WO2009043487A1 - Multi-stage supercharging group, multi-stage supercharging device, and supercharging system - Google Patents

Multi-stage supercharging group, multi-stage supercharging device, and supercharging system Download PDF

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WO2009043487A1
WO2009043487A1 PCT/EP2008/007856 EP2008007856W WO2009043487A1 WO 2009043487 A1 WO2009043487 A1 WO 2009043487A1 EP 2008007856 W EP2008007856 W EP 2008007856W WO 2009043487 A1 WO2009043487 A1 WO 2009043487A1
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WO
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pressure turbine
fluid
low
aufladegruppe
exhaust gas
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Application number
PCT/EP2008/007856
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Joachim Huster
Georg Ruetz
Jürgen Wegner
Rolf Müller
Rainer Lutz
Original Assignee
Behr Gmbh & Co. Kg
Mtu Friedrichshafen Gmbh
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Publication date
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    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
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    • F02C6/10Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • Multi-stage charging group Multi-stage charging device and
  • the invention relates to a multi-stage Aufladexx for an internal combustion engine for impinging with a fluid of the internal combustion engine at least comprising a high-pressure turbine and the high-pressure turbine downstream downstream low-pressure turbine, wherein a fluid outlet cler high-pressure turbine with a fluid inlet of the low-pressure turbine is fluidly connected and a Zumischzu arrangement is provided for a bypass fluid ,
  • the invention further relates to a multi-stage charging device for an internal combustion engine having at least two turbochargers arranged in series with a multi-stage charging group. Furthermore, the invention relates to a charging system.
  • EP 1 710 415 A1 discloses a multistage charging group of the type initially mentioned, in which fluid flow from a fluid outlet of the high-pressure turbine, on the one hand, and a bypass fluid from an admix supply, on the other hand, are supplied separately and independently of one another to the fluid inlet of the low-pressure turbine, where appropriate, a guide element can be provided separately.
  • the invention is based, whose task is to provide a multi-stage Aufladexx the aforementioned type and a multi-stage supercharger and a charging system in which a Zumischzu Entry is fluidly connected in an improved manner and can be realized comparatively space-saving.
  • the object is achieved by the invention with a Friedladexx of the type mentioned, in accordance with the invention the Zumischzu arrangement between the fluid outlet of the high-pressure turbine and the fluid inlet of the low-pressure turbine is arranged and the high-pressure turbine in the form of a radial turbine and the low-pressure turbine in the form of an axial turbine is formed.
  • the invention is based on the consideration that in the proposed combination of a radial High-pressure turbine and a low-pressure axial turbine can realize a particularly space-saving multi-stage Aufladerios, which also allows the possibility of a particularly space-saving and technically advantageous connection of Zumischzu operation.
  • the admixing supply can be used in a particularly advantageous manner for a fluidically advantageous design of the area between the fluid outlet of the high-pressure turbine and the fluid inlet of the low-pressure turbine.
  • the invention is based on the consideration that a swirling flow, as usually occurs at the outlet of a radial turbine, and / or the admixture of a fluid in a conventional mixing feed for a bypass fluid can lead to flow disturbances and this optionally to a reduction of the efficiency , in particular the axial turbine, can lead.
  • the invention surprisingly assumes that the admixing feed can be utilized to a particularly advantageous improvement in the flow guidance between the outlet of the high-pressure turbine and the inlet of the low-pressure turbine and can be accommodated in a space-saving manner.
  • a calming section is arranged between the fluid outlet of the high-pressure turbine and the fluid inlet of the low-pressure turbine, and the admixing feed is arranged in the region of the calming section.
  • a fluid bypass can also be realized in a practically space-neutral manner in the case of a charging system that is still to be explained.
  • the fluid outlet of the high pressure turbine and the fluid inlet of the low pressure turbine are axially formed and axially fluidly connected. This allows a fluidically particularly advantageous design of the Aufladexx under particularly expedient arrangement of a calming section for attaching the Zumischzu entry.
  • the low-pressure turbine is preferably upstream upstream of a flow guiding and / or settling element, in particular arranged in the region of a calming section.
  • the Strömungsleit- and / or reassurance element may have the Zumischzu exit.
  • the admixing feed can be formed in the form of a pitot tube.
  • the admixing feed can be formed in the form of an annular space with one or more radially distributed outlets or gaps around the calming section.
  • the invention leads to a multi-stage charging device for an internal combustion engine for applying a fluid of the internal combustion engine, in particular an exhaust gas with at least two turbochargers arranged in series, comprising the multistage charging group according to the above-described concept of the invention or an illustrated embodiment and an associated multi-stage series of Verêtm.
  • an air outlet of the compressor of a first turbocharger is fluidly connected to the air inlet of the compressor of a second turbocharger.
  • the high pressure turbine and the low pressure turbine are each drive connected to a compressor. It has been found that in the combination provided according to the concept of the invention
  • the at least two exhaust gas turbochargers arranged in series can be arranged on an axis. This leads to the previously explained, particularly space-saving realization of the charging device.
  • the concept of the invention also leads to a supercharging system, in particular an exhaust gas recirculation system and charge air supply system, for an internal combustion engine for the application of a fluid.
  • the charging system has an exhaust gas recirculation, a charge air intake, and at least one heat exchanger and a charging group of the type described above and / or a charging device of the type described above on.
  • a heat exchanger is preferably formed in the form of an exhaust gas heat exchanger and / or a charge air heat exchanger.
  • the multistage charging group is preferably arranged downstream of a fluid outlet of the internal combustion engine for acting on the fluid of the internal combustion engine.
  • a fluid bypass preferably a bypass which is regulated, for example, by means of a throttle valve, is provided, which opens downstream into the admixing feed.
  • Fig. 1 a first embodiment of a multi-stage Aufladeoli for an internal combustion engine for applying to a fluid of the internal combustion engine according to the concept of the invention, which is still in need of improvement;
  • FIG. 2 shows a particularly preferred embodiment of a multistage charging group according to a first variant of the invention
  • FIG. 3 shows a particularly preferred embodiment of a multistage charging group according to a second variant of the invention
  • a charging system has an internal combustion engine downstream downstream exhaust gas recirculation system, which is acted upon by an exhaust gas.
  • a high-pressure turbine downstream of the exhaust gas outlet side of an internal combustion engine, the exhaust gas outlet is exhaust-connected to an exhaust gas inlet of the low-pressure turbine.
