In der Druckschrift DE 43 12 078 AI wird eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit einer Abgasturbine im Abgasstrang und einem Verdichter im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine be- schrieben. Über den Verdichter wird angesaugte Verbrennungs- luft auf einen erhöhten Ladedruck verdichtet, unter dem die Luft den Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Dem Verdichter ist ein Zusatzverdichter zugeordnet, welcher auf der gleichen Welle wie der Hauptverdichter aufsitzt und wie dieser von der Abgasturbine angetrieben wird. Über den Zu- satzverdichter wird rückgeführtes Abgas aus dem Abgasstrang zunächst auf einen erhöhten Druck vorverdichtet und anschlie- ßend dem vom Hauptverdichter angesaugten Luftmassenstrom bei- gemischt und in den Ansaugtrakt geführt.

Aufgrund der Vorverdichtung des Abgases im Zusatzverdichter kann das Spektrum der Betriebsbedingungen erweitert werden, unter denen eine Abgasrückführung durchgeführt werden kann.

Der Zusatzverdichter setzt jedoch einen verhältnismäßig gro- ßen konstruktiven Aufwand voraus.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, mit einfachen kon- struktiven Maßnahmen einen Abgasturbolader in der Weise aus- zugestalten, dass über die originäre Funktion der Verdichtung von Verbrennungsluft hinaus ein weiterer Einsatz als Gasför- derpumpe möglich ist.

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

Bei dem erfindungsgemäßen Abgasturbolader bildet die Abgas- turbine eine Pumpe für die Gasfördereinrichtung. Hierfür ist ein den Turbineneintrittsquerschnitt überbrückender, einen Abgassammelraum in der Turbine stromauf des Turbinenrades mit einem Austrittsbereich der Abgasturbine verbindender Abgas- Bypass vorgesehen, in den eine Gasförderleitung der Gasför- dereinrichtung einmündet. Aufgrund des statischen Druckab- falls zwischen dem Abgassammelraum und dem Austrittsbereich wird eine Förderwirkung erzielt, über die das in der Gasför- derleitung befindliche Gas angesaugt und in den Austrittsbe- reich der Abgasturbine gefördert wird. Die Abgasturbine über- nimmt hierbei die Funktion einer Pumpe für die Gasförderein- richtung. Diese Pumpenfunktion kann allein über die Einmün- dung der Gasförderleitung in den Bypass zum Turbinenein- trittsquerschnitt realisiert werden, über den der Hauptmas- senstrom des Abgases aus dem Abgasstrang dem Turbinenrad zu- geführt wird. Der über den Abgas-Bypass geführte Teilmassen- strom des Abgases beträgt hierbei zweckmäßig nicht mehr als 5 % des gesamten, durch die Abgasturbine geführten Abgasmassen- stromes und liegt beispielsweise im Bereich zwischen etwa 1 % und 2 %.

Die Pumpenfunktion kann verbessert werden, indem in den Ab- gas-Bypass eine Düse mit verjüngtem Querschnitt integriert wird und die Gasförderleitung stromab des engsten Düsenquer- schnittes in den Bypass einmündet. Durch die Entspannung des den engsten Düsenquerschnitt passierenden Abgasmassenstromes wird eine weitere Druckabsenkung erzielt, die für eine zu- sätzliche Förderwirkung für die Gasfördereinrichtung genutzt werden kann.

Als Düse im Abgas-Bypass kann ein vom Abgas umströmtes Ejek- torteil in den Bypass integriert werden, wobei über das Ejek- torteil der Gasmassenstrom aus der Gasfördereinrichtung in den Bypass einzuleiten ist. Das Ejektorteil weist hierfür ei- ne Mündungsöffnung für den zu fördernden Gasmassenstrom in den Abgas-Bypass hinein auf.

