwendbare Hohlraum um das eigentliche Abgasabführsystem, d. h. das abgasabführende System, erstreckt, desto besser bzw. effektiver kann die Funktion als Wärmeisolierung von dem mindestens einen Hohlraum wahrgenommen werden. Hinsichtlich der Verwendung als Bypass bzw. Bypassleitung ist die Ausdehnung bzw. Erstreckung des mindestens einen Hohlraums nicht von hoher Relevanz bzw. ohne jede Relevanz.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das Turbinengehäuse der Waste-Gate-Turbine zumindest bereichsweise mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum ausgestattet ist.
Um als Bypass für die Waste-Gate-Turbine dienen zu können, muss sich der mindestens eine Hohlraum über die Waste-Gate-Turbine hinweg erstrecken, d. h. von stromaufwärts der Turbine bis hin stromabwärts der Turbine reichen. Gemäß der vorstehenden Ausführungsform ist dieser mindestens eine Hohlraum vorteilhafterweise und abschnittsweise Teil des Turbinengehäuses. Darüber hinaus kann das Turbinengehäuse weitere als Wärmeisolierung verwendbare Hohlräume aufweisen, die der Isolierung des Gehäuses als Teil des Abgasabführsystems dienen.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen der Bypass stromabwärts der Waste-Gate-Turbine via mindestens einer Austrittsöffnung mit dem Abgasabführsystem zumindest verbindbar ist.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen der Bypass stromabwärts der Waste-Gate-Turbine via mehrerer Austrittsöffnungen mit dem Abgasabführsystem zumindest verbindbar ist.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen jede Austrittsöffnung mit einem Absperrelement ausgestattet ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen ein Absperrelement elektrisch, hydraulisch, pneumatisch, mechanisch oder magnetisch steuerbar ist, vorzugsweise mittels Motorsteuerung.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen der Bypass stromaufwärts eines im Abgasabführsystem stromabwärts der Turbinen vorgesehenen Abgasnachbehandlungssystems in das Abgasabführsystem mündet.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen ein Ladeluftkühler stromabwärts des Verdichters im Ansaugsystem angeordnet ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Waste-Gate-Turbine eine variable Turbinengeometrie aufweist.
Eine variable Turbinengeometrie erhöht die Flexibilität der Aufladung. Sie gestattet eine stufenlose Anpassung der Turbinengeometrie an den jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine bzw. an den momentanen Abgasmassenstrom. Im Gegensatz zu einer Turbine mit fester Geometrie kann in einem weiten Drehzahl- bzw. Lastbereich eine mehr oder weniger zufriedenstellende Aufladung realisiert werden.
Insbesondere gestattet die Kombination aus Turbine mit variabler Turbinengeometrie und einem diese Turbine umgehenden Bypass die Auslegung der Turbine auch auf sehr kleine Abgasströme und damit auf den unteren Teillastbereich. Folglich können auch bei niedrigen Drehzahlen bzw. auch bei sehr geringen Abgasmengen hohe Turbinendruckverhältnisse erzielt werden.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Abgasleitungen sämtlicher Zylinder unter Ausbildung eines Abgaskrümmers zusammenführen. Das Zusammenführen von Abgasleitungen sorgt für eine kompakte Bauweise des Abgasabführsystems, wobei sich die Gesamtwegstrecke der Abgasleitungen verkürzt und das Volumen verkleinert. Dies reduziert die thermische Trägheit des Abgasabführsystems bis hin zur Turbine, so dass am Eintritt in die Turbine ein energiereicheres Abgas zur Verfügung steht. Der Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine nimmt dabei ebenfalls zu.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das Turbinengehäuse der Turbine zumindest teilweise integral mit dem Abgaskrümmer ausgebildet ist. Der mit dem Krümmer integral ausgebildete Teil des Turbinengehäuses kann als Lagerung bzw. Befestigung für den Abgasturbolader dienen, wobei eine vormontierte Einheit umfassend den Verdichter, das Lagergehäuse und das Turbinenlaufzeug in das mit dem Krümmer integral ausgebildete Teil des Turbinengehäuses eingesetzt werden kann. Insofern kann das Turbinengehäuse der Turbine auch ein Gehäuse sein, das teilweise integral mit dem Abgaskrümmer ausgebildet ist und teilweise gegossen ist, wobei die Teile des Gehäuses im Rahmen der Montage miteinander verbunden werden.
Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe, nämlich ein Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine einer vorstehend beschriebenen Art aufzuzeigen, wird gelöst durch ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der mindestens eine Hohlraum als Bypass genutzt wird, um Abgas an der Waste-Gate-Turbine vorbeizuführen.
Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine Gesagte gilt ebenfalls für das erfindungsgemäße Verfahren.
Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen der mindestens eine Hohlraum als Bypass genutzt wird, falls die Abgasmenge eine vorgebbare Abgasmenge überschreitet.
Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen der mindestens eine Hohlraum als Bypass genutzt wird, falls die Abgasenergie eine vorgebbare Abgasenergie überschreitet.
Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen der mindestens eine Hohlraum als Bypass genutzt wird, falls die Last eine vorgebbare Last überschreitet.
Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen der mindestens eine Hohlraum als Wärmeisolierung verwendet wird, falls kein Bedarf für eine Umgehung der Waste-Gate-Turbine via Bypass besteht.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß 1 näher beschrieben. Hierbei zeigt:
1 schematisch einen Abschnitt des Abgasabführsystems einer ersten Ausführungsform der aufgeladenen Brennkraftmaschine mitsamt Waste-Gate-Turbine.
1 zeigt schematisch einen Abschnitt des Abgasabführsystems 4 einer ersten Ausführungsform der aufgeladenen Brennkraftmaschine 1 mitsamt Waste-Gate-Turbine 6.
Es handelt sich um das Abgasabführsystem 4 eines Vier-Zylinder-Reihenmotors 1 zum Abführen der Abgase aus den Zylindern 3. Die vier Zylinder 3 der Brennkraftmaschine 1 sind entlang der Längsachse des Zylinderkopfes in Reihe angeordnet. Die Abgasleitungen der Zylinder 3 führen unter Ausbildung eines Abgaskrümmers 4a zu einer Gesamtabgasleitung 4b zusammen, wodurch sämtliche Abgasleitungen miteinander in Verbindung stehen und in sämtlichen Abgasleitungen derselbe Abgasdruck herrscht.
Die Brennkraftmaschine 1 verfügt über ein Ansaugsystem zum Zuführen der Ladeluft zu den Zylindern 3 und ist zwecks Aufladung mit einem Abgasturbolader ausgestattet, der eine in der Gesamtabgasleitung 4b angeordnete Turbine 6 und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst, wobei die Turbine 6 ein in einem Turbinengehäuse 6a auf einer drehbaren Welle 6c gelagertes Laufrad 6b umfasst und als Waste-Gate-Turbine 6 ausgeführt ist, d. h. zur Umgehung des Laufrades 6b mit einem Bypass 7 ausgestattet ist.
Das Abgasabführsystem 4 ist mit einem Hohlraum 5 versehen. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform wird dieser Hohlraum 5 unter Verwendung von zueinander beabstandet angeordneten Schalungselementen 8a, 8b ausgebildet, wobei innere Schalungselemente 8a ein permanent abgasführendes System bilden und zu den inneren Schalungselementen 8a beabstandet angeordnete äußere Schalungselemente 8b der Ausbildung des Hohlraums 5 dienen.
Das Abgasabführsystem 4 stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine 6 sowie das Turbinengehäuse 6a sind großflächig von diesem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum 5 ummantelt, der auch den Bypass 7 für die Waste-Gate-Turbine 6 bildet.
Um als Bypass 7 für die Waste-Gate-Turbine 6 dienen zu können, erstreckt sich der Hohlraum 5 über die Turbine 6 hinweg. Der Bypass 7 bzw. Hohlraum 5 ist stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine 6 im Bereich des Abgaskrümmers 4a via mehrerer Eintrittsöffnungen 5a, 7a mit dem Abgasabführsystem 4 verbunden, wobei die Eintrittsöffnungen 5a, 7a im Bereich des Abgaskrümmers 4a regelmäßig verteilt angeordnet sind. Der Bypass 7 bzw. Hohlraum 5 mündet stromabwärts der Waste-Gate-Turbine 6 via einer Austrittsöffnung 5b, 7b in das Abgasabführsystem 4 und ist mit dem Abgasabführsystem 4 durch Öffnen eines Absperrelements 7c via Austrittsöffnung 5b, 7b verbindbar.
Die dargestellte Waste-Gate-Turbine 6 ist auf eine vorgebbare Abgasmenge ausgelegt. Überschreitet der Abgasstrom diese vorgegebene Abgasmenge wird ein Teil des Abgasstroms im Rahmen einer Abgasabblasung via Bypass 7, d. h. via dem Hohlraum 5, an der Turbine 6 vorbei geführt.
Der Hohlraum 5 dient nicht nur als Bypass 7 für die Turbine 6, sondern wird bei Bedarf auch als Wärmeisolierung für das Abgasabführsystem 4 verwendet. Ist keine Abgasabblasung erforderlich, besteht kein Bedarf für eine Nutzung des Hohlraums 5 als Bypass 7. Dann kann der Hohlraum 5 als Wärmeisolierung für das Abgasabführsystem 4 genutzt werden. Das in den Hohlraum 5 via Eintrittsöffnungen 5a eingeleitete Abgas dient als Wärmebarriere, wobei der Hohlraum 5 vorliegend einseitig offen ist bzw. bleibt. Dem abzuführenden Abgas wird dann beim Durchströmen des durch die inneren Schalungselemente 8a gebildeten permanent abgasführenden Abgasabführsystems 4 auf dem Weg zur Turbine 6 weniger Wärme entzogen.