  • Upstream of the high-pressure turbine branches off an exhaust gas bypass, which - for example via a throttle valve or a control valve of another type - can be used in a controlled manner for fluidic bypassing of the high pressure turbine under direct supply of an engine exhaust gas outlet side exhaust gas to the low pressure turbine.
  • the exhaust gas bypass is fluidly connected to a Zumischzu arrangement for the bypass exhaust.
  • the admixing feed is arranged between the exhaust gas outlet of the high-pressure turbine and the exhaust gas inlet of the low-pressure turbine.
  • the exiting the high-pressure turbine exhaust gas is provided for supply to the exhaust gas inlet of the low-pressure turbine.
  • the high-pressure turbine and the low-pressure turbine are each drive-connected to a compressor. With the interposition of a respective charge air heat exchanger, the compressors are part of a charge air supply system arranged upstream of an engine inlet.
  • FIG. 1 The above arrangement of a high pressure turbine 1 and a low pressure turbine 2 is shown in detail in FIG.
  • the high-pressure turbine 1 is in the form of a radial turbine and the low-pressure turbine 2 is in the form of an axial turbine.
  • the low-pressure turbine 2 is presently shown with a rotor 2.2 and attached turbine blades 2.3 and vanes 2.4.
  • the high-pressure turbine 1 is shown here with an arranged on an axis 1.2 impeller 1.3.
  • the exhaust gas outlet-side exhaust gas 11 is fed to the high-pressure turbine 1 and fed via the exhaust gas outlet 1.1 of the high-pressure turbine via a settling section 5 to the fluid inlet 2.1 of the axial turbine 2.
  • an admixing feed 3 for a bypass exhaust gas 13 present in an exhaust gas bypass 7 is arranged.
  • the invention has recognized that the flow guidance between the high-pressure turbine 1 and the low-pressure turbine 2 according to the embodiment shown in FIG. 1 is not yet ideal.
  • Reason is the partially swirling flow 12 at the output 1.1 of the high-pressure turbine formed as a radial turbine 1 and possibly caused by flow separation 14 flow disturbances 16 in the Zumischzu arrangement 3. This can lead to a reduction in the efficiency of the low-pressure turbine 2.
  • the same reference numerals are used for the same parts or parts of the same function.
  • a flow guiding and calming element in the form of a pitot tube combined with an admixing feed 15 is provided.
  • pitot tube it is possible in the context of the first variant - as well as by similarly acting other, not shown Zumischzu operationen 15 - a waste stream 13 coaxially in the flow 12 of the calming section 5 on the output side of the high-pressure turbine 1 introduce.
  • the illustrated in Fig. 1 disturbances 16 of the flow 12, for example, a flow separation 14, avoided and in addition equalization of the flow 12, for example, while inhibiting a twist propagation through the projecting into the flow 12 Pitot tube.
  • Fig. 3 shows a particularly preferred embodiment of a Aufladeoli 10 "according to a second variant of the invention, wherein the
  • Outlet 19 occupies - due to its total circumference arrangement - a comparatively large flow space and the bypass exhaust gas is thus supplied under reduced pressure conditions, resulting in an advantageously reduced influence on the flow 12.
  • An inlet of the bypass exhaust gas 13, which is made transverse to the flow 12 - as in FIG. 1 - is largely avoided since this is practically pressure-adapted in the
  • Edge region of the flow 12 rises.
  • a modified for Fig. 2 Way is also a comparatively trouble-minimizing supply of the bypass exhaust gas 13 via the admixing 17 allows.
  • Strömungsleit- and / or reassurance elements such as vanes or a nozzle ring or a lattice structure and other such, not explained in detail here
  • the invention is based on a multi-stage Aufladeenstein 10, 10 ', 10 "for an internal combustion engine for impinging with a fluid of the internal combustion engine, in particular an exhaust gas, comprising at least one high-pressure turbine 1 and one of the high-pressure turbine 1 downstream of the downstream low-pressure turbine 2, wherein a fluid outlet 1.1 of the high-pressure turbine 1 is fluid-connected to a fluid inlet 2.1 of the low-pressure turbine 2 and an admixing feed 3, 15, 17 is provided for a bypass fluid 13.
  • the invention provides that the Zumischzu operation 3, 15, 17 angeord between the fluid outlet 1.1 of the high-pressure turbine 1 and the fluid inlet 2.1 of the low-pressure turbine 2 is net and the high-pressure turbine 1 is formed in the form of a radial turbine and the low-pressure turbine 2 in the form of an axial turbine. It is also achieved a space optimization that a calming section 5 between the fluid outlet 1.1 of the high-pressure turbine 1 and the fluid inlet 2.1 of the low-pressure turbine 2 is designed comparatively space-saving or can be omitted.

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Abstract

The invention relates to a multi-stage supercharging group (10, 10', 10') for an internal combustion engine for charging the internal combustion engine with a fluid, particularly an exhaust gas, comprising at least one high-pressure turbine (1) and a low-pressure turbine (2) disposed downstream of the high-pressure turbine (1), wherein a fluid outlet (1.1) of the high-pressure turbine (1) is fluidically connected to a fluid inlet (2.1) of the low-pressure turbine (2) and an admixture supply line (3, 15, 17) is provided for a bypass fluid (13). In order to fluidically improve the flow behavior between the fluid outlet (1.1) of the high-pressure turbine (1) and the fluid inlet (2.1) of the low-pressure turbine (2) and thus improve the efficiency of the supercharging group (10, 10', 10') while reducing flow losses, the invention provides for the admixture supply line (3, 15, 17) to be disposed between the fluid outlet (1.1) of the high-pressure turbine (1) and the fluid inlet (2.1) of the low-pressure turbine (2) and for the high-pressure turbine (1) to be configured in the form of a radial turbine and for the low-pressure turbine (2) to be configured in the form of an axial turbine. An optimization of installation space is also achieved in that a contact path (5) is configured between the fluid outlet (1.1) of the high-pressure turbine (1) and the fluid inlet (2.1) of the low-pressure turbine (2) in a comparably space-saving manner, or said contact path may be omitted.

