DE19858293C1 - Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie - Google Patents

Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie

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Abstract

Eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie weist einen Verdichter und einer Abgasturbine, deren Turbinengeometrie zur veränderlichen Einstellung des wirksamen Turbinenquerschnitts verstellbar ist, auf. Über eine Regelungs- und Steuerungseinrichtung kann der Betriebszustand der Brennkraftmaschine detektiert werden und die Brennkraftmaschine last- und zustandsabhängig eingestellt werden. DOLLAR A Um mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand in weiten Betriebsbereichen eine Abgasrückführung unter Vermeidung einer Motorüberlastung zu realisieren, ist ein verfahrbarer Anschlag zur Begrenzung des Stellwegs der variablen Turbinengeometrie vorgesehen, wobei der Anschlag zwischen einer den Stellweg der variablen Turbinengeometrie limitierenden Begrenzungsstellung und einer Freigabestellung außerhalb des Stellwegs der Turbinengeometrie verstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Abgas­ turbolader mit variabler Turbinengeometrie nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 8.
Es ist bei aufgeladenen Diesel-Brennkraftmaschinen in Nutzfahr­ zeugen bekannt, die Turbinen der Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie auszustatten, um den wirksamen Turbinenquer­ schnitt veränderlich einstellen zu können. Dadurch ist es mög­ lich, je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine verschie­ den hohe Abgasgegendrücke im Abschnitt zwischen den Zylindern und dem Abgasturbolader zu realisieren, wodurch die Leistung der Turbine und die Leistung des Verdichters je nach Bedarf eingestellt werden können. Eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit variabler Turbinengeometrie ist beispielsweise aus der DE ­ 195 43 190 A1 bekannt.
Um im Bremsbetrieb der Brennkraftmaschine eine Motorbremswir­ kung zu erzielen, wird das Leitgitter in eine Staustellung überführt, in der der Turbinenquerschnitt deutlich reduziert ist, woraufhin ein, hoher Abgasgegendruck aufgebaut wird, der dem Ausschub der im Zylinder verdichteten Luft über Dekompres­ sionsventile in den Abgasstrang hinein entgegenwirkt. Im Motor­ bremsbetrieb muß der Kolben im Verdichtungs- und Ausschiebehub Kompressionsarbeit gegen den hohen Überdruck im Abgasstrang verrichten, wodurch eine starke Bremswirkung erreicht wird.
Weiterhin ist es aus der Druckschrift EP 620 365 A1 bekannt, zur Begrenzung von Stickoxidemissionen das Abgas aufgeladener Verbrennungsmotoren in der befeuerten Antriebsbetriebsweise in den Ansaugtrakt rückzuführen. Gemäß der EP 620 365 A1 ist par­ allel zu einem Haupt-Abgasturbolader ein zweiter, kleinerer Ab­ gasturbolader geschaltet, der ausschließlich zur Abgasförderung eingesetzt wird. Hierbei wird stromab der Turbine des Haupt- Abgasturboladers Abgas entnommen, im Verdichter des kleineren Turboladers komprimiert und dem Saugrohr des Motors wieder zu­ geführt. Nachteilig hierbei ist, daß das stromab der Turbine entnommene Abgas bereits entspannt ist, so daß für den Antrieb der kleineren Turbine des zur Abgasförderung eingesetzten La­ ders nur noch ein geringes Energiepotential zur Verfügung steht. Ein weiterer Nachteil liegt in dem aufwendigen, zwei Turbolader umfassenden Aufbau der Vorrichtung, wodurch Bauauf­ wand, Platzbedarf und Anlagekosten erhöht sind.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit variabler Turbinengeometrie in der Weise auszubilden, daß mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand in weiten Betriebsbereichen eine Abgasrückführung unter Vermeidung einer Motorüberlastung realisiert werden kann.
Dieses Problem wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der Patentan­ sprüche 1 und 8 gelöst.