Der Bypass erstreckt sich vorteilhaft ringförmig um das Tur- binenrad, wobei über den Umfang des Bypass verteilt zweckmä- ßig eine Mehrzahl von Ejektorteilen angeordnet sind und je- weils zwischen zwei benachbarten Ejektorteilen ein engster Düsenquerschnitt gebildet ist. Die Ejektorteile können gleichartig ausgebildet sein, insbesondere identisch oder a- ber spiegelsymmetrisch ausgeführt sein, oder gemäß einer wei- teren vorteilhaften Ausführung auch unterschiedlich kontu- riert sein, derart, dass der zwischen zwei benachbarten Ejek- torteilen liegende Düseneintrittsquerschnitt und der Düsen- austrittsquerschnitt voneinander abweichende Strömungsrich- tungen für das passierende Gas bewirken. Auf diese Weise kön- nen zusätzliche strömungstechnische Effekte erzeugt werden.

Im Ejektorteil befindet sich zweckmäßig ein Mündungskanal für die Gasförderleitung, wobei der Mündungskanal etwa senkrecht zur Anströmrichtung des Abgases in dem Bypass verläuft. Diese Ausführung ermöglicht in einfacher Weise einen Anschluss der Gasförderleitung an das Ejektorteil. Der Mündungskanal ist ü- ber die Mündungsöffnung mit dem Bypass verbunden, wobei die Mündungsöffnung beispielsweise schlitzförmig ausgebildet sein kann und die Ausrichtung der Mündungsöffnung näherungsweise parallel zur Ausrichtung des Düsenaustrittsquerschnittes liegt, so dass das in den Bypass eintretende Gas etwa die gleiche Strömungsrichtung aufweist wie das durch den Bypass strömende Abgas. Hierdurch wird der strömungstechnische Mit- nahmeeffekt verbessert.

Die Gasfördereinrichtung kann als Pumpe beispielsweise für eine Kurbelgehäuse-Entlüftungseinrichtung eingesetzt werden, über die ölhaltige Entlüftungsgase aus dem Kurbelgehäuse ab- geleitet und einer Reinigung unterzogen werden. Die Abgastur- bine übernimmt hierbei die Funktion einer Pumpe für die Ent- lüftungsgase und fördert diese-nach dem Durchlaufen eines Ölabscheiders-in den Abgasstrang hinein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Verwendung ist vorgesehen, dass die Gasfördereinrichtung eine Pumpe für eine Lufteinbla- seeinrichtung bildet, über die nach dem Abgasturbinenrad zu- sätzliche Umgebungsluft zuführbar ist. Die eingeblasene Umge- bungsluft kann in einem der Turbine nachgeordneten Katalysa- tor zur Unterstützung der Katalysatorfunktion und/oder einem Rußfilter zur Unterstützung des Abbrennprozesses des Rußes ausgenutzt werden, wodurch insbesondere das Abgasverhalten nach einem Kaltstart des Motors verbessert werden kann.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weite- ren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftma- schine mit Abgasturbolader, dessen Abgasturbine ei- ne Pumpe für eine Kurbelgehäuse-Entlüftungsein- richtung sowie für eine Lufteinblaseeinrichtung bildet, Fig. 2 einen Schnitt durch die Abgasturbine mit einem in das Turbinengehäuse eingebrachten Anschlussstutzen, über den zu förderndes Gas in den Austrittsbereich des Turbinenrades einzuleiten ist, Fig. 3 ein in eine Ebene projizierter Ausschnitt aus einem ringförmigen, das Turbinenrad umgreifenden Bypass im Turbinengehäuse mit einer Mehrzahl parallel an- geordneter, düsenförmiger Ejektorteile, über die zu förderndes Gas in den Bypass einzuleiten ist, Fig. 3a ein Ejektorteil in einer vergrößerten Darstellung, Fig. 4 ein Ausschnitt aus dem Bypass mit zwei Ejektortei- len in einer alternativen Ausführung, Fig. 5 ein Ausschnitt aus dem Bypass mit zwei Ejektortei- len in einer weiteren Ausführung.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszei- chen versehen.

