DE10352712A1

DE10352712A1 - Mehrstufige Luftversorgungseinrichtung mit Zweistrom-Maschine

Info

Publication number: DE10352712A1
Application number: DE10352712A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Sumser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2005-06-09

Abstract

Es wird eine Luftversorgungseinrichtung für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, die aus zwei Abgasturboladern besteht. DOLLAR A Ein Turbolader enthält auf der Luftseite eine Zweistrom-Maschine, die in der Kaltluft-Turbinenbetriebsweise wie auch in der Mitdrall- oder auch nahezu drallfreien Betriebsweise eines Verdichters innerhalb des Motorkennfeldes verwendet werden kann. DOLLAR A Der zweite Turbolader ist mit dem ersten in Reihe geschaltet und führt zur Fähigkeit, die Luftlieferung gegenüber der einstufigen Aufladung auf einem höheren Niveau für eine gesteigerte Motorleistungsdichte ablaufen zu lassen. DOLLAR A Die Zweistrom-Maschine übernimmt bei Ottomotoren auch die Luftdosierung, wodurch die übliche Drosseleinrichtung entfällt. Im niederen Lastbereich des Motors werden hierdurch mittels der Kaltluft-Turbinenbetriebsweise der Zweistrom-Maschine sehr hohe Turboladerdrehzahlen der einen Stufe ermöglicht. DOLLAR A Der zweite Turbolader enthält bei Bedarf in weiten Motorkennfeldbereichen niederer Last das Hauptgefälle der beiden Turbolader-Heißturbinen weitgehend zugeordnet, was dazu führt, daß damit beide Stufen prinzipiell auf hohem Drehzahlniveau betreibbar werden und die Verzögerungszeiten der Lastannahme des Motors stark verkleinert werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mindestens zweistufige turboaufgeladene Luftversorgungseinrichtung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der Druckschrift DE 199 55 508 C1 wird ein Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine beschrieben, der eine von den Abgasen angetriebene Abgasturbine sowie einen Verdichter im Ansaugtrakt umfasst, welcher angesaugte Verbrennungsluft auf einen erhöhten Ladedruck verdichtet. Der Verdichter weist in einem axialen Verdichtereinlasskanal ein drehbar gelagertes Verdichterrad auf, welches axial zugeführte Verbrennungsluft auf einen erhöhten Druck verdichtet. Parallel zum Verdichtereinlasskanal verläuft ein separat ausgebildeter Zusatzkanal im Verdichtergehäuse, der in Höhe des Verdichterrades radial in den Verdichtereinlasskanal einmündet. Der übliche Verdichter wird dadurch zur „Zweistrom-Maschine". Über den Zusatzkanal kann ebenfalls Verbrennungsluft zugeführt werden, die unmittelbar auf die Radschaufel des Verdichterrades auftrifft und dadurch dem Verdichterrad einen antreibenden Drehimpuls versetzt, der insbesondere in Betriebszuständen der Brennkraftmaschine mit niedriger Last und Drehzahl für ein erhöhtes Drehzahlniveau des Laders sorgt. Die „Zweistrom-Maschine" wird in dieser Phase als Kaltluft-Turbine betrieben, wodurch das ursprüngliche leistungsaufnehmende Verdichterrad als Kaltluft-Turbinenrad nun Leistung auf die Welle abgeben kann. Stromauf des Verdichter-/Kaltluft-Turbinenrades befindet sich im Bereich einer Abzweigung der Zweistrom-Maschine einer Zufuhrleitung zum Verdichtereinlasskanal und dem Zusatzkanal ein einstellbares Sperrorgan, über das die jeweiligen Luftmassenströme in den axialen Verdichtereinlasskanal bzw. in den Zusatzkanal ggf. der Kaltluft-Turbine steuerbar ist. Das Sperrorgan ist als Drosselklappe ausgeführt, über die der Luftmassenstrom in den Verdichtereinlasskanal zur Einstellung eines gewünschten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses in den Zylindern der Brennkraftmaschine steuerbar, bzw. regelbar ist. In Sperrposition der Drosselklappe wird der Luftmassenstrom komplett in den Zusatzkanal der Kaltluft-Turbine oder des Mitdrall-Verdichters umgeleitet und trifft mit einem Drall auf das Kombinationsrad (Verdichter-Kaltluft-Turbinenrad) auf. In dieser Betriebsweise wird die Zweistrom-Maschine im Turbinenbetrieb gefahren, bei dem der Luftmassenstrom nach dem Passieren des Kombinationsrades eine Entspannung mit Arbeitsabgabe an die Rotor-Welle erfährt. Eine genaue Regulierung des auf das Kombinationsrad wirkenden Dralls ist jedoch mit nur einem Sperrorgan außerhalb des Zusatz-Kaltluft-Turbinenkanals nicht möglich; hierfür ist ein zweites Stellorgan erforderlich, mit dem ein Drallgitter im Mündungsbereich des Zusatzkanals in Höhe der Radaussenkontur veränderlich einstellbar ist, wodurch sich jedoch der konstruktive Aufwand der Zweistrom-Maschine erheblich erhöht.