Gemäß einer ersten erfinderischen Ausführung wird der Stellweg der variablen Turbinengeometrie durch einen verfahrbaren An­ schlag begrenzt, der für den Fall, daß die Abgasrückführung ge­ öffnet ist bzw. geöffnet werden soll, die Verstellmöglichkeit der variablen Turbinengeometrie auf einen bestimmten, vorgege­ benen Wert beschränkt. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß keine aufwendige Regelung zur Einstellung der Turbinengeometrie erforderlich ist. Die Einstellung der Turbinengeometrie erfolgt vielmehr durch ein vorzugsweise gesteuertes, ungeregeltes Ver­ stellen der Geometrie von Öffnungsstellung in Richtung Stau­ stellung bis zum Erreichen des Anschlags, der hierfür aus sei­ ner Freigabestellung außerhalb des Stellwegs der Turbinengeome­ trie in die Begrenzungsstellung überführt wird, in der die Stellbewegung der Turbinengeometrie begrenzt ist. Durch den Wegfall der Regelung werden regelungstechnische Probleme bei der Einstellung der Turbinengeometrie vermieden, die bei klei­ nen Drehzahlen durch die starke Abhängigkeit der Abgas- Rückführungsrate von der Position der Turbinengeometrie entste­ hen können.
Als Auslösekriterium für die Überführung des Anschlags von Freigabestellung in Begrenzungsstellung werden die Bedingungen für den Start der Abgasrückführung herangezogen; sind diese er­ füllt, so wird der Anschlag in Begrenzungsstellung verfahren. Umgekehrt wird der Anschlag wieder in die Freigabestellung zu­ rückversetzt, falls die Bedingungen für die Abgasrückführung nicht mehr erfüllt sind und die Rückführung des Abgases vom Ab­ gasstrang in den Ansaugtrakt unterbrochen wird. In Freigabe­ stellung des Anschlags kann die Turbinengeometrie ohne Behinde­ rung den gesamten Stellweg ausnutzen. Die Betätigung der Abgas­ rückführung und die Betätigung des Anschlags erfolgen durch Stellsignale, welche in einer Regelungs- und Steuerungseinrich­ tung erzeugt werden.
Um die für eine Abgasrückführung erforderlichen Druckbedingun­ gen zu schaffen - Abgasgegendruck höher als Ladedruck -, kann es auch angezeigt sein, zunächst den Anschlag in Begrenzungs­ stellung zu verfahren, wodurch der Turbineneintrittsquerschnitt reduziert wird und der Abgasgegendruck ansteigt. Sobald der Ab­ gasgegendruck den Ladedruck übersteigt, wird die Abgasrückfüh­ rung geöffnet.
Als verfahrbarer Anschlag wird zweckmäßig ein Begrenzungskolben eingesetzt, der mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneu­ matisch betätigbar ausgeführt sein kann.
Der Anschlag wird vorteilhaft zur Stellwegbegrenzung eines Stellelements herangezogen, das die Turbinengeometrie beauf­ schlagt und diese zwischen Staustellung und Öffnungsstellung bewegt. Die mittelbare Begrenzung des Stellwegs der Turbinen­ geometrie hat den Vorteil, daß der wirksame Turbinenquerschnitt durch den in den Stellweg einragenden Anschlag nicht behindert bzw. beeinträchtigt wird.
Gegebenenfalls kann es aber auch zweckmäßig sein, die Position der variablen Turbinengeometrie unmittelbar durch den Anschlag zu begrenzen.
Bevorzugt nimmt der Anschlag bei aktivierter Abgasrückführung drehzahlunabhängig nur eine einzige, definierte Begrenzungs­ stellung ein, die einen Optimalwert für eine bestimmte Drehzahl darstellt. In Abhängigkeit der Motorlast resultieren hieraus für diese bestimmte Drehzahl angepaßte Rückführraten (Verhält­ nis des rückgeführten Abgasstromes zum gesamten, den Zylindern zugeführten Massenstrom, bestehend aus Frischluft und Abgas) von üblicherweise etwa 5% bis etwa 25%. Mit steigender Dreh­ zahl steigt auch die Abgas-Rückführrate an, sofern die Begren­ zungsstellung des Anschlags nicht geändert wird. Da die Brenn­ kraftmaschine mit steigender Drehzahl und steigendem Ladedruck auch höhere Abgas-Rückführraten verträgt, ist aber der zuneh­ mende Abgasanteil tolerabel, so daß auch mit nur einer Begren­ zungsstellung des Anschlags und folglich einer Stellung der Turbinengeometrie für alle Drehzahlbereiche befriedigende Er­ gebnisse erzielt werden können.