Der in Fig. 1 dargestellten Brennkraftmaschine 1-ein Otto- motor oder ein Dieselmotor-ist ein Abgasturbolader 2 mit einer Abgasturbine 3 im Abgasstrang 4 und einem Verdichter 5 im Ansaugtrakt 6 zugeordnet. Die Abgasturbine 3 wird von den unter Druck stehenden Abgasen der Brennkraftmaschine 1 ange- trieben. Über eine Welle 7 wird der Verdichter 5 von der Ab- gasturbine 3 angetrieben, welcher Umgebungsluft ansaugt und auf einen erhöhten Ladedruck verdichtet. Die Abgasturbine 3 ist mit einer variablen Turbinengeometrie 8 zur veränderli- chen Einstellung des wirksamen Turbineneintrittsquerschnittes ausgestattet.

Stromab des Verdichters 5 ist im Ansaugtrakt 6 ein Ladeluft- kühler angeordnet, in den die zuvor im Verdichter 5 kompri- mierte Luft eintritt und gekühlt wird. Stromab des Ladeluft- kühlers 9 wird die Ladeluft unter Ladedruck den Zylinderein- lässen der Brennkraftmaschine 1 zugeführt.

Des Weiteren ist die Brennkraftmaschine 1 mit einer Abgas- rückführungseinrichtung 10 ausgestattet, welche eine Rück- führleitung 11 zwischen dem Abgasstrang 4 stromauf der Abgas- turbine 3 und dem Ansaugtrakt 6 stromab des Ladeluftkühlers 9 umfasst. In die Rückführleitung 11 ist ein einstellbares Rückführventil 12 sowie ein Kühler 13 integriert.

Im Abgasstrang 4 ist stromab der Abgasturbine 3 ein Katalysa- tor 15 zur katalytischen Reinigung der abzublasenden Abgase angeordnet. Dem Katalysator 15 kann-im Falle eines Diesel- motors-ein Rußfilter 16 vorgeschaltet sein, über den Ruß- partikel auszufiltern und gegebenenfalls abzubrennen sind.

Weiterhin ist die Brennkraftmaschine 1 mit einer Kurbelgehäu- se-Entlüftungseinrichtung 17 ausgestattet, die eine Gasför- derleitung 18 zwischen dem Kurbelgehäuse der Brennkraftma- schine und der Abgasturbine 3 umfasst. In der Gasförderlei- tung 18 befindet sich ein Rückschlagventil 19, welches in Richtung Abgasturbolader 3 öffnet und ein unerwünschtes Rück- strömen zurück in das Kurbelgehäuse verhindert. Gegebenen- falls kann das Ventil 19 aber auch als aktiv einstellbares Ventil ausgeführt sein.

Der Brennkraftmaschine 1 ist darüber hinaus eine Lufteinbla- seeinrichtung 20 zugeordnet, über die Frischluft aus der Um- gebung angesaugt und über die Abgasturbine 3 dem Katalysator 15 sowie dem Rußfilter 16 zugeführt wird, um die Katalysator- funktion insbesondere nach einem Kaltstart der Brennkraftma- schine sowie das Rußabbrennen im Rußfilter zu unterstützen.

Die Lufteinblaseeinrichtung 20 umfasst eine Gasförderleitung 21, über die die Verbrennungsluft aus der Atmosphäre ange- saugt wird und in der sich ein einstellbares Ventil 23 befin- det. Die Gasförderleitung 21 der Lufteinblaseeinrichtung 20 mündet mit der Gasförderleitung 18 der Kurbelgehäuse- Entlüftungseinrichtung 17 in einen gemeinsamen Leitungsab- schnitt 22, welcher in die Abgasturbine 3 geführt ist.

Über eine Regel-und Steuereinheit 14 sind sämtliche ein- stellbaren Aggregate der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von Zustands-und Betriebsgrößen einzustellen. Dies betrifft insbesondere das Rückführventil 12 in der Abgasrückführungs- einrichtung 10, die variable Turbinengeometrie 8 in der Ab- gasturbine 3 und das Ventil 23 in der Lufteinblaseeinrichtung 20.