Deshalb wird in der Druckschrift DE 102 52 767 eine Zweistrom-Maschine vorgeschlagen, die eine gewisse Kopplung der beiden Öffnungsquerschnitte des axialen und radialen Zulaufs zum Kombinationsrad vorsieht und dadurch die Zweistrom-Maschine in einfacher Weise mit nur einem Aktor, analog einer Drosselklappe geregelt werden kann. Die gezeigte Drosselklappe in der Schrift DE 199 55 508 C1 wird hier durch einen strömungsgünstig geformten Rotationskörper, der durch den Aktor bewegt wird, ersetzt. Das Öffnen und Schliessen des axialen Zulaufs für die Verdichterbetriebsweise läßt sich somit regeln. Die radiale Mündungsöffnung des „Kaltluft-Turbinen-Zusatzkanals" wird dann veränderlich, wenn der axiale Zulauf vollständig geschlossen ist, und das beweglich aufgehängt und durch Federn vorgespannte Verstellelement des Radialkanals am Aktorstempel anliegt. Jetzt läßt sich das variable Kaltluft-Turbinen-Leitgitter, das auch für einen Verdichter-Mitdrall-Betrieb Verwendung finden kann, durch die weitere axiale Schließbewegung des Aktors auf den Soll-Strömungsquerschnitt des Radialgitters über der Radaussenkontur für die gewünschte Motorluftmenge zugfahren.

In Verbindung mit der zunehmend wachsenden Leistungsdichte der aufgeladenen Motoren werden die Verzögerungszeiten der Lastannahme verstärkt. Das Turboloch ist auch bei den mehrstufigen Turbo-Luftversorgungseinrichtungen mit den konventionellen Mitteln der Trägheitsmomentenminimierung der Rotoren und Aufstaufähigkeiten der Varioturbinen nur bedingt abzuschwächen.

Der Erfindung liegt das Hauptproblem der unbefriedigenden Agilität von höher aufgeladenen Motoren zugrunde. Im Fokus stehen hierbei die Ottomotoren. Bei der mehrstufigen Aufladung der Motoren soll erfindungsgemäß die vorteilhafte Philosophie der „Drehzahlstationären Turboaufladung", die sich bei dem Thema der einstufigen Aufladung mittel- bis langfristig durchsetzen wird, auch bei einer mindestens zweistufigen Aufladung vorteilhaft angewandt werden.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen entsprechend dem gewünschen Verhalten des innovativen Aufladesystems an.

Bei dem betrachteten erfindungsgemäß mehrstufigen Aufladesystem für Brennkraftmaschinen soll zumindest ein Abgasturbolader auf der Luftseite mit der sogenannten Zweistrom-Maschine ausgestattet sein. Mindestens ein weiterer Abgasturbolader steht als einfache Ausführung mit dem Abgasturbolader, der eine Zweistrom-Maschine besitzt, über die Luft- wie auch Abgasseite in Verbindung.