Description

Mehrstufige Aufladegruppe, Mehrstufige Aufladevorrichtung und Multi-stage charging group, Multi-stage charging device and
Aufladesystemcharging system
Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Aufladegruppe für eine Brennkraftmaschine zur Beaufschlagung mit einem Fluid der Brennkraftmaschine wenigstens aufweisend eine Hochdruckturbine und eine der Hochdruckturbine fluidstromabwärts nachgeordnete Niederdruckturbine, wobei ein Fluidaustritt cler Hochdruckturbine mit einem Fluideintritt der Niederdruckturbine fluidverbunden ist und eine Zumischzuführung für ein Bypass-Fluid vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft weiter eine mehrstufige Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei in Serie angeordneten Turboladern mit einer mehrstufigen Aufladegruppe. Weiter betrifft die Erfindung ein Aufladesystem.The invention relates to a multi-stage Aufladegruppe for an internal combustion engine for impinging with a fluid of the internal combustion engine at least comprising a high-pressure turbine and the high-pressure turbine downstream downstream low-pressure turbine, wherein a fluid outlet cler high-pressure turbine with a fluid inlet of the low-pressure turbine is fluidly connected and a Zumischzuführung is provided for a bypass fluid , The invention further relates to a multi-stage charging device for an internal combustion engine having at least two turbochargers arranged in series with a multi-stage charging group. Furthermore, the invention relates to a charging system.
Eine eingangs genannte zweistufige Aufladegruppe erweist sich als vergleichsweise leistungsstarke Möglichkeit im Vergleich zu einer einstufigen Aufladegruppe. Allerdings hat sich gezeigt, dass - beispielsweise bei einer Realisierung der Aufladegruppe mittels zweier Radialturbinen - vergleichsweise viel Bauraum beansprucht ist, obgleich grundsätzlich die Anordnung von zwei Radialturbinen strömungstechnisch vorteilhaft ist. Zwischen der Hochdruckturbine und der Niederdruckturbine kann eine Anordnung einer Zumischzuführung, welche als ein stromabwärtiger Austritt einer Bypassleitung zur Umgehung der Hochdruckturbine ausgelegt ist, vorgesehen sein. In EP 1 710 415 A1 ist eine mehrstufige Aufladegruppe der eingangs genannten Art offenbart, bei welcher zur Vermeidung strömungstechnischer Nachteile eine Fluidströmung aus einem Fluidaustritt der Hochdruckturbine einerseits und ein Bypass-Fluid aus einer Zumischzuführung andererseits dem Fluideintritt der Niederdruckturbine separat und unabhängig voneinander zugeführt werden, wobei gegebenenfalls ein Leitelement separat vorgesehen sein kann.An initially mentioned two-stage charging group proves to be a comparatively powerful option in comparison with a single-stage charging group. However, it has been shown that - for example, in a realization of the Aufladegruppe means of two radial turbines - comparatively much space is claimed, although basically the arrangement of two radial turbines is fluidically advantageous. Between the high-pressure turbine and the low-pressure turbine, an arrangement of a mixing feed, which is designed as a downstream outlet of a bypass line for bypassing the high-pressure turbine, may be provided. EP 1 710 415 A1 discloses a multistage charging group of the type initially mentioned, in which fluid flow from a fluid outlet of the high-pressure turbine, on the one hand, and a bypass fluid from an admix supply, on the other hand, are supplied separately and independently of one another to the fluid inlet of the low-pressure turbine, where appropriate, a guide element can be provided separately.
Eine solche Ausführung hat sich als vergleichsweise aufwändig erwiesen und ist noch verbesserungswürdig.Such an embodiment has proven to be relatively expensive and is still in need of improvement.
Wünschenswert ist eine fluidtechnisch verbesserte Anbindung der Zumischzuführung bei dennoch bauraumsparender Ausführung der mehrstufigen Aufladegruppe.It is desirable to have a fluid-technically improved connection of the admixing feed while nevertheless making space-saving design of the multistage recharging group.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, eine mehrstufige Aufladegruppe der eingangs genannten Art sowie eine mehrstufige Aufladevorrichtung und ein Aufladesystem anzugeben, bei denen eine Zumischzuführung strömungstechnisch in verbesserter Weise angebunden ist und die vergleichsweise bauraumsparend realisiert werden können.At this point, the invention is based, whose task is to provide a multi-stage Aufladegruppe the aforementioned type and a multi-stage supercharger and a charging system in which a Zumischzuführung is fluidly connected in an improved manner and can be realized comparatively space-saving.
Betreffend die mehrstufige Aufladegruppe wird die Aufgabe durch die Erfindung mit einer Aufladegruppe der eingangs genannten Art gelöst, bei der erfindungsgemäß die Zumischzuführung zwischen dem Fluidaustritt der Hochdruckturbine und dem Fluideintritt der Niederdruckturbine angeordnet ist und die Hochdruckturbine in Form einer Radialturbine und die Niederdruckturbine in Form einer Axialturbine gebildet ist.Regarding the multistage Aufladegruppe the object is achieved by the invention with a Aufladegruppe of the type mentioned, in accordance with the invention the Zumischzuführung between the fluid outlet of the high-pressure turbine and the fluid inlet of the low-pressure turbine is arranged and the high-pressure turbine in the form of a radial turbine and the low-pressure turbine in the form of an axial turbine is formed.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass sich bei der gemäß dem erfindungsgemäßen Konzept vorgeschlagenen Kombination einer Radial- Hochdruckturbine und einer Axial-Niederdruckturbine eine besonders bauraumsparende mehrstufige Aufladegruppe realisieren lässt, welche zudem die Möglichkeit einer besonders bauraumsparenden und technisch vorteilhaften Anbindung der Zumischzuführung erlaubt. Darüber hinaus ist erkannt worden, dass die Zumischzuführung in besonders vorteilhafter Weise für eine strömungstechnisch vorteilhafte Auslegung des Bereichs zwischen dem Fluidaustritt der Hochdruckturbine und dem Fluideintritt der Niederdruckturbine dienen kann. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine drallbehaftete Strömung, wie sie üblicherweise am Ausgang einer Radialturbine auftritt, und/oder die Zumischung eines Fluids in einer üblichen Zumischzuführung für ein Bypass-Fluid zu Strömungsstörungen führen kann und dies gegebenenfalls zu einer Reduzierung des Wirkungsgrads, insbesondere der Axialturbine, führen kann. Gleichwohl geht die Erfindung gemäß dem vorgeschlagenen Konzept in überraschender Weise davon aus, dass die Zumischzuführung zu einer besonders vorteilhaften Verbesserung der Strömungsführung zwischen dem Austritt der Hochdruckturbine und dem Eintritt der Niederdruckturbine genutzt und gleichermaßen bauraumsparend untergebracht werden kann.The invention is based on the consideration that in the proposed combination of a radial High-pressure turbine and a low-pressure axial turbine can realize a particularly space-saving multi-stage Aufladegruppe, which also allows the possibility of a particularly space-saving and technically advantageous connection of Zumischzuführung. In addition, it has been recognized that the admixing supply can be used in a particularly advantageous manner for a fluidically advantageous design of the area between the fluid outlet of the high-pressure turbine and the fluid inlet of the low-pressure turbine. The invention is based on the consideration that a swirling flow, as usually occurs at the outlet of a radial turbine, and / or the admixture of a fluid in a conventional mixing feed for a bypass fluid can lead to flow disturbances and this optionally to a reduction of the efficiency , in particular the axial turbine, can lead. Nevertheless, according to the proposed concept, the invention surprisingly assumes that the admixing feed can be utilized to a particularly advantageous improvement in the flow guidance between the outlet of the high-pressure turbine and the inlet of the low-pressure turbine and can be accommodated in a space-saving manner.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims and specify in particular advantageous ways to realize the above-described concept within the scope of the problem and with regard to further advantages.
