In der Druckschrift DE 42 42 494 Cl wird ein derartiger Ab- gasturbolader beschrieben. Der Turbolader umfasst eine Abgas- turbine, welche in einem Turbinengehäuse ein Turbinenrad auf- weist, welches von den Abgasen der Brennkraftmaschine anzu- treiben ist. Das Abgas wird dem Turbinenrad über mehrere Spi- ralkanäle zugeführt, welche über jeweils einen radialen Strö- mungseintrittsquerschnitt das Abgas auf das Turbinenrad lei- ten. In der DE 42 42 494 Cl werden Ausführungsbeispiele mit zwei, drei und vier Spiralkanälen beschrieben, denen jeweils radiale Strömungseintrittsquerschnitte in verschiedenen Win- kelabschnitten über den Umfang des Turbinenrades verteilt zu- geordnet sind. In jedem Strömungseintrittsquerschnitt befin- det sich ein Leitgitter, welches eine definierte Anströmung des Turbinenrades mit einstellbarem Drall und Volumenstrom ermöglicht. Auf Grund der verschiedenartig ausgebildeten Leitgitter in jedem Strömungseintrittsquerschnitt kann das unterschiedliche Aufstauverhalten in den einzelnen Spiralka- nälen für unterschiedliche Einsatzzwecke ausgenutzt werden.

Beispielsweise kann zur Unterstützung einer Abgasrückführung in einem ersten Spiralkanal ein Leitgitter mit engem Durch- flussquerschnitt zur Erzeugung eines hohen Staudruckes einge- setzt werden. In einem zweiten Spiralkanal kann dagegen ein Leitgitter mit größerem Durchflussquerschnitt vorgesehen sein, um insbesondere im Teillastbetrieb der Brennkraftma- schine einen weitgehend drosselfreien Abgaszustrom auf das Turbinenrad zu ermöglichen.

Die unterschiedlichen Leitgitter sind an einem gemeinsamen, hülsenförmigen Strömungsleitapparat angeordnet. Der Strö- mungsleitapparat ist axial verschieblich ausgeführt, wodurch geschlossen ausgebildete, durchgehende bzw. unterbrechungs- freie Wandabschnitte des Strömungsleitapparates in einzelne Strömungseintrittsquerschnitte eingeschoben werden können und der wirksame Strömungsquerschnitt entsprechend reduziert wer- den kann. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass die Strömung- verhältnisse bei einem nur teilweise frei liegenden Leitgit- ter und einem teilweise von der Wandung des Strömungsleitap- parates verschlossenen Eintrittsquerschnitt sich signifikant verschlechtern können, wodurch insbesondere der Wirkungsgrad des Abgasturboladers beeinträchtigt wird. Aus diesem Grund wird der Strömungsleitapparat üblicherweise entweder in eine Stellung versetzt, in der der Strömungseintrittsquerschnitt vollständig geschlossen ist oder in eine Stellung versetzt, in der das Leitgitter sich über die gesamte axiale Breite des Strömungseintrittsquerschnitts erstreckt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, mit einfachen kon- struktiven Maßnahmen zusätzliche Einstellmöglichkeiten für einen gattungsgemäßen Abgasturbolader zu schaffen. Es sollen insbesondere ohne Beeinträchtigung der Strömungsverhältnisse stufenlos Zwischenpositionen bei der axialen Breite des Strö- mungseintrittsquerschnittes zum Turbinenrad einstellbar sein.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An- spruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Wei- terbildungen an.

Bei dem erfindungsgemäßen Abgasturbolader ist der Leitgitter- ring zwischen zwei den Strömungseintrittsquerschnitt axial begrenzenden Wandungen gehalten, wobei eine der Wandungen a- xial verschieblich ausgeführt ist und eine Aufnahmeöffnung aufweist, in die das Leitgitter bei einer Axialbewegung die- ser Wandung einzuschieben bzw. herauszuschieben ist. Durch die Axialverschiebung der beweglichen Wandung kann die axiale Breite der Strömungseintrittsquerschnitte eingestellt werden.