Als eine vorteilhafte Anordnung wird die Hintereinanderschaltung eines einfachen Niederdruckverdichters mit der Zweistrom-Maschine für den oberen Ladedruckbereich im aufgeladenen Zustand gesehen. Auf der Abgasseite wäre die Zweistrom-Maschine mit einer Festgeometrie-Turbine, die ggf. ein Waste-Gate vor dem Turbinenrad aufweist, gekoppelt. Die Turbine der Niederdruckstufe könnte eine einfache herkömmliche Festgeometrie-Turbine sein.

Ein sehr günstiges Verhalten des Motor-Gesamtsystems würde die Nutzung einer komplexeren variablen Turbine mit einem Drehschaufel- oder axialbeweglichem Leitgitter des motornahen Turboladers, der die Zweistrom-Maschine enthält, vermitteln. Für sehr große Durchsatzspannen, wie diese für Ottomotoren vorkommen, ist die Bypassierung der Zweistrom-Maschine nicht vollständig auszuschliessen, wobei dann der Ladedruck maßgebend von der Niederdruckstufe in diesen Motorbetriebspunkten aufgebracht wird. Wir hätten dann nahezu eine „Entweder-Oder-Schaltung", also entweder die Hochdruckstufe arbeitet oder die Niederdruckstufe arbeitet praktisch alleine für die Motor-Luftversorgung. Der passive Turbolader soll dann möglichst nur geringste Strömungsverluste verursachen.

Um jedoch das Ziel eines agilen höher aufgeladenen Motors zu erzeugen, wird man in den meisten Fällen das erfindungsgemäße Merkmal der „Drehzahlstationären Turboaufladung" in der Weise realsieren, daß die Zweistrom-Maschine in allen Betriebspunkten aktiv an der Ladedruck-Erzeugung oder auch Saugrohrdruckbeeinflussung im niederen Lastbereich – Drosselklappenersatz – mitwirkt. Hierbei wird die Luftdosierung des Motors direkt durch die variabel einstellbaren engsten Querschnitte der Zweistrom-Maschine durchgeführt. Im niederen Lastbereich ergibt sich dadurch über die Zweistrom-Maschine das entsprechende Druckverhältnis einer Kaltluft-Turbine, das für die Drehzahlhochhaltung des Rotors genutzt wird.

Die Definition der engsten luftbestimmenden Querschnitte in der Zweistrom-Maschine läßt sich mit der aufwendigen Zweisteller- oder der einfacheren Einsteller-Variante, die in der Darlegung des Standes der Technik Erwähnung fanden, bewerkstelligen.

Die Turbinenseite des Turboladers der Zweistrom-Maschine wird bei den hohen Rotordrehzahlen und niederen Lastpunkten weitgehend entdrosselt, wodurch die Niederdruckturbine des einfachen Festgeometrieladers nahezu das Gesamtdruckgefälle des Abgases verarbeiten kann und dadurch ebenfalls merkliche Exergie für die Drehzahlanhebung bekommt.

Die Idee lautet also:
Hochhalten der Rotordrehzahl der Hochdruckstufe über die Exergie der Luftseite, die beim gedrosselten Ottomotor durch die im Niederlastbereich hohen Kaltluft-Turbinen-Druckverhältnisse eine spürbare Grösse erreicht und Hochhalten der Rotordrehzahl der Niederdruckstufe durch Entdrosselung der Hochdruck-Turbine und damit weitgehende Zuordnung des Abgasgesamtdruckverhältnisses zur Niederdruck-Turbine. Als Rückwirkung des relativ hochdrehenden Niederdruckverdichters ergibt sich vorteilhaft ein erhöhter Eintrittsdruck der in der Kaltluft-Turbinenbetriebsweise laufenden Zweistrom-Maschine.