Bevorzugterweise ist eine Beruhigungsstrecke zwischen dem Fluidaustritt der Hochdruckturbine und dem Fluideintritt der Niederdruckturbine angeordnet und die Zumischzuführung ist im Bereich der Beruhigungsstrecke angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass ein zusätzlicher Bauraum für die Zumischzuführung entfallen kann. Es hat sich auch gezeigt, dass sich dabei ein Fluid-Bypass bei einem noch zu erläuternden Aufladesystem ebenfalls praktisch bauraumneutral realisieren lässt. Vorzugsweise sind der Fluidaustritt der Hochdruckturbine und der Fluideintritt der Niederdruckturbine axial ausgebildet und axial fluidverbunden. Dies ermöglicht eine strömungstechnisch besonders vorteilhafte Auslegung der Aufladegruppe unter besonders zweckmäßiger Anordnung einer Beruhigungsstrecke zur Anbringung der Zumischzuführung. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Hochdruckturbine und die Niederdruckturbine sich gegenüberstehend auf einer Achse anzuordnen, was zu einer besonders kompakten Ausführung der Aufladegruppe genutzt werden kann.Preferably, a calming section is arranged between the fluid outlet of the high-pressure turbine and the fluid inlet of the low-pressure turbine, and the admixing feed is arranged in the region of the calming section. This has the advantage that an additional space for the Zumischzuführung can be omitted. It has also been found that in this case a fluid bypass can also be realized in a practically space-neutral manner in the case of a charging system that is still to be explained. Preferably, the fluid outlet of the high pressure turbine and the fluid inlet of the low pressure turbine are axially formed and axially fluidly connected. This allows a fluidically particularly advantageous design of the Aufladegruppe under particularly expedient arrangement of a calming section for attaching the Zumischzuführung. In particular, it has proved to be advantageous to arrange the high-pressure turbine and the low-pressure turbine facing one another on an axis, which can be used to a particularly compact design of the Aufladegruppe.
Vorzugsweise ist der Niederdruckturbine fluidstromaufwärts ein Strömungsleit- und/oder Beruhigungselement vorgeschaltet, insbesondere im Bereich einer Beruhigungsstrecke angeordnet. Insbesondere kann das Strömungsleit- und/oder Beruhigungselement die Zumischzuführung aufweisen.The low-pressure turbine is preferably upstream upstream of a flow guiding and / or settling element, in particular arranged in the region of a calming section. In particular, the Strömungsleit- and / or reassurance element may have the Zumischzuführung.
In einer besonders bevorzugten ersten Variante dieser Weiterbildung kann die Zumischzuführung in Form eines Pitot-Rohrs gebildet sein.In a particularly preferred first variant of this development, the admixing feed can be formed in the form of a pitot tube.
In einer besonders bevorzugten zweiten Variante dieser Weiterbildung kann die Zumischzuführung in Form eines Ringraums mit einem oder mit mehreren radial verteilten Austritten oder Spalten um die Beruhigungsstrecke herum gebildet sein.In a particularly preferred second variant of this development, the admixing feed can be formed in the form of an annular space with one or more radially distributed outlets or gaps around the calming section.
Die vorgenannten Varianten eines Strömungsleit- und/oder Beruhigungselements in Kombination mit der Zumischzuführung, vorzugsweise im Bereich einer Beruhigungsstrecke, ermöglicht gemäß dem Konzept der Erfindung eine bisher nicht gekannte kompakte Realisierung einer mehrstufigen Aufladegruppe mit vorteilhaft minimiertem Bauraum und vorteilhaft optimierten Strömungsverhältnissen - dies trotz der vergleichsweise ungünstig erscheinenden Strömungsproblematik bei einer Kombination einer Radial- und Axialturbine. Es hat sich darüber hinaus als unkritisch hinsichtlich der Bauraumsituation erwiesen, zur weiteren Verbesserung der Strömung auch Strömungsleit- und/oder Beruhigungselemente vorzusehen, welche keine Zumischzuführung aufweisen, beispielsweise eine Leitschaufel, einen Düsenring oder eine Gitterstruktur.The aforementioned variants of a flow-guiding and / or calming element in combination with the admixing feed, preferably in the region of a calming section, according to the concept of the invention allows a hitherto unknown compact realization of a multi-stage recharging group with advantageously minimized space and advantageously optimized flow conditions - despite the comparatively unfavorable flow problem with a combination of a radial and axial turbine. In addition, it has proven to be uncritical with regard to the installation space situation to also provide flow guidance and / or settling elements for further improvement of the flow, which have no admixing feed, for example a guide blade, a nozzle ring or a grid structure.
Die Erfindung führt auf eine mehrstufige Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Beaufschlagung mit einem Fluid der Brennkraftmaschine, insbesondere einem Abgas mit wenigsten zwei in Serie angeordneten Turboladern, aufweisend die mehrstufige Aufladegruppe gemäß dem oben erläuterten Konzept der Erfindung oder einer erläuterten Weiterbildung sowie einer zugeordneten mehrstufigen Serie von Verdichtem.The invention leads to a multi-stage charging device for an internal combustion engine for applying a fluid of the internal combustion engine, in particular an exhaust gas with at least two turbochargers arranged in series, comprising the multistage charging group according to the above-described concept of the invention or an illustrated embodiment and an associated multi-stage series of Verdichtem.
Insbesondere ist dazu vorgesehen, dass ein Luftaustritt des Verdichters eines ersten Turboladers mit dem Lufteintritt des Verdichters eines zweiten Turboladers fluidverbunden ist.In particular, it is provided that an air outlet of the compressor of a first turbocharger is fluidly connected to the air inlet of the compressor of a second turbocharger.