Im Unterschied zum Stand der Technik sind hierbei beliebige Zwischenpositionen ohne Beeinträchtigung der Strömungsver- hältnisse bei der Anströmung des Turbinenrades möglich, da in jeder Position der axial verschieblichen Wandung das Leitgit- ter im freien, wirksamen Strömungseintrittsquerschnitt mit seiner definierten, die Strömung beeinflussenden Leitgitter- geometrie wirksam ist. Eine negative Beeinflussung der Strö- mungsverhältnisse kann ausgeschlossen werden. Insbesondere bei einer strömungsgünstig konturierten, verschieblichen Wan- dung kann durch die Variation der axialen Position der Wan- dung der für den jeweiligen Betriebspunkt des Motors optimale radiale Strömungseintrittsquerschnitt eingestellt werden, oh- ne dadurch die Anordnung des Turbinenrades negativ zu beein- flussen.

Die Tiefe der Aufnahmeöffnung an der verschieblichen Wandung ist vorteilhaft an die axiale Erstreckung des Leitgitters an- gepasst, so dass das Leitgitter bis zum Verschließen des ra- dialen Strömungseintrittsquerschnitts in die Aufnahmeöffnung eingeschoben werden kann und der Strömungseintrittsquer- schnitt vollständig bzw. bis auf einen Restspalt verschlossen ist. Insbesondere in Verbindung mit einer als Kombinations- turbine ausgeführten Abgasturbine, die zusätzlich zum radia- len Strömungseintrittsquerschnitt auch einen halbaxialen Strömungseintrittsquerschnitt aufweist, ist beim Verschließen der radialen Eintrittsquerschnitte eine vollständige Entkopp- lung zum halbaxialen Eintrittsquerschnitt möglich. Die Kombi- nationsturbine kann dadurch in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine auf eine Axialturbine reduziert wer- den, wodurch eine Wirkungsgradsteigerung möglich ist. Dies erfolgt insbesondere bei niedrigen Abgasmassendurchsätzen im Bereich kleiner Drehzahlen und hoher Lasten der Brennkraftma- schine, wodurch der Wirkungsgradvorteil der Axialturbine ge- genüber einer Radialturbine zum Tragen kommt. Zweckmäßig ist hierbei jeweils einem Spiralkanal und einem radialen Strö- mungseintrittsquerschnitt auch genau ein halbaxialer Strö- mungseintrittsquerschnitt zugeordnet, wodurch auch bei nied- rigen Abgasmassendurchsätzen durch eine gewünschte Zuordnung einzelner Zylinder der Brennkraftmaschine zu jedem Spiralka- nal der Druckimpuls, der bei Auslass-Öffnen des jeweiligen Zylinders auftritt, ausgenutzt werden kann.

Der beschriebene Abgasturbolader kann sowohl bei Vierzylin- der-Brennkraftmaschinen als auch bei Sechszylinder- Brennkraftmaschinen eingesetzt werden. Bei Vierzylinder- Reihenmotoren werden zweckmäßig die Abgase der beiden mittle- ren Zylinder zusammengefasst und einem Spiralkanal zugeführt und in gleicher Weise die Abgase der äußeren Zylinder zusam- mengefasst und dem zweiten Spiralkanal zugeführt. Bei einem Sechszylinder-Reihenmotor können ebenfalls zwei Spiralkanäle vorgesehen sein, wobei jeweils drei hintereinander angeordne- te Zylinder mit jeweils einem Spiralkanal verbunden sind.

Bei radialen Abgasturbinen, gegebenenfalls auch bei Kombina- tionsturbinen mit zusätzlichem halbaxialem Strömungsein- trittsquerschnitt, kann durch die getrennte Zusammenfassung der Abgase einzelner Zylinder der Brennkraftmaschine eine Stoßaufladung für den Antrieb des Turbinenrades vorteilhaft ausgenutzt werden. Bei der Stoßaufladung kann ein hoher An- teil der kinetischen Energie dadurch ausgenutzt werden, dass beim Öffnen der Auslassventile ein Vorauslass-Druckimpuls ü- ber den jeweiligen Spiralkanal auf das Turbinenrad geleitet wird.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weite- ren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen : Fig. 1 einen Schnitt durch eine Abgasturbine eines Abgas- turboladers für eine Brennkraftmaschine, mit einem radialen und einem halbaxialen Strömungseintritts- querschnitt zum Turbinenrad, wobei im radialen Strömungseintrittsquerschnitt ein Leitgitter mit einer axial verschieblichen Wandung ausgeführt ist, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vierzylinder- Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader, dessen Ab- gasturbine im Querschnitt dargestellt ist, mit zwei separaten Spiralkanälen zur Zufuhr von Abgas zum Turbinenrad, Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch mit einer Sechszylinderbrennkraftmaschine, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Abgasturbine mit aus- schließlich radialem Strömungseintrittsquerschnitt.

