Aus der Druckschrift DE 197 34 494 Cl ist eine aufgela- dene Brennkraftmaschine bekannt, deren Abgasturbolader eine Abgasturbine mit variabler Turbinengeometrie auf- weist. Durch die Verstellung der variablen Turbinengeo- metrie kann der wirksame Strömungseintrittsquerschnitt in der Turbine zum Turbinenrad verändert werden, wodurch der Abgasgegendruck in dem Leitungsstrang zwischen dem Zylinderauslass der Brennkraftmaschine und dem Einlass der Turbine gezielt beeinflusst und dadurch die Leis- tungsaufnahme der Turbine und entsprechend die Verdich- terleistung des Verdichters eingestellt werden können.

Zur Verbesserung des Abgasverhaltens der Brennkraftma- schine, insbesondere zur NOx-Reduktion, ist eine Abgas- rückführungsvorrichtung zur Rückführung von Abgas aus dem Abgasstrang in den Ansaugtrakt vorgesehen. In Abhän- gigkeit von Zustandsgrößen und Betriebsparametern der Brennkraftmaschine wird die Höhe des rückgeführten Ab- gasmassenstromes eingestellt.

Werden in derartigen aufgeladenen Brennkraftmaschinen mit Abgasrückführung einflutige Turbinen mit variabler Turbinengeometrie eingesetzt, so wird das zum Rückführen der gewünschten Abgasmenge nötige Druckgefälle zur Frischluftseite durch das Aufstauen des gesamten Abgas- massenstromes erzielt. Mit zunehmendem rückgeführtem Massenstrom wird jedoch der Ladungswechsel in den Zylin- dern negativ beeinflusst und der Kraftstoffverbrauch er- höht.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den Schad- stoffausstoß und den Kraftstoffverbrauch in aufgeladenen Brennkraftmaschinen mit Abgasrückführung zu reduzieren.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1, 7 bzw. 14 gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen an.

Die Abgasturbine des neuartigen Abgasturboladers ist zweiflutig ausgebildet und weist zwei Einströmkanäle mit jeweils einem Strömungseintrittsquerschnitt zum Turbi- nenrad auf, wobei die beiden Einströmkanäle separat aus- gebildet und gegeneinander druckdicht abgeschirmt sind, insbesondere auch zur Umgebung hin druckdicht abge- schirmt sind. Zudem weist jeder Einströmkanal einen ei- genen Zuströmanschluss für die separate Zuführung von Abgas auf.

Durch diese Ausführung des Abgasturboladers ist es mög- lich, zwei unabhängige Abgasleitungen zwischen den Zy- linderauslässen der Brennkraftmaschine und der Abgastur- bine vorzusehen und jeden Einströmkanal separat mit Ab- gas zu versorgen. Mit einem derartigen Abgasturbolader kann eine neuartige Brennkraftmaschine in der Weise aus- gebildet werden, dass jede Abgasleitung nur das Abgas eines Teils der Zylinder des Motors aufnimmt und genau eine der beiden Abgasleitungen über eine Rückführleitung der Abgasrückführungsvorrichtung mit dem Ansaugtrakt verbunden wird. Es wird nur der Teil des Motorabgases dieser Abgasleitung entsprechend der erforderlichen Ab- gasrückführmenge hoch aufgestaut, wodurch deutlich ge- ringere Ladungswechselnachteile während der Abgasrück- führungs-Betriebsweise und ein entsprechend geringerer Kraftstoffverbrauch zu erwarten sind und dennoch das Ab- gasverhalten positiv beeinflusst werden kann. Vorteil- haft wird der Abgasleitung, von der die Rückführleitung der Abgasrückführung abzweigt, das Abgas von einer be- stimmten Zylinderanzahl der Brennkraftmaschine, insbe- sondere einer kleineren Zylinderanzahl und gegebenen- falls nur eines Zylinders als der parallelen Abgaslei- tung zugeführt, die nicht an der Abgasrückführung betei- ligt ist.

Aufgrund der zwei separaten und druckdicht gegeneinander abgeschirmten Einströmkanäle in der Abgasturbine kann zweckmäßig der Abgasgegendruck in derjenigen Abgaslei- tung bzw. demjenigen Einströmkanal der Turbine, welche bzw. welcher nicht mit der Abgasrückführungsvorrichtung kommuniziert, über die vorteilhaft im Strömungsein- trittsquerschnitt dieses Einströmkanals angeordnete va- riable Turbinengeometrie manipuliert werden. Durch Ver- stellung der variablen Turbinengeometrie kann die Turbi- nenleistung und damit auch die vom Verdichter abzugeben- de Arbeit bzw. geförderte Luftmenge in der Weise beein- flusst werden, dass zwischen der an der Abgasrückführung beteiligten Abgasleitung und dem Ansaugtrakt ein die Ab- gasrückführung ermöglichendes Druckgefälle entsteht. Es ist insbesondere möglich, in der befeuerten Antriebsbe- triebsweise der Brennkraftmaschine die variable Turbi- nengeometrie dem zweiten, nicht an der Abgasrückführung beteiligten Einströmkanal der Turbine in Richtung ihrer Offenstellung zu versetzen, in der die Turbinengeometrie einen nur geringen Strömungswiderstand im Strömungsein- trittsquerschnitt bildet, so dass der Abgasgegendruck in diesem Einströmkanal reduziert ist und weniger Verdich- terarbeit abgegeben und dementsprechend ein geringerer Ladedruck erzeugt wird, der mit dem optimalen Luftver- hältnis korrespondiert. Unabhängig von dem Abgasge- gendruck in derjenigen Abgasleitung, die mit dem nicht an der Abgasrückführung beteiligten Einströmkanal kommu- niziert, kann in der parallelen Abgasleitung, von der die Rückführleitung der Abgasrückführung abzweigt, ein höherer, den Ladedruck auf der Ansaugseite übersteigen- der Abgasgegendruck zur Rückführung von Abgas in den An- saugtrakt erzeugt werden.