Vorzugsweise sind die Hochdruckturbine und die Niederdruckturbine jeweils mit einem Verdichter antriebsverbunden. Es hat sich gezeigt, dass bei der gemäß dem Konzept der Erfindung vorgesehenen Kombination einerPreferably, the high pressure turbine and the low pressure turbine are each drive connected to a compressor. It has been found that in the combination provided according to the concept of the invention
Radialturbine und einer Axialturbine die wenigstens zwei in Serie angeordneten Abgas-Turbolader auf einer Achse angeordnet werden können. Dies führt zu der zuvor erläuterten, besonders bauraumsparenden Realisierung der Aufladevorrichtung.Radial turbine and an axial turbine, the at least two exhaust gas turbochargers arranged in series can be arranged on an axis. This leads to the previously explained, particularly space-saving realization of the charging device.
Das Konzept der Erfindung führt auch auf ein Aufladesystem, insbesondere ein Abgasrückführsystem und Ladeluftzuführsystem, für eine Brennkraftmaschine zur Beaufschlagung mit einem Fluid. Das Aufladesystem weist auf eine Abgasrückführung, eine Ladeluftansaugung, sowie wenigstens einen Wärmetauscher und eine Aufladegruppe der zuvor erläuterten Art und/oder eine Aufladevorrichtung der zuvor erläuterten Art auf. Ein Wärmetauscher ist vorzugsweise in Form eines Abgaswärmetauschers und/oder eines Ladeluftwärmetauschers gebildet.The concept of the invention also leads to a supercharging system, in particular an exhaust gas recirculation system and charge air supply system, for an internal combustion engine for the application of a fluid. The charging system has an exhaust gas recirculation, a charge air intake, and at least one heat exchanger and a charging group of the type described above and / or a charging device of the type described above on. A heat exchanger is preferably formed in the form of an exhaust gas heat exchanger and / or a charge air heat exchanger.
Vorzugsweise ist die mehrstufige Aufladegruppe stromabwärtig eines Fluidaustritts der Brennkraftmaschine zur Beaufschlagung mit dem Fluid der Brennkraftmaschine angeordnet. Insbesondere ist im Aufladesystem ein Fluid-Bypass, vorzugsweise ein beispielsweise mit einer Drosselklappe geregelter Bypass, vorgesehen, der fluidstromabwärts in die Zumischzuführung mündet.The multistage charging group is preferably arranged downstream of a fluid outlet of the internal combustion engine for acting on the fluid of the internal combustion engine. In particular, in the supercharging system, a fluid bypass, preferably a bypass which is regulated, for example, by means of a throttle valve, is provided, which opens downstream into the admixing feed.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Im Einzelnen zeigt die Zeichnung in:Embodiments of the invention will now be described below with reference to the drawing. This is not necessarily to scale the embodiments, but the drawing, where appropriate for explanation, executed in a schematized and / or slightly distorted form. With regard to additions to the teachings directly recognizable from the drawing reference is made to the relevant prior art. It should be noted that various modifications and changes may be made in the form and detail of an embodiment without departing from the general idea of the invention. The features disclosed in the description, the drawings and the claims features of the invention may be essential both individually and in any combination for the development of the invention. In addition, all combinations of at least two of the features disclosed in the description, the drawings and / or the claims fall within the scope of the invention. The general idea of the invention is not limited to the exact form or detail of the preferred embodiments shown and described below or limited to an article which would be limited in comparison with the subject matter claimed in the claims. For the given design ranges, even values within the limits are to be disclosed as limit values and can be used and claimed as desired. In detail, the drawing shows in:
Fig. 1 : eine erste Ausführungsform einer mehrstufigen Aufladegruppe für eine Brennkraftmaschine zur Beaufschlagung mit einem Fluid der Brennkraftmaschine gemäß dem Konzept der Erfindung, die jedoch noch verbesserungswürdig ist;Fig. 1: a first embodiment of a multi-stage Aufladegruppe for an internal combustion engine for applying to a fluid of the internal combustion engine according to the concept of the invention, which is still in need of improvement;
Fig. 2: eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer mehrstufigen Aufladegruppe gemäß einer ersten Variante der Erfindung;2 shows a particularly preferred embodiment of a multistage charging group according to a first variant of the invention;
Fig. 3: eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer mehrstufigen Aufladegruppe gemäß einer zweiten Variante der Erfindung;3 shows a particularly preferred embodiment of a multistage charging group according to a second variant of the invention;
Ein Aufladesystem weist ein einer Brennkraftmaschine stromabwärtig nachgeordnetes Abgasrückführsystem auf, das mit einem Abgas beaufschlagbar ist. Dazu ist einer Brennkraftmaschine abgasaustrittsseitig eine Hochdruckturbine nachgeordnet, deren Abgasaustritt mit einem Abgaseintritt der Niederdruckturbine abgasverbunden ist. Stromaufwärts der Hochdruckturbine zweigt ein Abgas-Bypass ab, welcher - beispielsweise über eine Drosselklappe oder ein Regelventil anderer Art - in geregelter Weise zur fluidtechnischen Umgehung der Hochdruckturbine unter direkter Zuführung eines Brennkraftmaschinen-abgasaustrittsseitigen Abgases zur Niederdruckturbine dienen kann. Dazu ist der Abgas-Bypass mit einer Zumischzuführung für das Bypass-Abgas fluidverbunden. Gemäß dem Konzept der Erfindung ist die Zumischzuführung zwischen dem Abgasaustritt der Hochdruckturbine und dem Abgaseintritt der Niederdruckturbine angeordnet. Das aus der Hochdruckturbine austretende Abgas ist zur Zuführung zum Abgaseintritt der Niederdruckturbine vorgesehen. Die Hochdruckturbine und die Niederdruckturbine sind jeweils mit einem Verdichter antriebsverbunden. Die Verdichter sind unter Zwischenschaltung jeweils eines Ladluftwärmetauschers als Teil eines stromaufwärts eines Brennkraftmaschineneintritts angeordneten Ladeluftzuführsystems.A charging system has an internal combustion engine downstream downstream exhaust gas recirculation system, which is acted upon by an exhaust gas. For this purpose, a high-pressure turbine downstream of the exhaust gas outlet side of an internal combustion engine, the exhaust gas outlet is exhaust-connected to an exhaust gas inlet of the low-pressure turbine. Upstream of the high-pressure turbine branches off an exhaust gas bypass, which - for example via a throttle valve or a control valve of another type - can be used in a controlled manner for fluidic bypassing of the high pressure turbine under direct supply of an engine exhaust gas outlet side exhaust gas to the low pressure turbine. For this purpose, the exhaust gas bypass is fluidly connected to a Zumischzuführung for the bypass exhaust. According to the concept of the invention, the admixing feed is arranged between the exhaust gas outlet of the high-pressure turbine and the exhaust gas inlet of the low-pressure turbine. The exiting the high-pressure turbine exhaust gas is provided for supply to the exhaust gas inlet of the low-pressure turbine. The high-pressure turbine and the low-pressure turbine are each drive-connected to a compressor. With the interposition of a respective charge air heat exchanger, the compressors are part of a charge air supply system arranged upstream of an engine inlet.