Für eine genauere Einstellung der Menge rückgeführten Abgases kann es aber vorteilhaft sein, verschiedenen Drehzahlen jeweils eine Begrenzungsstellung des Anschlags zuzuordnen. Hierdurch wird eine optimierte Abgas-Rückführrate erreicht und ein uner­ wünscht hoher Abgasanteil vermieden. Die Zuordnung der Begren­ zungsstellungen zu den Drehzahlen erfolgt zweckmäßig in diskre­ ten Schritten, wobei eine limitierte Anzahl an Begrenzungsstel­ lungen einer gleich großen Anzahl an Drehzahlabschnitten zuge­ ordnet wird. In bevorzugter Ausführung sind zwei Begrenzungs­ stellungen für zwei unterschiedliche Drehzahlbereiche vorgese­ hen; diese Anzahl reicht üblicherweise für eine hinreichend ge­ naue Abgas-Rückführrate aus.
Die diskrete, zweistufige Zuordnung von zwei Begrenzungsstel­ lungen zu zwei Drehzahlbereichen wird vorzugsweise mit Hilfe von zwei unterschiedlichen Anschlägen, insbesondere zwei Be­ grenzungskolben, realisiert, die beide in den Stellweg der Tur­ binengeometrie einfahren können, jedoch jeweils eine unter­ schiedliche Begrenzungsstellung aufweisen. In Abhängigkeit des von der Regelungs- und Steuerungseinrichtung detektierten Dreh­ zahlbereichs wird im Falle einer aktiven Abgasrückführung die betreffende Begrenzungsstellung durch Aktivierung des jeweili­ gen Begrenzungskolbens eingestellt.
In einer anderen zweckmäßigen Ausführung ist nur ein einziger Anschlag vorgesehen, der in Abhängigkeit der Drehzahl unter­ schiedliche Begrenzungsstellungen einnimmt; diese Ausführung zeichnet sich durch eine raumsparende Bauform aus. Darüberhin­ aus ist neben der diskreten Verstellung auch eine kontinuierli­ che Einstellung des Anschlags möglich; hierbei kann die höchste Genauigkeit erreicht werden.
Gemäß einer zweiten erfinderischen Ausführung wird in der Rück­ führungsleitung der Abgasrückführung ein Abgaskühler angeordnet und als Kühlmedium im Abgaskühler Ladeluft verwendet. Dadurch ist es möglich, den beim Einsatz von Turboladern mit variabler Turbinengeometrie anfallenden Luftüberschuß im Ansaugtrakt zur Abkühlung des heißen, rückgeführten Abgases zu verwenden. Hier­ durch wird der Ladedruck des Motors begrenzt, wodurch sicherge­ stellt wird, daß Spitzendruckgrenzen, die zu einer Schädigung des Motors führen können, nicht überschritten werden. Die von der Ladeluft im Kühlkreislauf aufgenommene Wärme kann in die Umwelt abgegeben werden; dadurch entfällt im Gegensatz zu kon­ ventionellen Abgasrückführungs-Wasserkühlern die Wärmeabfuhr über das Kühlsystem des Motors, so daß aufgrund der nun gerin­ geren Leistungsaufnahme von Lüfter und Wasserpumpe Kraftstoff eingespart wird.
In vorteilhafter Weiterbildung ist am Verdichtereintritt ein Luftmassenmesser vorgesehen, der den in den Verdichter eintre­ tenden Luftmassenstrom zur Feststellung des Verbrennungsluft­ verhältnisses mißt. Wird ein Luftüberschuß festgestellt, so kann der überschüssige Luftanteil über den Abgaskühler abge­ führt werden.
Anstelle eines Luftmassenmessers am Verdichtereintritt kann in weiteren Ausgestaltungen zur Feststellung des Verbrennungsluft­ verhältnisses auch ein Drucksensor im Ladeluftrohr oder eine Lambda-Sonde im Abgasrohr verwendet werden.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnun­ gen zu entnehmen. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Turbine mit variabler Turbi­ nengeometrie und einem Anschlag zur Begrenzung des Stellwegs der Turbinengeometrie und
Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch mit zwei Anschlägen.