Das Vario-Verstellelement in der Zweistrom-Maschine wird auch zur Erzeugung der notwendigen Druckgefälle von der Abgas- zur Luftseite für die Hochdruck-Abgasrezirkulation genutzt, was insbesondere bei Dieselmotoren für Nutzfahrzeuge und ggf. bei Pkw von größerem Interesse ist, wodurch die Quantifizierung der rückgeführten Abgasmengen zur Soll-Luftmenge leicht und sensitiv erzielbar ist. Die Hochdruckturbine liesse sich beim Nutzfahrzeugeinsatz vorteilhafterweise als einfache Festgeometrie mit asymmetrisch-zweiflutigen Gehäuse zur Stoßaufladung gestalten, bei der man die Seite der kleineren Flut für die Abgasrückführung nutzen würde.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Skizzen zu entnehmen. Es zeigen:
1 ein zweistufiges Aufladesystem einer Brennkraftmaschine, bei dem die Hochdruckstufe eine Zweistrom-Maschine enthält. Die Niederdruckstufe wird durch einen einfachen Festgeometrie-Turbolader gebildet;
2 ein Beispiel einer Zweistrom-Maschine, die mit nur einem Aktor die beiden für die Motorluftversorgung bestimmenden Strömungsquerschnitte einstellt.
Auf der 1 wird die Lage des Kernelements „Zweistrom-Maschine" 200 in einem zweistufigen Aufladesystem als Haupt-Bestandteil der Hochdruckstufe einer Brennkraftmaschine 600 dargelegt.
Der vorgeschaltete Niederdruck-Turbolader 100 saugt die Verbrennungsluft mit dem Zustand 1,1 an und verdichtet Diese auf den Zustand 1,2. Die vorkomprimiert Verbrennungsluft strömt in den Sammelraum 201 der Zweistrom-Maschine ein, von wo sie entsprechend der maßgebenden Querschnitte 204, 203 in axialer und/oder radialer Weise dem Radeintritt zuströmt.
Befindet man sich in einem niederen Lastbereich eines Ottomotors 600, spürt der Raum stromab der durchsatzbestimmenden Querschnitten 203, 204 nahezu den Saugrohrdruck P2,s, der unterhalb des Umgebungsdrucks liegt. Der Abdichtung hinter dem Kombinationsrad 205 wird deshalb größte Aufmerksamkeit zuzuordnen sein. Eine Möglichkeit, die in der Skizze angedeutet ist, stellt die aerodynamische Entkopplung von dem ölführenden Lagergehäuse dar. Mittels des Puffervolumens 206 wird bei den immer vorhanden Leckagespalten der drehenden Welle zum Radrücken hin somit nur unschädliche Luft und kein Öl angesaugt.
Die durchsatzbestimmenden Querschnitte 203 und 204 werden in der Beispielskizze durch zwei ggf. unabhängige Aktoren auf den Solldurchsatz bei maximal möglicher Turboladerdrehzahl eingeregelt. Die Eingangssignale 702 und 703 der Aktoren werden über den Regler 700 ausgesendet, der in Abhängigkeit zu elektronischen Wunsch-Kennfeldern oder direkten Fahreranforderungen mit verschiedenen Randbedingungen in Verbindung steht.
Werden höhere Lasten des Motors angefordert, werden die hintereinandergeschalteten Turbolader im Zusammenwirken den Gesamtaufladegrad, bzw. die Wunschluftmenge liefern. Der Verdichterbetrieb der Zweistrom-Maschine wird den Freiheitsgrad zur Anwahl der Mitdrallintensität durch die Aufteilung der zwei Teilmassenströme durch die engsten Querschnitte 203 und 204 nutzen, um ggf. auf der maximal möglichen oder zulässigen Turboladerdrehzahlen zu fahren.
Nach der Zweistrom-Maschine 200 ist ein Ladeluftkühler 400 plaziert, der den Zustandspunkt 2 in Richtung des Zustandspunkts 2,s verändert.