In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Abgasturbine 1 ist Teil eines Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine. Die Abgasturbine 1 ist im Abgasstrang der Brennkraftmaschine an- geordnet und wird von den Abgasen der Brennkraftmaschine an- getrieben. Die Abgasturbine treibt ihrerseits einen Verdich- ter im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine an, über den ange- saugte Verbrennungsluft auf einen erhöhten Ladedruck verdich- tet wird, unter dem die Verbrennungsluft in die Zylinderein- lässe der Brennkraftmaschine eingeleitet wird.

Die Abgasturbine 1 ist als Kombinationsturbine mit einem halbaxialen und einem radialen Strömungseintrittsquerschnitt ausgebildet. Die Abgasturbine 1 weist zwei separat ausgeführ- te Spiralkanäle 4 und 5 auf, welche mit dem Abgasstrang der Brennkraftmaschine kommunizieren und über die Abgas der Brennkraftmaschine auf das Turbinenrad 3 zuzuführen ist.

Zweckmäßig ist jeder Spiralkanal 4,5 über separate Abgaslei- tungen mit jeweils einem Teil der Zylinder der Brennkraftma- schine verbunden, so dass auch nur das Abgas der betreffenden Zylinder in den jeweiligen Spiralkanal 4 bzw. 5 eingeleitet wird. Dies ermöglicht es, in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine eine Stoßaufladung zur Leistungssteigerung der Abgasturbine auszunutzen.

Die beiden Spiralkanäle 4 und 5 sind vorteilhaft gegenseitig nahezu strömungs-bzw. druckdicht ausgeführt und besitzen je- weils einen radialen Strömungseintrittsquerschnitt 6 bzw. 7 sowie einen halbaxialen Strömungseintrittsquerschnitt 8 bzw.

9, über die das Abgas aus den Spiralkanälen 4 und 5 auf das Turbinenrad 3 trifft und dieses antreibt. Die Drehbewegung des Turbinenrades 3 um die Laderlängsachse 12 wird über eine Welle 13 auf das Verdichterrad im Abgasturbolader übertragen.

Nach dem Auftreffen auf das Turbinenrad 3 strömt das Abgas a- xial über einen Abströmkanal 14 aus der Abgasturbine 1 ab.

Dem ersten Spiralkanal 4 ist ein radialer Strömungseintritts- querschnitt 6 und ein halbaxialer Strömungseintrittsquer- schnitt 8 zugeordnet. Dem zweiten Spiralkanal 5 ist ein radi- aler Strömungseintrittsquerschnitt 7 und ein halbaxialer Strömungseintrittsquerschnitt 9 zugeordnet. Die Strömungsein- trittsquerschnitte jedes Spiralkanals erstrecken sich jeweils über einen Winkelbereich von 180° um das Turbinenrad 3.

Im Bereich der beiden radialen Strömungseintrittsquerschnitte 6 und 7 ist ein radialer, sich über den gesamten Umfang erstreckender Leitgitterring 10 angeordnet, welcher insbeson- dere eine Mehrzahl von über den Umfang gleichmäßig verteilter Leitschaufeln aufweist, über die die Strömung des Abgases auf das Turbinenrad positiv beeinflusst werden kann. Der radiale Leitgitterring 10 deckt sowohl den radialen Strömungsein- trittsquerschnitt 6 des ersten Spiralkanals 4 als auch den radialen Strömungseintrittsquerschnitt 7 des zweiten Spiral- kanals 5 ab. Hierbei kann es sowohl zweckmäßig sein, im Be- reich beider radialer Strömungseintrittsquerschnitte 6 und 7 gleichartig ausgebildete Leitgitterabschnitte vorzusehen als auch unterschiedlich ausgeführte Leitgitterabschnitte, bei- spielsweise einen Leitgitterabschnitt mit kleineren Strö- mungsdurchflüssen und einen Leitgitterabschnitt mit größeren Strömungsdurchflüssen.

In entsprechender Weise ist auch in die halbaxialen Strö- mungseintrittsquerschnitte 8 und 9 der beiden Spiralkanäle 4 und 5 ein umlaufender, halbaxialer Leitgitterring 11 einge- bracht. Auch der halbaxiale Leitgitterring verbessert die An- strömung des Turbinenrades 3 und kann entweder über beide halbaxiale Strömungseintrittsquerschnitte gleichartig oder unterschiedlich ausgeführt sein. Die beiden Leitgitterringe 10 und 11 sind vorteilhaft fest bzw. unveränderlich ausge- führt. Es kann aber auch zweckmäßig sein, zumindest einen der Leitgitterringe zur Realisierung einer variablen Turbinengeo- metrie verstellbar auszubilden, insbesondere mit verstellba- ren Leitschaufeln auszuführen.