Bezugszeichenliste

1: aufgeladene Brennkraftmaschine, Vier-Zylinder-Reihenmotor
3: Zylinder
4: Abgasabführsystem
4a: Abgaskrümmer
4b: Gesamtabgasleitung
2: Hohlraum
5a: Eintrittsöffnung
5b: Austrittsöffnung
6: Turbine, Waste-Gate-Turbine
6a: Turbinengehäuse
6b: Turbinenlaufrad
6c: Turbinenwelle
7: Bypass, Bypassleitung
7a: Eintrittsöffnung, Abzweigung
7b: Austrittsöffnung, Einmündung
7c: Absperrelement
8a: innere Schalungselemente
8b: äußere Schalungselemente

Claims

Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) mit mindestens zwei Zylindern (3), einem Ansaugsystem (2) zum Zuführen von Ladeluft und einem Abgasabführsystem (4) zum Abführen von Abgas und mit mindestens einem Abgasturbolader, der eine im Abgasabführsystem (4) angeordnete Turbine (6) und einen im Ansaugsystem (2) angeordneten Verdichter umfasst, bei der – jeder Zylinder (3) mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem (4) aufweist und sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt, wobei die Abgasleitungen von mindestens zwei Zylindern (3) unter Ausbildung eines Abgaskrümmers (4a) zu einer Gesamtabgasleitung (4b) zusammenführen, und – die ein Turbinengehäuse (6a) umfassende Turbine (6) des mindestens einen Abgasturboladers eine Waste-Gate-Turbine (6) ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Abgasabführsystem (4) zumindest bereichsweise mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum (5) ausgestattet ist, wobei der mindestens eine Hohlraum (5) einen Bypass (7) bildet, der stromaufwärts und stromabwärts der Waste-Gate-Turbine (6) mit dem Abgasabführsystem (4) zumindest verbindbar ist und der mit mindestens einem Absperrelement (7c) ausgestattet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (7) stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine (6) im Bereich des Abgaskrümmers (4a) via mindestens einer Eintrittsöffnung (7a) mit dem Abgasabführsystem (4) verbindbar ist, wobei jede Eintrittsöffnung (7a) mit einem Absperrelement ausgestattet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (7) stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine (6) im Bereich der Gesamtabgasleitung (4b) via mindestens einer Eintrittsöffnung (7a) mit dem Abgasabführsystem (4) verbindbar ist, wobei jede Eintrittsöffnung (7a) mit einem Absperrelement ausgestattet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (7) stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine (6) im Bereich des Abgaskrümmers (4a) via mindestens einer Eintrittsöffnung (7a) mit dem Abgasabführsystem (4) verbunden ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (7) stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine (6) im Bereich der Gesamtabgasleitung (4b) via mindestens einer Eintrittsöffnung (7a) mit dem Abgasabführsystem (4) verbunden ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (7) mehrere Eintrittsöffnungen (7a) aufweist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Eintrittsöffnungen (7a) des Bypasses (7) im Bereich des Abgaskrümmers (4a) regelmäßig verteilt angeordnet sind.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hohlraum (5) zumindest auch unter Verwendung von zueinander beabstandet angeordneten Schalungselementen (8a, 8b) ausgebildet ist, wobei innere Schalungselemente (8a) ein permanent abgasführendes System bilden und zu den inneren Schalungselementen (8a) beabstandet angeordnete äußere Schalungselemente (8b) der Ausbildung des mindestens einen Hohlraums (5) dienen.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasabführsystem (4) stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine (6) mindestens zu 50% mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum (5) ausgestattet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasabführsystem (4) stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine (6) mindestens zu 65% mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum (5) ausgestattet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasabführsystem (4) stromaufwärts der Waste-Gate-Turbine (6) mindestens zu 75% mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum (5) ausgestattet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinengehäuse (6a) der Waste-Gate-Turbine (6) zumindest bereichsweise mit mindestens einem als Wärmeisolierung verwendbaren Hohlraum (5) ausgestattet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (7) stromabwärts der Waste-Gate-Turbine (6) via mindestens einer Austrittsöffnung (7b) mit dem Abgasabführsystem (4) zumindest verbindbar ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede Austrittsöffnung (7b) mit einem Absperrelement (7c) ausgestattet ist.
Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hohlraum (5) als Bypass (7) genutzt wird, um Abgas an der Waste-Gate-Turbine (6) vorbeizuführen.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hohlraum (5) als Bypass (7) genutzt wird, falls die Abgasmenge eine vorgebbare Abgasmenge überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hohlraum (5) als Bypass (7) genutzt wird, falls die Last eine vorgebbare Last überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hohlraum (5) als Wärmeisolierung verwendet wird, falls kein Bedarf für eine Umgehung der Waste-Gate-Turbine (6) via Bypass (7) besteht.