Vor den Motorventilen erfolgt im gezeigten Beispiel die Zumischung des rückgeführten Abgases zur Verbrennungsluft, das durch den Abgaskühler 500 zur Turbineneintrittstemperatur deutlich abgesenkt dem Mischungspunkt durch vorheriges Passieren des Abgasrückführventils 501 zufliesst.
Die Hochdruckturbine 300 besitzt ein variables Turbinenleitgitter 301, das vor dem Turbinenrad 303 angeordnet ist. Das Turbinenleitgitter 301 erfährt über den Regler 700 das Eingangssignal 705 für den betreffenden Steller. Zusätzlich zu dem beweglichen Turbinenleitgitter 301 besitzt die Turbine 300 ein Abblaseventil 304, deren Steller das Eingangssignal 704 des Reglers 700 zugeordnet wird.
Die erfindungsgemäße Gefällverlagerung des Gesamtdruckverhältnisses der beiden Turbinen 300, 103 hin zur nachgeschalteten Festgeometrie-Turbine 103 wird durch das Öffnen des Turbinenleitgitters 301 und/oder des Abblaseventils 304 bewerkstelligt. Mit diesem Regelungsverfahren der Abgasseite kann bei Bedarf die Rotordrehzahl des Niederdruck-Abgasturboladers 100 sehr stark zu hohen Werten hin beeinflußt werden. Dies macht im Besonderen dann Sinn, wenn die Rotordrehzahl des Hochdruck-Abgasturboladers über die Zweistrom-Maschine sehr stark angestiegen ist und trotz geschlossenem Abblaseventil 304 und einem relativ geringen Leitgitterquerschnitt 301 Laufzahlen über 1 zeigen würde. Dann wird aus Wirkungsgradgründen die teilweise oder vollständige Entdrosselung der Hochdruckturbine 300 vorteilhaft erfolgen können. Die Niederdruckturbine 103 wird unter den geänderten Bedingungen mittels Leitgitter- und/oder Abblaseventilstellung mit dem verlagerten Druckgefälle in einem günstigeren Laufzahlbereich mit befriedigenden Wirkungsgraden laufen können.
Die 2 zeigt die Zweistrom-Maschine 200 in einer einfachen Einstellerversion. Mittels des einzigen Aktors 202 werden die für die Luftversorgung maßgebenden Querschnitte 217 und 204 einstellbar. Bei Ottomotoren wird man mit dieser Einrichtung auf die Drosselklappe verzichten können.
Aus dem Sammelraum 201 strömt die Luft bei dem geschlossenen axialen Zulauf 217 in den „Kaltluft-Turbinen-Kanal", der im Bereich über der Aussenkontur des Kombinationsrades 205 mit der Beschauflung 215 einmündet. Der Verstellapparat 214 zur Dosierung der Luftmenge des Motors besteht aus der Matrize 212, die Profiltaschen 213 für die radialen Schaufelprofile des Gitters 204 besitzt. Die Matrize 212 ist durch die Verstrebungen 220 und die Aufhängung 221 beweglich gelagert. Über Führungsbolzen mit Federn 216 wird diese Matrize 212 in die maximal mögliche Öffnungsposition 212 des Radialgitters 204 an den Anschlag 222 gepreßt, wenn der strömungsgünstige Rotationskörper 203 über den Aktor 202 die Matrize noch nicht zu kleineren Schaufelhöhen des Radialgitters bewegt hat. Die erzeugte Drallströmung der gezeigten Postition der Verstelleinrichtung 214 führt im Niederlastbereich zum Kaltluft-Turbinenbetrieb und im aufgeladenen Kennfeldbereich des Motors zu einem starken Mitdrall, der an die gewünschten hohen Turboladerdrehzahlen für das Soll-Ladedruckniveau gekoppelt ist.
Die Luft fliesst über das Kombinationsrad 205 in den Diffusor 219 zum Spiralgehäuse 218 der Zweistrom-Maschine 200 ab. Im Falle der Leistungsabgabe des Rades 205 wird Diese über die Welle 208 zur Aufbringung der drehzahlabhängigen Lagerverlustleistung und ggf. Ventilation der Turbine weitergeleitet.