Die beiden Leitgitterringe 10 und 11 sind an einer umlaufen- den, gehäusefesten Wandung 15 gehalten, die sich radial in die beiden Spiralkanäle 4 bzw. 5 erstreckt und im zwischen- liegenden Bereich zwischen beiden Leitgitterringen angeordnet ist. Der radial außen liegende Bereich der gehäusefesten Wan- dung 15 weist eine strömungsgünstige Kontur auf, um eine op- timale Zuströmung in die radialen bzw. halbaxialen Strömung- eintrittsquerschnitte 6 und 7 bzw. 8 und 9 zu ermöglichen.

Die radialen Strömungseintrittsquerschnitte 6 und 7 sind axi- al auf der der gehäusefesten Wandung 15 gegenüberliegenden Stirnseite von einer zweiten axial verschieblichen Wandung 16 begrenzt, die in Richtung der Laderlängsachse verschieblich ausgeführt ist. Hierfür ist die verschiebliche Wandung 16 mit einer Schiebehülse 17 verbunden, welche im Abströmkanal 14 a- xial verschieblich angeordnet und über ein Stellelement betä- tigbar ist. Die verschiebliche Wandung 16 weist auf ihrer der gehäusefesten Wandung 15 zugewandten Seite eine bzw. eine Mehrzahl von Aufnahmeöffnungen 18 auf, die sich über den Um- fang der Wandung 16 erstrecken und in Axialrichtung verlau- fen. Diese Aufnahmeöffnungen 18 dienen bei einem axialen An- nähern der verschieblichen Wandung 16 an die gehäusefeste Wandung 15 zur Aufnahme des Leitgitterringes 10 bzw. der Leitschaufeln des Leitgitterringes 10. Auf diese Weise ist es möglich, den Abstand zwischen den Wandungen 15 und 16 so weit zu verringern, dass beide Wandungen 15 und 16 auf Kontakt zu- einander liegen und die radialen Strömungseintrittsquer- schnitte 6 und 7 vollständig bzw. bis auf ein verbleibendes Spaltmaß verschlossen sind. Hierdurch kann die Kombinations- turbine auf eine halbaxiale Turbine reduziert werden. Über das Einschieben des radialen Leitgitterringes 10 in die Auf- nahmeöffnungen 18 können die radialen Strömungseintrittsquer- schnitte 6 bzw. 7 stufenlos verstellt werden. Um unabhängig von der axialen Position der verstellbaren Wandung 16 eine optimale Anströmung auf den radialen Leitgitterring 10 sowie das Turbinenrad 3 sicherzustellen, besitzt auch die verstell- bare Wandung 16 auf ihrer radial außen gelegenen Seite eine strömungsgünstige Kontur.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass die verstellbare Wandung 16 so weit axial nach außen verschoben werden kann, dass der radiale Leitgitterring 10 ohne Kontakt zur Wandung 16 ist und ein unmittelbarer, hindernisfreier Strömungsweg zwischen den beiden Spiralkanälen 4 und 5 und dem Abströmkanal 14 gegeben ist. Auf diese Weise kann eine Abblasefunktion unter Umgehung des Strömungswegs über die Leitgitterringe realisiert werden.