Der Schnittdarstellung der Abgasturbine 3 gemäß Fig. 2 ist zu entnehmen, dass im Turbinengehäuse 24 ein Spiralkanal 25 aus- gebildet ist, der einen Sammelraum für das eingeleitete Abgas der Brennkraftmaschine bildet. Das Abgas wird aus dem Spiral- kanal 25 über einen Strömungseintrittsquerschnitt 26, in dem sich die variable Turbinengeometrie 8 befindet, radial auf das Turbinenrad 27 geführt. Das auf das Turbinenrad 27 auf- treffende Abgas treibt dieses an und verlässt anschließend im entspannten Zustand über den Austrittsbereich 28 die Abgas- turbine 3 und wird im weiteren Verlauf im Abgasstrang einer Reinigung unterzogen.

Am Turbinengehäuse 24 ist ein Anschlussstutzen 29 ausgebil- det, in dem sich ein Anschlusskanal 30 befindet, wobei mit dem Anschlussstutzen 29 der Leitungsabschnitt 22 der Kurbel- gehäuse-Entlüftungseinrichtung und/oder der Lufteinblaseein- richtung (Fig. 1) zu verbinden ist. Über den Anschlussstutzen 29 werden entweder Entlüftungsgase aus dem Kurbelgehäuse oder Umgebungsluft der Abgasturbine 3 zugeführt.

Der Turbineneintrittsquerschnitt 26, über den Abgas aus dem Abgassammelraum bzw. Spiralkanal 25 dem Turbinenrad 27 zu- führbar ist, wird von einem Abgas-Bypass 31 überbrückt, wel- cher im Turbinengehäuse 24 ausgebildet ist und einen als Austrittsdiffusor 36 ausgeführten Abströmkanal, welcher den Austrittsbereich 28 der Abgasturbine bildet, umgreift. Der Bypass 31 zweigt vom Spiralkanal 25 ab und mündet axial in den Austrittsbereich 28. Über den Bypass wird ein Teilmassen- strom des im Spiralkanal 25 befindlichen Abgases gemäß Pfeil- richtung 33 in Radialrichtung in den Bypass 31 eingeleitet und nach Durchströmen des Bypass in Pfeilrichtung 37 axial wieder aus dem Bypass abgeleitet. Der Anschlusskanal 30 mün- det radial in den axial verlaufenden Abschnitt des Bypass 31 ein. Aufgrund des Druckgefälles zwischen dem Spiralkanal 25 und dem Austrittsbereich 28 wird im Ejektor eine Pumpwirkung erzielt, über die über den Leitungsabschnitt 22 und den An- schlusskanal 30 zugeführtes Gas in den Bypass 31 und weiter in den Austrittsbereich 28 gefördert wird.

Der Bypass 31 ist zweckmäßig ringförmig ausgebildet. Im By- pass ist vorteilhaft zumindest ein Ejektorteil 38 angeordnet, welches die Funktion einer Düse im Bypass 31 übernimmt und ü- ber das Gas der Gasfördereinrichtung in den Bypass einzulei- ten ist. Zweckmäßig sind eine Mehrzahl von über den Umfang verteilter Ejektorteile 38 im Bypass vorgesehen, über die je- weils Gas in den Bypass einzuführen ist, wobei gegebenenfalls auch nur über eines oder eine beschränkte Anzahl von Ejektor- teilen das Gas eingeleitet werden kann. In dem Ejektorteil 38 ist ein Mündungskanal 39 ausgebildet, welcher mit dem An- schlusskanal 30 im Anschlussstutzen 29 kommuniziert und wel- cher etwa senkrecht zur Strömungsrichtung des Bypass 31 ver- läuft. In den Mündungskanal 39 im Ejektorteil 38 ist eine Mündungsöffnung eingebracht (in den Fig. 3 bis 5 mit Bezugs- zeichen 40 gekennzeichnet), über die das zugeführte Gas in den Bypass 31 abgeleitet wird.

Die eine Düse bildenden Ejektorteile im Bypass 31 stellen aufgrund ihres reduzierten Strömungsquerschnittes sicher, dass nur ein verhältnismäßig kleiner Anteil des Abgases über den Bypass 31 unter Umgehung des Turbinenrades in den Aus- trittsbereich der Abgasturbine geleitet wird. Zweckmäßig be- trägt der durch den Bypass 31 geleitete Abgasmassenstrom nicht mehr als 5 % des gesamten, die Abgasturbine passieren- den Abgasmassenstromes, wobei vorteilhaft Werte zwischen 1 % und 2 % realisiert werden.