Die in Fig. 1 dargestellte Brennkraftmaschine 1, insbesondere die Brennkraftmaschine eines Nutzfahrzeugs, weist einen Abgas­ turbolader 2 mit einer Turbine 3 im Abgasstrang 6 und einen Verdichter 4 im Ansaugtrakt 7 auf. Der Verdichter 4, der über eine Welle 5 von der Turbine 3 angetrieben wird, komprimiert die mit Atmosphärendruck p1 angesaugte Verbrennungsluft auf ei­ nen erhöhten Druck p2. Die im Verdichter 4 komprimierte Ver­ brennungsluft wird in einem Ladeluftkühler 8 stromab des Ver­ dichters 4 gekühlt und anschließend mit dem Ladedruck p2S dem Saugrohr 9 der Brennkraftmaschine 1 zur Verteilung auf die Zy­ lindereinlässe 10 zugeführt. Der erhöhte Ladedruck p2S führt zu einer Steigerung der Motorantriebsleistung.
Über die Zylinderauslässe 11 wird das Abgas in den Abgasstrang 6 abgeleitet und mit dem Abgasgegendruck p3 der Turbine 3 zuge­ führt. Stromab der Turbine 3 wird das entspannte Abgas mit dem Druck p4 in die Atmosphäre ausgeleitet.
Die Turbine 3 ist mit einer variablen Turbinengeometrie - in Fig. 1 symbolisch mit Bezugsziffer 12 eingetragen - zur verän­ derlichen Einstellung des wirksamen Turbinenquerschnitts ausge­ stattet. Die variable Turbinengeometrie kann als Leitgitter mit drehbaren Leitschaufeln ausgeführt sein, wobei die Quer­ schnittseinstellung im Turbineneintritt durch Drehung der Schaufeln bewerkstelligt wird.
In einer anderen Ausführung ist die Turbine als Axialschieber­ turbine mit axial verschieblichem Leitgitter ausgeführt.
Alternativ hierzu kann die Turbine mit einer Klappe im Eintritt und stromauf des Eintritts abgehenden Beschleunigungskanälen ausgestattet sein. Auch in dieser Ausführung kann der das Tur­ binenrad beaufschlagende Abgasstrom situationsabhängig einge­ stellt werden.
Durch veränderliche Einstellung der Turbinengeometrie zwischen einer Staustellung mit reduziertem Turbinenquerschnitt und ei­ ner Öffnungsstellung mit maximalem Turbinenquerschnitt kann das Niveau des Abgasgegendrucks p3 variabel eingestellt werden. Um im Motorbremsbetrieb eine hohe Bremsleistung zu erzeugen, wird die einstellbare Geometrie 12 der Turbine 3 in die Staustellung überführt, in der der wirksame Turbineneintrittsquerschnitt re­ duziert ist. Daraufhin baut sich ein erhöhter Abgasgegendruck p3 auf, das Abgas strömt mit erhöhter Geschwindigkeit durch die verbleibenden Kanäle im reduzierten Eintrittsquerschnitt der Turbine und trifft auf das den Verdichter 4 antreibende Turbi­ nenrad, wodurch im Ansaugtrakt 7 ein Überdruck p2 aufgebaut wird. Zugleich werden Bremsventile am Zylinderauslaß der Brenn­ kraftmaschine 1 geöffnet, durch die die im Zylinder verdichtete Luft in den Abgasstrang 6 abgeblasen wird. Die Bremsleistung kann durch die Stellung der variablen Turbinengeometrie und der daraus resultierenden Einstellung des Turbineneintrittsquer­ schnitts beeinflußt werden.
Weiterhin ist eine Abgasrückführung 13 vorgesehen, über die in bestimmten Betriebszuständen in der befeuerten Antriebsbe­ triebsweise ein Teilmassenstrom des Abgases aus dem Abgasstrang 6 in den Ansaugtrakt 7 geleitet wird und mit der verdichteten Verbrennungsluft vermischt wird, um eine Schadstoffreduzierung zu erzielen. Voraussetzung für die Abgasrückführung ist ein Druckgefälle zwischen Abgasstrang 6 und Ansaugtrakt 7; eine Ab­ gasströmung in Richtung des Ansaugtraktes 7 ist nur gewährlei­ stet, wenn der Abgasgegendruck p3 den Ladedruck p2 oder p2S übersteigt.