Die oben genannte Anordnung einer Hochdruckturbine 1 und einer Niederdruckturbine 2 ist in Fig. 1 im Detail dargestellt. Gemäß dem Konzept der Erfindung ist bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer Aufladegruppe 10 vorgesehen, dass die Hochdruckturbine 1 in Form einer Radialturbine und die Niederdruckturbine 2 in Form einer Axialturbine gebildet ist. Die Niederdruckturbine 2 ist vorliegend mit einem Rotor 2.2 und daran angebrachten Turbinenschaufeln 2.3 und Leitschaufeln 2.4 dargestellt. Die Hochdruckturbine 1 ist vorliegend mit einem auf einer Achse 1.2 angeordneten Laufrad 1.3 dargestellt.The above arrangement of a high pressure turbine 1 and a low pressure turbine 2 is shown in detail in FIG. According to the concept of the invention, in the embodiment of a charging group 10 shown in FIG. 1, it is provided that the high-pressure turbine 1 is in the form of a radial turbine and the low-pressure turbine 2 is in the form of an axial turbine. The low-pressure turbine 2 is presently shown with a rotor 2.2 and attached turbine blades 2.3 and vanes 2.4. The high-pressure turbine 1 is shown here with an arranged on an axis 1.2 impeller 1.3.
Das Brennkraftmaschinen-austrittsseitige Abgas 11 wird vorliegend der Hochdruckturbine 1 zugeleitet und über den Abgasaustritt 1.1 der Hochdruckturbine über eine Beruhigungsstrecke 5 dem Fluideintritt 2.1 der Axialturbine 2 zugeführt. Im Bereich der Beruhigungsstrecke 5 ist eine Zumischzuführung 3 für ein in einem Abgas-Bypass 7 anstehendes Bypass- Abgas 13 angeordnet. Die Erfindung hat erkannt, dass die Strömungsführung zwischen der Hochdruckturbine 1 und der Niederdruckturbine 2 gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform noch nicht ideal ist. Grund ist die zum Teil drallbehaftete Strömung 12 am Ausgang 1.1 der als Radialturbine gebildeten Hochdruckturbine 1 sowie gegebenenfalls durch Strömungsablösungen 14 verursachte Strömungsstörungen 16 im Bereich der Zumischzuführung 3. Dadurch kann es zu einer Reduzierung des Wirkungsgrades der Niederdruckturbine 2 kommen. In den weiteren Fig. 2 und Fig. 3 sind für gleiche Teile oder Teile gleicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.In the present case, the exhaust gas outlet-side exhaust gas 11 is fed to the high-pressure turbine 1 and fed via the exhaust gas outlet 1.1 of the high-pressure turbine via a settling section 5 to the fluid inlet 2.1 of the axial turbine 2. In the area of the calming section 5, an admixing feed 3 for a bypass exhaust gas 13 present in an exhaust gas bypass 7 is arranged. The invention has recognized that the flow guidance between the high-pressure turbine 1 and the low-pressure turbine 2 according to the embodiment shown in FIG. 1 is not yet ideal. Reason is the partially swirling flow 12 at the output 1.1 of the high-pressure turbine formed as a radial turbine 1 and possibly caused by flow separation 14 flow disturbances 16 in the Zumischzuführung 3. This can lead to a reduction in the efficiency of the low-pressure turbine 2. In the further FIGS. 2 and 3, the same reference numerals are used for the same parts or parts of the same function.
Zur Verbesserung des Strömungsverhaltens im Bereich der Beruhigungsstrecke 5 zwischen der Radialturbine 1 und der Axialturbine 2 ist gemäß der Ausführungsform einer Aufladegruppe 10' der ersten Variante ein Strömungsleit- und Beruhigungselement in Form eines mit einer Zumischzuführung 15 kombinierten Pitot-Rohres vorgesehen. Durch das Pitot-Rohr ist es im Rahmen der ersten Variante möglich - wie auch durch gleichwirkende andere, hier nicht gezeigte Zumischzuführungen 15 - einen Abgangsstrom 13 koaxial in die Strömung 12 der Beruhigungsstrecke 5 ausgangsseitig der Hochdruckturbine 1 einzubringen. Dadurch werden die in Fig. 1 erläuterten Störungen 16 der Strömung 12, beispielsweise eine Strömungsablösung 14, vermieden und zusätzlich wird eine Vergleichmäßigung der Strömung 12, beispielsweise unter Hemmung einer Drallfortpflanzung durch das in die Strömung 12 ragende Pitot-Rohr erreicht.In order to improve the flow behavior in the region of the calming section 5 between the radial turbine 1 and the axial turbine 2, according to the embodiment of a charging group 10 'of the first variant, a flow guiding and calming element in the form of a pitot tube combined with an admixing feed 15 is provided. By pitot tube, it is possible in the context of the first variant - as well as by similarly acting other, not shown Zumischzuführungen 15 - a waste stream 13 coaxially in the flow 12 of the calming section 5 on the output side of the high-pressure turbine 1 introduce. As a result, the illustrated in Fig. 1 disturbances 16 of the flow 12, for example, a flow separation 14, avoided and in addition equalization of the flow 12, for example, while inhibiting a twist propagation through the projecting into the flow 12 Pitot tube.