Während mit der einen der Turbine zugeführten Leitung der Aufstau für die Abgasrückführung erfolgt, wird über den Kanal, der mit der variablen Turbinengeometrie kor- respondiert, die gewünschte Turbinendrehzahl abgestimmt.

Der erhöhte Abgasgegendruck in der ersten, mit der Ab- gasrückführung kommunizierenden Abgasleitung kann da- durch unterstützt werden, dass in dem Strömungsein- trittsquerschnitt, welcher dem der ersten Abgasleitung zugeordneten Einströmkanal zugeordnet ist, ein veränder- liches oder unveränderliches Strömungshindernis in Form eines Leitgitters oder einer ähnlichen Ausführung ange- ordnet ist. Es kann hierbei zweckmäßig sein, zusätzlich oder alternativ auch in diesem Strömungseintrittsquer- schnitt eine variable Turbinengeometrie vorzusehen.

Als bevorzugter Turbinentyp wird eine Kombinationsturbi- ne mit einem halbaxialen und einem radialen Strömung- eintrittsquerschnitt gewählt, wobei die variable Turbi- nengeometrie zweckmäßig im radialen Strömungseintritts- querschnitt angeordnet ist und die Abgasrückführung dem halbaxialen Einströmkanal bzw. Strömungseintrittsquer- schnitt zugeordnet ist. Derartige Kombinationsturbinen mit einem halbaxialen und einem radialen Strömungsein- trittsquerschnitt müssen gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Kombinationsturbinen lediglich in der Weise modifiziert werden, dass die den beiden Strömung- eintrittsquerschnitten zugeordneten Einströmkanäle ge- genseitig druckdicht abgeschlossen werden, um einen un- erwünschten Druckausgleich zwischen diesen Einströmkanä- len zu verhindern. Dies wird beispielsweise dadurch er- reicht, dass ein Strömungsring, welcher zwischen halb- axialem und radialem Strömungseintrittsquerschnitt ange- ordnet ist, druckdicht mit einer Trennwand zwischen den Einströmkanälen verbunden wird.

In bevorzugter Weiterbildung der Brennkraftmaschine ist eine die beiden Abgasleitungen außerhalb der Abgasturbi- ne verbindende Überbrückungsleitung vorgesehen, die mit einem einstellbaren Umblaseventil ausgestattet ist. Je nach Stellung des Umblaseventils kann ein Druckausgleich zwischen den beiden Abgasleitungen zugelassen werden, um insbesondere in einem Motorbetrieb ohne Abgasrückführung in beiden Einströmkanälen der Turbine gleiche Druckver- hältnisse zu schaffen. Das Umblaseventil kann vorteil- haft aber auch in eine Position geschaltet werden, in welcher Abgas aus einer der beiden Abgasleitungen oder aus beiden Abgasleitungen unter Umgehung der Abgasturbi- ne aus dem Abgasstrang ausgeleitet wird. Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit einer zweiflutigen Kombi- nationsturbine mit halbaxialem und radialem Strö- mungseintrittsquerschnitt, Fig. 2 einen Schnitt durch eine Kombinationsturbine mit zwei separat und gegeneinander druckdicht ausge- bildete Einströmkanälen, Fig. 3 einen Schnitt durch eine Kombinationsturbine in einer weiteren Ausführung, Fig. 4 einen Schnitt durch eine zweiflutige Radialturbi- ne, Fig. 5 ein Schaubild mit dem Verlauf des Abgas- Massendurchsatzes durch eine Turbine in Abhängig- keit des Druckgefälles über der Turbine, darge- stellt für jede der beiden Einströmkanäle der Kombinationsturbine.