Die Abgasrückführung 13 umfaßt eine Rückführungsleitung 14 und ein in der Rückführungsleitung 14 angeordnetes Rückführungsven­ til 15, welches im Falle p3 größer p2 bzw. P2S geöffnet wird. Die Rückführungsleitung 14 zweigt zwischen dem Zylinderauslaß 11 und der Turbine 3 vom Abgasstrang ab und mündet zweckmäßig stromab des Ladeluftkühlers 8 unmittelbar vor dem Saugrohr 9 in den Ansaugtrakt.
In der Rückführungsleitung 14 ist weiterhin ein Abgaskühler 16 angeordnet, über den die Temperatur des rückgeführten Abgases gesenkt wird. Als Kühlmedium wird dem Abgaskühler 16 über eine Kühlleitung 17, welche zwischen dem Verdichter 4 und dem Lade­ luftkühler 8 vom Ansaugtrakt 7 abzweigt und die stromab der Turbine 3 in den Abgasstrang 6 mündet, komprimierte Verbren­ nungsluft zugeführt. Der über die Kühlleitung 17 aus dem An­ saugtrakt 7 abgeleitete Luftmassenstrom wird über ein Lade­ druck-Begrenzungsventil 18, das in der Kühlleitung 17 stromauf des Abgaskühlers 16 angeordnet ist, reguliert. Gegebenenfalls zweigt die Kühlleitung 17 erst stromab des Ladeluftkühlers 8 vom Ansaugtrakt 7 ab, um das Temperaturniveau der durch den Ab­ gaskühler 16 geleiteten Frischluft weiter abzusenken und eine stärkere Kühlung des rückgeführten Abgases zu erreichen.
Unmittelbar stromauf des Verdichters 4 ist ein Luftmassenmesser 19 zur Messung des geförderten Luftmassenstroms angeordnet.
Über eine Regelungs- und Steuerungseinrichtung 20 werden die Funktionen der Brennkraftmaschine und der zugehörigen Komponen­ ten kontrolliert. Die Regelungs- und Steuerungseinrichtung 20 ist über Signalleitungen 21 bis 24 mit dem Luftmassenmesser 19, dem Ladedruck-Begrenzungsventil 18, der variablen Turbinengeo­ metrie 12 und dem Rückführungsventil 15 verbunden und empfängt als Eingangssignale Zustands- und Betriebsgrößen der jeweiligen Komponenten bzw. erzeugt Stellsignale zur Einstellung dieser Komponenten. Über weitere, nicht dargestellte Signalleitungen können weitere Motorfunktionen wie Einspritzung oder Ventilbe­ wegungen eingestellt werden.
Um im befeuerten Betrieb einen den Ladedruck p2 bzw. P2S über­ steigenden Abgasgegendruck p3 einzustellen, kann über die Rege­ lungs- und Steuerungseinrichtung 20 die variable Turbinengeome­ trie 12 in Richtung ihrer Staustellung überführt werden, so daß mehr Abgas im Leitungsstrang stromauf der Turbine 3 aufgestaut und der Druck p3 erhöht wird. Zur Reduzierung des Turbinenquer­ schnitts wird ein Anschlag in den Stellweg der Turbinengeome­ trie eingebracht und die Turbinengeometrie bis zum Erreichen des Anschlags in Richtung ihrer Staustellung verstellt.
Sobald der Abgasgegendruck p3 den Ladedruck p2 bzw. p2S über­ steigt, kann das Rückführungsventil 15 geöffnet werden und ein Teilstrom des Abgases über die Rückführungsleitung 14 dem An­ saugtrakt 7 zugeführt werden. Zugleich kann in Abhängigkeit des im Luftmassenmesser 19 gemessenen Luftmassenstrom und des Lade­ drucks im Ansaugtrakt ein Teilstrom der verdichteten Ladeluft aus dem Ansaugtrakt über die Kühlleitung 17 abgeleitet werden. Hierdurch wird zusätzlich zur Kühlung des Abgases auch eine Druckreduzierung im Ansaugtrakt erreicht.