1,1: Eintrittsebene Niederdruckverdichter nach Luftfilter
1,2: Austrittsebene Niederdruckverdichter vor Zweistrom-Maschine
2,1r: Ebene vor radialem Variogitter der Zweistrom-Maschine
2,1a: Ebene vor axialem Zulauf der Zweistrom-Maschine, bzw. Verdichter
2: Austrittsebene Zweistrom-Maschine
2,s: Ebene vor Motoreintrittsventilen
3: Ebene vor ATL-Turbineneintritt
4,1: Austrittsebene der Niederdruck-Turbine
4,2: Austrittsebene der Hochdruck-Turbine, bzw. Eintrittsebene Niederdruck-
: Turbine
100: Niederdruck-ATL
101: Niederdruckverdichter
102: Lagerung Niederdruckverdichter
103: Niederdruck-Turbine
104: Welle Niederdruck-Rotor
200: Zweistrom-Maschine
201: Eintrittssammelraum Zweistrom-Maschine
202: Aktor, Verstellmotor: hydraulisch, pneumatisch, elektrisch
203: Axiales Versperrelement, axialer Strömungsquerschnitt,
: strömungsgünstiger Rotationskörper, Aktorstempel
204: Radialgitter, radialer Strömungsquerschnitt
205: Rad der Zweistrom-Maschine, Kombinationsrad (Verdichter-
: /Turbinenbetrieb)
206: Aerdynamische Entkopplung Zweistrom-Maschine/Lagergehäuse,
: Puffervolumen
207: Lagerung Rotor Hochdruck-ATL
208: Rotorwelle Hochdruck-ATL
209: Axialer Verstellweg des Versperrelements 203
210: Axialer Verstellweg der Matrize 212
211: Drehachse
212: Matrize mit Profiltaschen 213
213: Profiltaschen für Radialgitter 204
214: Variogitter (204, 212, 213)
215: Schaufelblätter der Zweistrom-Maschine
216: Federelement
217: Axialer Zulauf
218: Sammelraum Zweistrom-Maschine
219: Diffusor
220: Lagerung der Matrize 212
221: Strebe für Matrizenführung
222: Anschlag für Matrize
223: Aktor Radialgitter
300: Hochdruck-ATL-Turbine
301: Variogeometrie
302: Verstellhebel Variogeometrie
303: Turbinenrad Hochdruck-ATL-Turbine
304: Abblaseventil
400: Ladeluftkühler
500: AGR-Kühler
501: AGR-Ventil
600: Motor
700: Regelung
701: Eingangssignal in Regelung von Motorregelung, bzw. Fahrerwunsch
702: Ausgangssignal Regelung für Zweistrom-Maschine radialer Zulauf
703: Ausgangssignal Regelung für Zweistrom-Maschine axialer Zulauf
704: Ausgangssignal Regelung für Abblaseventil Hochdruck-ATL-Turbine
705: Ausgangssignal Regelung für Variogeometrie der Hochdruck-ATL-
: Turbine