Fig. 3 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Aufladegruppe 10" gemäß einer zweiten Variante der Erfindung, bei der dieFig. 3 shows a particularly preferred embodiment of a Aufladegruppe 10 "according to a second variant of the invention, wherein the
Zumischzuführung 17 als Ringraum mit radial verteilten Austritten 19 oderZumischzuführung 17 as an annular space with radially distributed outlets 19 or
Spalten um die Beruhigungsstrecke 5 herum gebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass das Bypass-Abgas 13 in besonders vorteilhafter Weise an einem Randbereich der Beruhigungsstrecke 5 eingelassen und damit der Strömung 12 zugeführt werden kann. Der Randbereich in der Nähe derColumns formed around the calming section 5 around. This ensures that the bypass exhaust gas 13 can be admitted in a particularly advantageous manner to an edge region of the calming section 5 and thus the flow 12 can be supplied. The edge area near the
Austritte 19 nimmt - aufgrund seiner gesamtumfänglichen Anordnung - einen vergleichsweise großen Strömungsraum ein und das Bypass-Abgas wird somit unter verminderten Druckverhältnissen zugeführt, was zu einer vorteilhaft reduzierten Beeinflussung der Strömung 12 führt. Ein quer zur Strömung 12 bewirkter Einlass des Bypass-Abgases 13 - wie in Fig. 1 - wird weitgehend vermieden, da dieses praktisch druckangepasst in denOutlet 19 occupies - due to its total circumference arrangement - a comparatively large flow space and the bypass exhaust gas is thus supplied under reduced pressure conditions, resulting in an advantageously reduced influence on the flow 12. An inlet of the bypass exhaust gas 13, which is made transverse to the flow 12 - as in FIG. 1 - is largely avoided since this is practically pressure-adapted in the
Randbereich der Strömung 12 aufgeht. Auf eine zur Fig. 2 abgewandelten Weise wird ebenfalls eine vergleichsweise störungsminimierende Zuführung des Bypass-Abgases 13 über die Zumischzuführung 17 ermöglicht.Edge region of the flow 12 rises. On a modified for Fig. 2 Way is also a comparatively trouble-minimizing supply of the bypass exhaust gas 13 via the admixing 17 allows.
Darüber hinaus können hier nicht dargestellte Strömungsleit- und/oder Beruhigungselemente wie beispielsweise Leitschaufeln oder ein Düsenring oder eine Gitterstruktur sowie andere derartige, hier nicht näher erläuterteIn addition, not shown Strömungsleit- and / or reassurance elements such as vanes or a nozzle ring or a lattice structure and other such, not explained in detail here
Mittel zur Homogenisierung und/oder Beruhigung einer Strömung 12 imMeans for homogenizing and / or calming a flow 12 im
Bereich der Beruhigungsstrecke 5 angeordnet sein, um in Kombination oder alternativ zu den Ausführungsformen der Fig. 2 und Fig. 3 - beispielsweise bei einer Ausführungsform der Fig. 1 - eine besonders bauraumsparende und strömungstechnisch vorteilhafte Zumischzuführung zu realisieren.Be arranged region of the calming section 5, in order to realize in combination or alternatively to the embodiments of Fig. 2 and Fig. 3 - for example in an embodiment of Fig. 1 - a particularly space-saving and fluidically advantageous Zumischzuführung.
Zusammenfassend geht die Erfindung aus von einer mehrstufigen Aufladegruppe 10, 10', 10" für eine Brennkraftmaschine zur Beaufschlagung mit einem Fluid der Brennkraftmaschine, insbesondere einem Abgas, wenigstens aufweisend eine Hochdruckturbine 1 und einer der Hochdruckturbine 1 fluidstromabwärts nachgeordnete Niederdruckturbine 2, wobei ein Fluid-austritt 1.1 der Hochdruckturbine 1 mit einem Fluideintritt 2.1 der Niederdruckturbine 2 fluidverbunden ist und eine Zumischzuführung 3, 15, 17 für ein Bypass-Fluid 13 vorgesehen ist. Zur strömungstechnischen Verbesserung des Strömungsverhaltens zwischen dem Fluidaustritt 1.1 der Hochdruckturbine 1 und dem Fluideintritt 2.1 der Niederdruckturbine 2 und damit zur Verbesserung des Wirkungsgrads der Aufladegruppe 10, 10', 10" unter Reduzierung von Strömungsverlusten sieht die Erfindung vor, dass die Zumischzuführung 3, 15, 17 zwischen dem Fluidaustritt 1.1 der Hochdruckturbine 1 und dem Fluideintritt 2.1 der Niederdruckturbine 2 angeordnet ist und die Hochdruckturbine 1 in Form einer Radialturbine und die Niederdruckturbine 2 in Form einer Axialturbine gebildet ist. Es wird auch eine Bauraumoptimierung erreicht, dass eine Beruhigungsstrecke 5 zwischen dem Fluid-austritt 1.1 der Hochdruckturbine 1 und dem Fluideintritt 2.1 der Niederdruckturbine 2 vergleichsweise bauraumsparend ausgelegt ist bzw. entfallen kann. In summary, the invention is based on a multi-stage Aufladegruppe 10, 10 ', 10 "for an internal combustion engine for impinging with a fluid of the internal combustion engine, in particular an exhaust gas, comprising at least one high-pressure turbine 1 and one of the high-pressure turbine 1 downstream of the downstream low-pressure turbine 2, wherein a fluid outlet 1.1 of the high-pressure turbine 1 is fluid-connected to a fluid inlet 2.1 of the low-pressure turbine 2 and an admixing feed 3, 15, 17 is provided for a bypass fluid 13. To improve the flow behavior between the fluid outlet 1.1 of the high-pressure turbine 1 and the fluid inlet 2.1 of the low-pressure turbine 2 and thus to improve the efficiency of the Aufladegruppe 10, 10 ', 10 "while reducing flow losses, the invention provides that the Zumischzuführung 3, 15, 17 angeord between the fluid outlet 1.1 of the high-pressure turbine 1 and the fluid inlet 2.1 of the low-pressure turbine 2 is net and the high-pressure turbine 1 is formed in the form of a radial turbine and the low-pressure turbine 2 in the form of an axial turbine. It is also achieved a space optimization that a calming section 5 between the fluid outlet 1.1 of the high-pressure turbine 1 and the fluid inlet 2.1 of the low-pressure turbine 2 is designed comparatively space-saving or can be omitted.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Mehrstufige Aufladegruppe (10, 10', 10") für eine Brennkraftmaschine zur Beaufschlagung mit einem Fluid der Brennkraftmaschine, insbesondere einem Abgas, wenigstens aufweisend eine Hochdruckturbine (1) und eine der Hochdruckturbine (1) fluid-stromabwärts nachgeordnete1. Multi-stage Aufladegruppe (10, 10 ', 10 ") for an internal combustion engine for acting on a fluid of the internal combustion engine, in particular an exhaust gas, at least comprising a high-pressure turbine (1) and one of the high-pressure turbine (1) downstream fluid-downstream
Niederdruckturbine (2), wobei ein Fluidaustritt (1.1) der Hochdruckturbine (1) mit einem Fluideintritt (2.1) der Niederdruckturbine (2) fluidverbunden ist und eine Zumischzuführung (3, 15, 17) für ein Bypass-Fluid (13) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieLow-pressure turbine (2), wherein a fluid outlet (1.1) of the high-pressure turbine (1) with a fluid inlet (2.1) of the low-pressure turbine (2) is fluidly connected and a Zumischzuführung (3, 15, 17) is provided for a bypass fluid (13) characterized in that the
Zumischzuführung (3, 15, 17) zwischen dem Fluidaustritt (1.1) der Hochdruckturbine (1) und dem Fluideintritt (2.1) der Niederdruckturbine (2) angeordnet ist und die Hochdruckturbine (1) in Form einer Radialturbine und die Niederdruckturbine (2) in Form einer Axialturbine gebildet ist.Zumischzuführung (3, 15, 17) between the fluid outlet (1.1) of the high pressure turbine (1) and the fluid inlet (2.1) of the low pressure turbine (2) is arranged and the high pressure turbine (1) in the form of a radial turbine and the low pressure turbine (2) in the form an axial turbine is formed.