In der schematischen Darstellung einer Brennkraftmaschine mit zugehörigen Aggregaten gemäß Fig. 2 ist die Abgasturbine 1 des Abgasturboladers im Schnitt dargestellt, der zugehörige, über die Welle 13 mit dem Turbinenrad verbundene Verdichter 20 ist dagegen nur schematisch dargestellt. Das Abgas der Brennkraftmaschine 19 wird den Spiralkanälen 4 und 5 der Ab- gasturbine 1 zugeführt, wodurch das Turbinenrad in Bewegung gesetzt wird und die Turbinenradbewegung über die Welle 13 auf das Verdichterrad im Verdichter 20 übertragen wird. Die angesaugte Verbrennungsluft wird auf einen erhöhten Druck verdichtet, anschließend in einem Ladeluftkühler 21 gekühlt und schließlich mit einem gewünschten Ladedruck den Zylinder- einlässen der Brennkraftmaschine 19 zugeführt.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Brennkraftmaschi- ne 19 als Vierzylinder-Motor mit Zylindern Z1, Z2, Z3 und Z4 ausgeführt, die in Reihe angeordnet sind. Das Abgas der außen liegenden Zylinder Z1 und Z4 wird zusammengefasst und gemein- sam dem ersten Spiralkanal 4 der Abgasturbine 1 zugeführt. In gleicher Weise wird das Abgas der mittleren Zylinder Z2 und Z3 zusammengefasst und dem zweiten Spiralkanal 5 zugeführt. Die beiden Spiralkanäle 4 und 5 sind gegeneinander strömungsdicht separiert. Hierfür ist ein gehäusefester Ring 22 koaxial zur Laderachse im Turbinengehäuse angeordnet, an welchem sich ra- dial nach außen Trennzungen 23 und 24 vor dem Halbaxialgitter 11 erstrecken, über die eine Separierung der Strömungswege in den Spiralkanälen 4 und 5 herzustellen ist. Desweiteren sind mit den Trennzungen 23 und 24 zusammenwirkende Trennzungen 25 und 26 vorgesehen, die einteilig mit den Spiralkanälen 4 und 5 ausgebildet sind und die die Funktion der gegenseitigen Ab- dichtung mittels eines Minimalspalts zur Wandung 16 haben.

Jeder Spiralkanal 4 bzw. 5 mündet über einen Winkelabschnitt von 180° in den Anströmbereich zum Turbinenrad.

Die Zusammenfassung der Abgase von jeweils zwei Zylindern der Brennkraftmaschine ermöglicht eine optimale Nutzung des Stoß- aufladeeffekts beim Vierzylinder-Reihenmotor.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführung entspricht derjenigen aus Fig. 2, jedoch mit dem Unterschied, dass in Fig. 3 die Brennkraftmaschine 19 als Sechszylinder-Reihenmotor mit Zy- lindern Z1 bis Z6 ausgeführt ist. Die Abgase der ersten drei aufeinander folgenden Zylinder Z1 bis Z3 werden zusammenge- fasst und dem ersten Spiralkanal 4 der Abgasturbine 1 zuge- führt. Die Abgase der aufeinander folgenden, verbleibenden Zylinder Z4 bis Z6 werden ebenfalls zusammengefasst und dem zweiten Spiralkanal 5 zugeführt. Auch über diese Zusammenfas- sung ist eine günstige Stoßaufladung zu realisieren.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine weitere Abgastur- bine 1 in einer modifizierten Ausführung gezeigt. Die Abgas- turbine 1 ist als Radialturbine ausgeführt mit zwei radialen Strömungseintrittsquerschnitten 6 und 7, die jeweils den Spi- ralkanälen 4 und 5 zugeordnet sind. Eine halbaxiale Anströ- mung des Turbinenrades 3 ist dagegen nicht vorgesehen. In beiden radialen Strömungseintrittsquerschnitten 6 und 7 be- findet sich ein radialer Leitgitterring 10, der an der gehäu- sefesten Wandung 15 gehalten und in eine Aufnahmeöffnung 18 in der axial verschieblichen Wandung 16 aufgenommen ist. Die Wandung 16 ist axial verschieblich und mit der Schiebehülse 17 gekoppelt. Die verschiebliche Wandung 16 ist zwischen ei- ner Schließposition, in welcher beide radiale Strömungsein- trittsquerschnitte 6 und 7 verschlossen sind, und einer maxi- malen Öffnungsposition zu verstellen, in welcher die radialen Strömungseintrittsquerschnitte mit dem darin befindlichen Leitgitterring 10 ihren maximalen Querschnitt einnehmen. Ge- gebenenfalls kann das Leitgitter 16 auch so weit nach außen verschoben werden, dass der radiale Leitgitterring 10 ohne Kontakt zur verschieblichen Wandung 16 ist, wodurch ein un- mittelbarer Strömungsweg zwischen den Spiralkanälen 4 bzw. 5 und dem Abströmkanal 14 zur Realisierung einer Abblasungs- funktion gebildet wird.

Gegebenenfalls sind auch mehr als zwei Spiralkanäle in der Abgasturbine vorgesehen, beispielsweise drei Spiralkanäle, denen jeweils das Abgas einer bestimmten Zylinderanzahl der Brennkraftmaschine zuzuführen ist und die jeweils über ein definiertes Winkelsegment in den Strömungseintrittsquer- schnitt zum Turbinenrad münden.