Claims

Die Luftversorgungseinrichtung einer Brennkraftmaschine bestehend aus mindestens zwei Abgasturboladern, bei der in weiten Motorkennfeldbereichen mindestens ein Abgasturbolader für den Niederdruckbereich und mindestens ein Turbolader für den höheren Druckbereich des Gesamtaufladegrades der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindesten ein Turbolader (200,206,207,208,300) mit einer luftseitigen Zweistrom-Maschine (200) ausgestattet ist, bei der vor einem Radialrad (205) ein Sammelraum (201) angeordnet ist, aus dem die Radzuströmung über variabel verstellbare Strömungskanäle (204, 217) in axialer wie auch radialer Richtung zum Radeintritt lenkbar ist und dass mindestens ein weiterer Turbolader zum Genannten über Strömungsrohrführungen in Verbindung steht und aus den Standardkomponenten eines Verdichters (101), der Lagerung (102) und einer Turbine (103) besteht.
Luftversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweistrom-Maschine (200) mit einer Turbine (300) über eine Welle (208) verbunden ist und diese Turbine variable Geometrien, wie Leitgitter (301) und/oder Abblaseventil (304) besitzt.
Luftversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftversorgungseinrichtung aus zwei hintereinandergeschalteten Turboladern besteht, bei der die Zweistrom-Maschine (200) stromab des Standardverdichters (101) angeordnet ist.
Luftversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweistrom-Maschine zueinander anhängige Axial- und Radial-Strömungsquerschnitte (204, 217) besitzen, die mit nur einem Aktor (202) einstellbar sind.
Luftversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der engste Querschnitt im Luftpfad von der Stelle 1,1 vor dem Niederdruckverdichter (101) bis zur Stelle 2,s vor den Motoreintrittsventilen, durch die Summe der einstellbaren Strömungsquerschnitte (204, 217) der Zweistrom-Maschine gebildet werden.
Luftversorgungseinrichtung für einen Ottomotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbaren Strömungsquerschnitte (204, 217) der Zweistrom-Maschine die Drosseleinrichtung zur Luft-Dosierung darstellen.
Luftversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Hochdruck-Turbine (300) eine Abgasrezirkulationseinrichtung zur Hochdruckluftseite (P2,s) mit einem Abgasrückführventil (501) und einem Abgaskühler (500) angeordnet ist.
Luftversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (700) den Fahrerwunsch in Verbindung mit dem Motoreingangssignal in der Weise verarbeitet, daß im Besonderen die Ausgangssignale (702, 703) den oder die Steller (202, 223) der Zweistrom-Maschine für die genaue Motorluft-Dosierung zur Strömungsquerschnittseinstellung (204, 217) ansprechen.
Luftversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Regler (700), bzw. Reglersoftware die vorgegebenen Emissionsrandbedingungen des Motors (600) in der Weise berücksichtigt sind, daß die Ausgangssignale (702, 703, 704, 705) in Verbindung mit der Abgasrückführventil-Stellung (501), zusammen mit der Luftdosierung, das Soll-Verhältnis von Luft-/ und Abgasrückführmenge bewirkt.
Verfahren der Luftversorgungseinrichtung nach den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoragilität in der Weise beeinflußt wird, daß zum Einen eine ATL-Drehzahlanhebung des Turboladers der Zweistrom-Maschine durch die radiale Mitdrallbeaufschlagung mittels einer schwerpunktmäßigen Durchströmung des Leitgitters (204) erfolgt, und gleichzeitig zum Andern eine Drehzahlanhebung des weiteren in Reihe geschalteten Turboladers (100) bewirkt wird, in dem das Gesamtturbinendruckverhältnis der Turbinen 300, 103 (Stelle 3 nach 4,1) durch Öffnen von Strömungsquerschnitten (301, 304) verstärkt zur Turbine (103) verlagert wird.
Verfahren der Luftversorgungseinrichtung nach dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im unaufgeladenen Motorkennfeldbereich die Zweistrom-Maschine in der Kaltluft-Turbinenbetriebsweise betrieben wird, in dem der axiale Zulauf (217) vollständig oder weitgehend durch das Drosselelement (203) versperrt wird.
Verfahren der Luftversorgungseinrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass im unaufgeladenen Motorkennfeldbereich der Abgasturbolader (100) durch die Hauptgefällzuordnung der Turbine (103) bei erhöhten Turboladerdrehzahlen Ladedruck erzeugt, der als Eintrittsdruck für den Kaltluft-Turbinenbetrieb der Zweistrom-Maschine dient.