2. Aufladegruppe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Beruhigungsstrecke zwischen dem Fluidaustritt (1.9) der Hochdruckturbine (1) und dem Fluideintritt (2.1) der Niederdruckturbine (2) angeordnet ist und die Zumischzuführung2. Aufladegruppe according to claim 1, characterized in that a calming section between the fluid outlet (1.9) of the high-pressure turbine (1) and the fluid inlet (2.1) of the low-pressure turbine (2) is arranged and the Zumischzuführung
(3, 15, 17) im Bereich einer Beruhigungsstrecke (5) angeordnet ist.(3, 15, 17) is arranged in the region of a calming section (5).
3. Aufladegruppe nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidaustritt (1.1) der Hochdruckturbine (1) und der Fluideintritt (2.1) der Niederdruckturbine (2) axial ausgebildet und axial fluidverbunden sind. 3. Aufladegruppe according to claim 1 or 2, characterized in that the fluid outlet (1.1) of the high-pressure turbine (1) and the fluid inlet (2.1) of the low-pressure turbine (2) are axially formed and axially fluid-connected.
4. Aufladegruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckturbine (1) und die Niederdruckturbine (2) sich gegenüberstehend auf einer Achse angeordnet sind.4. Aufladegruppe according to one of claims 1 to 3, characterized in that the high-pressure turbine (1) and the low-pressure turbine (2) are arranged opposite one another on an axis.
5. Aufladegruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckturbine (2) fluidstromaufwärts ein Strömungsleit- und/oder5. Aufladegruppe according to one of claims 1 to 4, characterized in that the low-pressure turbine (2) fluid upstream a Strömungsleit- and / or
Beruhigungselement vorgeschaltet ist, insbesondere im Bereich einer Beruhigungsstrecke (5) angeordnet ist.Calming element is connected upstream, in particular in the region of a calming section (5) is arranged.
6. Aufladegruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsleit- und/oder6. Aufladegruppe according to one of claims 1 to 5, characterized in that a Strömungsleit- and / or
Beruhigungselement die Zumischzuführung (3, 15, 17) aufweist.Calming the Zumischzuführung (3, 15, 17).
7. Aufladegruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsleit- und/oder Beruhigungselement in Form eines oder mehrerer der Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Leitschaufel, Düsenring, Gitterstruktur, Pitot-Rohr, Radialspalt; gebildet ist.7. Aufladegruppe according to one of claims 1 to 6, characterized in that a Strömungsleit- and / or reassurance element in the form of one or more of the elements selected from the group consisting of: vane, nozzle ring, grid structure, Pitot tube, radial gap; is formed.
8. Mehrstufige Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Beaufschlagung mit einem Fluid der Brennkraftmaschine, insbesondere einem Abgas, mit wenigstens zwei in Serie angeordneten Turboladern, aufweisend die mehrstufige Aufladegruppe (10, 10', 10") nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und eine dieser zugeordnete mehrstufige Serie von Verdichtern, bei der insbesondere ein Luftaustritt des Verdichters eines ersten8. Multistage charging device for an internal combustion engine for acting on a fluid of the internal combustion engine, in particular an exhaust gas, with at least two turbochargers arranged in series, comprising the multi-stage Aufladegruppe (10, 10 ', 10 ") according to one of claims 1 to 7 and one of these associated multi-stage series of compressors, in particular, an air outlet of the compressor of a first
Turboladers mit dem Lufteintritt des Verdichters eines zweiten Turboladers fluidverbunden ist. Turbocharger is fluidly connected to the air inlet of the compressor of a second turbocharger.
9. Aufladevorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckturbine (1) und die Niederdruckturbine (2) jeweils mit einem Verdichter antriebsverbunden ist.9. A charging device according to claim 7, characterized in that the high-pressure turbine (1) and the low-pressure turbine (2) is in each case drive-connected to a compressor.
10. Aufladevorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei in Serie angeordneten Abgasturbolader auf einer Achse angeordnet sind.10. A charging device according to claim 7, characterized in that the at least two exhaust gas turbochargers arranged in series are arranged on an axis.
11. Aufladesystem, insbesondere Abgasrückführsystem und11. Aufladesystem, in particular exhaust gas recirculation system and
Ladeluftzuführsystem, für eine Brennkraftmaschine zur Beaufschlagung mit einem Fluid, aufweisend eine Abgasrückführung, eine Ladeluftansaugung, wenigstens einen Wärmetauscher, insbesondere einen Abgas-Wärmetauscher und/oder einen Ladeluft-Wärmetauscher, und eineCharge air supply system, for an internal combustion engine for impinging with a fluid, comprising an exhaust gas recirculation, a charge air intake, at least one heat exchanger, in particular an exhaust gas heat exchanger and / or a charge air heat exchanger, and a
Aufladegruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder eine Aufladevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10.Charging group according to one of claims 1 to 7 and / or a charging device according to one of claims 8 to 10.
12. Aufladesystem nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die mehrstufige Aufladegruppe stromabwärtig eines Fluidaustritts der Brennkraftmaschine zur Beaufschlagung mit dem Fluid der Brennkraftmaschine angeordnet ist.12. Charging system according to claim 11, characterized in that the multi-stage Aufladegruppe is arranged downstream of a fluid outlet of the internal combustion engine for acting on the fluid of the internal combustion engine.
13. Aufladesystem nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch einen Fluid-Bypass, insbesondere einen mit der13. Charging system according to claim 11 or 12, characterized by a fluid bypass, in particular one with the
Zumischzuführung verbundenen Fluid-Bypass (7). Zumischzuführung connected fluid bypass (7).
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