In Fig. 3 ist ein Ausschnitt eines in die Ebene projizierten Segmentes eines Bypass 31 dargestellt. Im Bypass sind eine Mehrzahl über den Umfang gleichmäßig verteilter Ejektorteile 38 parallel zueinander angeordnet, welche strömungsgünstig konturiert sind und von dem Abgas in Pfeilrichtung 41 um- strömt werden. Über die Mündungskanäle 39 wird dem Bypass 31 das zu fördernde Gas zugeführt, siehe auch Fig. 3a. Jeder Mündungskanal 39 ist über zwei schlitzförmige Mündungsöffnun- gen 40 mit dem Bypass verbunden ; über die Mündungsöffnungen 40 kann in Pfeilrichtung 42 das zuzuführende Gas in den By- pass 31 einströmen.

Je zwei parallel angeordnete und benachbarte Ejektorteile 38 bilden eine Düse innerhalb des Bypass 31, dessen engster Dü- senquerschnitt sich im Bereich eines kreisrunden Abschnittes der Ejektorteile 38 befindet, die sich in Strömungsrichtung des Abgases gesehen etwa dreieckförmig verjüngen. Der Düsen- eintrittsquerschnitt-die angeströmte Vorderseite der Ejek- torteile-ist mit Bezugszeichen 43 versehen, der engste Dü- senquerschnitt zwischen benachbarten Ejektorteilen mit Be- zugszeichen 44 und der Düsenaustrittsquerschnitt-im Bereich des spitzen Endes auf der Abströmseite-mit Bezugszeichen 45. Die Mündungsöffnungen 40 befinden sich stromab des engs- ten Düsenquerschnittes 44.

Auch in den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4 und 5 be- finden sich die Mündungsöffnungen 40 stromab des engsten Dü- senquerschnittes zwischen benachbarten Ejektorteilen 38. Ge- mäß Fig. 4 sind jeweils zwei benachbarte Ejektorteile 38 be- züglich einer in Strömungsrichtung verlaufenden Ebene 46 spiegelsymmetrisch ausgebildet, wobei der den Mündungskanal 39 im Ejektorteil 38 begrenzende Wandabschnitt jeweils kreis- förmig ausgeführt ist. Die Mündungsöffnungen 40 sind in der Weise platziert, dass das in Pfeilrichtung 42 ausströmende Gas etwa eine Strömungsrichtung besitzt, die parallel ist zur Strömungsrichtung des in Pfeilrichtung 41 den engsten Düsen- querschnitt passierenden Abgases.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind benachbarte Ejek- torteile 38'und 38''unterschiedlich aufgebaut. Ein erstes Ejektorteil 38'entspricht etwa der Ausführung gemäß Fig. 4 mit einem Mündungskanal 39, der über eine Mündungsöffnung 40 stromab des engsten Düsenquerschnittes 44 in den Bypass 31 mündet. Ein zweites Ejektorteil 38''besitzt keinen Mündungs- kanal bzw. keine Mündungsöffnung für die Zufuhr von Gas, son- dern weist eine teilkreisförmige Ausbuchtung 47 auf, die kom- plementär zum kreisförmigen Abschnitt des benachbarten Ejek- torteiles 38'ausgebildet ist, in welchem sich der Mündung- kanal 39 befindet. Hierdurch ergibt sich ein bogenförmiger Strömungskanal zwischen den benachbarten Ejektorteilen 38' und 38'', dessen engster Düsenquerschnitt 44 in Richtung des Düsenaustrittsquerschnittes 45 verschoben ist. Über die bo- genförmige Ausgestaltung des Düsenkanals ist eine Umlenkung der Abgasströmung durch den Bypass möglich, so dass die Ein- strömung des Abgases über den Düseneintrittsquerschnitt 43 eine andere Richtung aufweist als die Abströmung im Düsenaus- trittsquerschnitt 45.