Die in Fig. 2 dargestellte Turbine 3 weist eine variable Turbi­ nengeometrie 12 in Form eines Leitgitters mit drehbaren Leit­ schaufeln auf, die im Turbinenquerschnitt angeordnet sind. Die Position der variablen Turbinengeometrie 12 wird über ein Stel­ lelement 12 beeinflußt, das eine Verstelldose 26 umfaßt, deren Stellbewegung über eine Verstellstange 27, einen an der Ver­ stellstange 27 angelenkten Verstellhebel 28 und gegebenenfalls weitere Hebel auf das Leitgitter übertragen wird. Die Verstell­ stange 27 führt eine translatorische Stellbewegung aus, wobei die Richtung der Stellbewegung etwa tangential zum Turbinen­ durchtritt im Bereich des Leitgitters verläuft.
In Verlängerung der Längsachse der Verstellstange 27 ist ein Anschlag 29 zur optionalen Begrenzung des Stellwegs des Stelle­ lements 25 angeordnet. Der Anschlag 29 besteht aus einem Be­ grenzungskolben 30 in einem Zylinder 31, wobei der Begrenzungs­ kolben 30 zum Stellelement 25 hin ausfahrbar ist und die Kol­ benbewegung koaxial zur Stellbewegung des Stellelements 25 liegt. In eingefahrenem Zustand des Begrenzungskolbens 30 be­ findet sich der Anschlag 29 in Freigabestellung, in der die Stellbewegung des Stellelements 25 nicht behindert wird. In ausgefahrenem Zustand befindet sich der Anschlag 29 in Begren­ zungsstellung, in der die Stellbewegung des Stellelements 25 nur bis zum Erreichen des Anschlags 29 durchgeführt werden kann.
Die in Fig. 3 dargestellte Turbine 3 ist ebenso wie die in Fig. 2 gezeigte Ausführung mit einer variablen Turbinengeometrie 12 in Form eines Leitgitters im Turbinenquerschnitt ausgestattet. Die Stellbewegung des Stellelements 25 mit der Verstellstange 27 und dem Verstellhebel 28 verläuft etwa tangential zum Turbi­ nendurchtritt. Der Stellweg des Stellelements 25 kann durch zwei Anschläge 29a, 29b begrenzt werden, die in Verlängerung der Achse des Stellelements in den Stellweg der Verstellstange 27 einragen. Die Anschläge 29a, b bestehen jeweils aus einem Begrenzungskolben 30a, b in Zylindern 31a, b, wobei die Ver­ fahrbewegung der Begrenzungskolben 30a, b etwa senkrecht zur Stellrichtung des Stellelements 25 liegt und mithin näherungs­ weise radial zum Turbinendurchtritt verläuft. Die Begrenzungs­ kolben 30a, b liegen parallel zueinander in unterschiedlichem Abstand zum Stellelement 25. In Freigabestellung der Anschläge 29a, b sind die Begrenzungskolben 30a, b in die Zylinder 31a, b eingefahren, in Begrenzungsstellung ragen die Begrenzungskolben in den Stellweg des Stellelements 25 ein. Aufgrund des unter­ schiedlichen Abstandes der beiden Anschläge 29a, 29b können da­ durch zwei unterschiedliche Begrenzungen für die Stellbewegung des Stellelements der Turbinengeometrie realisiert werden.

Claims (14)

1. Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie, mit einem Verdichter (4) im Ansaugtrakt (7) der Brennkraftmaschine (1) und einer im Abgasstrang (6) ange­ ordneten Abgasturbine (3), deren Turbinengeometrie (12) zur veränderlichen Einstellung des wirksamen Turbinenquerschnitts zwischen einer Staustellung und einer Öffnungsstellung ver­ stellbar ist, und mit einer Regelungs- und Steuerungseinrich­ tung (20) zur Detektion des Betriebszustandes der Brennkraftma­ schine (1) und zur last- und zustandsabhängigen Einstellung der Brennkraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet,
  • 1. daß eine Abgasrückführung (13) mit einer zwischen Ab­ gasstrang (6) und Ansaugtrakt (7) angeordneten Rückführungs­ leitung (14) und einem einstellbaren Rückführungsventil (15) vorgesehen ist, welches zwischen einer Sperrstellung und ei­ ner Offenstellung verstellbar ist, wobei in Offenstellung Abgas aus dem Abgasstrang (6) der Brennkraftmaschine (1) in den Ansaugtrakt (7) rückführbar ist,
  • 2. daß ein verfahrbarer Anschlag (29) zur Begrenzung des Stell­ wegs der variablen Turbinengeometrie (12) vorgesehen ist, wobei der Anschlag (29) zwischen einer den Stellweg der va­ riablen Turbinengeometrie (12) limitierenden Begrenzungs­ stellung und einer Freigabestellung außerhalb des Stellwegs der Turbinengeometrie (12) verstellbar ist,
  • 3. daß in der Regelungs- und Steuerungseinrichtung (20) den An­ schlag (29) in Begrenzungsstellung verfahrende Stellsignale und das Rückführungsventil (15) in Offenstellung überführen­ de Stellsignale erzeugbar sind.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (29) ein Begrenzungskolben (30) ist.
3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (29) mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (29) den Stellweg eines die variable Turbinen­ geometrie (12) beaufschlagenden Stellelements (25) begrenzt.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (29) drehzahlabhängig in verschiedene Begren­ zungsstellungen einstellbar ist, wobei der Anschlag (29) bei kleinen Drehzahlen eine eine geschlossenere Einstellung des Turbinenquerschnitts bewirkende Begrenzungsstellung einnimmt als bei höheren Drehzahlen.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (29) zweistufig mit zwei Begrenzungsstellungen ausgeführt ist.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Begrenzungskolben (30a, 30b) vorgesehen sind, die je­ weils zwischen einer Begrenzungsstellung und der Freigabestel­ lung verfahrbar sind.
8. Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie, insbesondere Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Verdichter (4) im Ansaugtrakt (7) der Brennkraftmaschine (1) und einer im Abgasstrang (6) an­ geordneten Abgasturbine (3), deren Turbinengeometrie (12) zur veränderlichen Einstellung des wirksamen Turbinenquerschnitts zwischen einer Staustellung und einer Öffnungsstellung ver­ stellbar ist, und mit einer Regelungs- und Steuerungseinrich­ tung (20) zur Detektion des Betriebszustandes der Brennkraftma­ schine (1) und zur last- und zustandsabhängigen Einstellung der Brennkraftmaschine (1), dadurch gekennzeichnet,
  • 1. daß eine Abgasrückführung (13) mit einer zwischen Ab­ gasstrang (6) und Ansaugtrakt (7) angeordneten Rückführungs­ leitung (14) und einem einstellbaren Rückführungsventil (15) vorgesehen ist, das zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung verstellbar ist, wobei in Offenstellung Abgas aus dem Abgasstrang (6) der Brennkraftmaschine (1) in den Ansaugtrakt (7) rückführbar ist,
  • 2. daß in der Rückführungsleitung (14) ein Abgaskühler (16) an­ geordnet ist,
  • 3. daß als Kühlmedium des Abgaskühlers (16) Ladeluft über eine Kühlleitung (17) zwischen dem Ansaugtrakt (7) und dem Abgas­ kühler (16) heranführbar ist, wobei ein den zum Abgaskühler (16) geleiteten Luftmassenstrom einstellendes Ladedruck- Begrenzungsventil (18) vorgesehen ist, das über Stellsignale der Regelungs- und Steuerungseinrichtung (10) einstellbar ist.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftmassenmesser (19) am Verdichtereintritt vorgesehen ist und der gemessene Luftmassenstrom als Eingangssignal der Regelungs- und Steuerungseinrichtung (19) zur Ableitung von Ladeluft über den Abgaskühler (16) zuführbar ist.
10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlleitung (17) stromab der Turbine (3) in den Ab­ gasstrang (6) mündet.
11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugtrakt (7) stromab des Verdichters (4) ein Lade­ luftkühler (8) angeordnet ist.
12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungsleitung (14) stromab des Ladeluftkühlers (8) in den Ansaugtrakt (7) mündet.
13. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlleitung (17) zwischen dem Ansaugtrakt (7) und dem Abgaskühler (16) stromauf des Ladeluftkühlers (8) vom Ansaug­ trakt (7) abzweigt.
14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungsleitung (14) der Abgasrückführung (13) stromauf der Turbine (3) vom Ansaugtrakt (7) abzweigt.
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