In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile mit glei- chen Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 1 dargestellte Brennkraftmaschine 1-ein Otto-Motor oder ein Dieselmotor-umfasst einen Abgas- turbolader 2 mit einer Turbine 3 im Abgasstrang 4 und mit einem Verdichter 5 im Ansaugtrakt 6, wobei die Bewe- gung des Turbinenrades über eine Welle 7 auf das Ver- dichterrad des Verdichters 5 übertragen wird. Die Turbi- ne 3 des Abgasturboladers 2 ist mit einer variablen Tur- binengeometrie 8 ausgestattet, über die in Abhängigkeit des Zustands der Brennkraftmaschine der wirksame Strö- mungseintrittsquerschnitt zum Turbinenrad 9 veränderlich eingestellt werden kann. Die Turbine 3 ist als zweiflu- tige Kombinationsturbine mit zwei Fluten bzw. Einström- kanälen 10 und 11 ausgebildet, von denen ein erster Ein- strömkanal 10 einen halbaxialen Strömungseintrittsquer- schnitt 12 zum Turbinenrad 9 und der zweite Einströmka- nal 11 einen radialen Strömungseintrittsquerschnitt 13 zum Turbinenrad 9 aufweist. Die beiden Einströmkanäle 10 und 11 sind durch eine gehäusefeste Trennwand 14 sepa- riert und gegenseitig druckdicht abgeschirmt.

Die variable Turbinengeometrie 8 befindet sich zweckmä- ßig im radialen Strömungseintrittsquerschnitt 13 des Einströmkanals 11 und ist insbesondere als Leitgitter mit verstellbaren Leitschaufeln oder als ein axial in den radialen Strömungseintrittsquerschnitt 13 verschieb- bares Leitgitter ausgebildet, wobei in Abhängigkeit der Stellung des Leitgitters ein veränderlich einstellbarer Strömungseintrittsquerschnitt zum Turbinenrad 9 freige- geben wird.

Jede Flut bzw. jeder Einströmkanal 10 bzw. 11 ist mit einem Zuströmanschluss 15 bzw. 16 versehen. Über jeden Zuströmanschluss 15 bzw. 16 ist dem zugeordneten Ein- strömkanal 10 bzw. 11 separat Abgas zuführbar. Die Ab- gaszuführung erfolgt über zwei unabhängig voneinander ausgebildete Abgasleitungen 17 und 18, welche Bestand- teil des Abgasstranges 4 sind. Jede Abgasleitung 17 bzw.

18 ist einer definierten Anzahl an Zylinderauslässen der Brennkraftmaschine zugeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist die Brennkraftmaschine V-förmig ausgebildet und weist zwei Zylinderbänke 19 und 20 mit jeweils gleicher Zylinderanzahl auf. Die erste Abgasleitung 17 führt von der ihr zugeordneten Zylinderbank 19 zum ersten Ein- strömkanal 10, die zweite Abgasleitung 18 führt dement- sprechend von der zweiten Zylinderbank 20 zum zweiten Einströmkanal 11. Zwischen den beiden Abgasleitungen 17 und 18 ist stromauf der Turbine 3 eine verbindende Über- brückungsleitung 21 mit einem einstellbaren Abblase- bzw. Umblaseventil 22 angeordnet. Das Umblaseventil 22- kann in eine Sperrstellung versetzt werden, in der die Überbrückungsleitung 21 abgesperrt ist und ein Druckaus- tausch zwischen den Abgasleitungen 17 und 18 unterbunden wird, in eine Durchgangsstellung, in der die Überbrü- ckungsleitung geöffnet ist und ein Druckaustausch ermög- licht ist, und in eine Abblasestellung versetzt werden, in der Abgas aus einer der beiden Abgasleitungen oder aus beiden Abgasleitungen unter Umgehung der Turbine aus dem Abgasstrang ausgeleitet wird.

Weiterhin ist eine Abgasrückführungsvorrichtung 23 vor- gesehen, die eine Rückführleitung 24 zwischen der ersten Abgasleitung 17 und dem Ansaugtrakt 6 unmittelbar strom- auf des Zylindereinlasses der Brennkraftmaschine 1 sowie ein Sperrventil 25 oder Rückschlagventil bzw. Flatter- ventil umfasst, dass zwischen einer die Rückführleitung 24 blockierenden Sperrstellung und einer freigebenden Öffnungsstellung verstellbar ist bzw. sich einstellt.

Vorteilhaft ist in der Rückführleitung 24 auch ein Ab- gaskühler 26 angeordnet.

Sämtliche Stellelemente der diversen verstellbaren Bau- teile, insbesondere die variable Turbinengeometrie 8, das Umblaseventil 22 und das Sperrventil 25, werden über Stellsignale, die in einer Regel-und Steuerungseinrich- tung 27 erzeugbar sind, in ihre gewünschte Position ver- stellt.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird die Turbinenleis- tung auf den Verdichter 5 übertragen, der Umgebungsluft mit dem Druck pi ansaugt und auf einen erhöhten Druck p2 verdichtet. Stromab des Verdichters 5 ist im Ansaugtrakt 6 ein Ladeluftkühler 28 angeordnet, der von der verdich- teten Luft durchströmt wird. Nach dem Verlassen des La- deluftkühlers 28 ist die Luft auf den Ladedruck P2s ver- dichtet, mit dem sie in den Zylindereinlass der Brenn- kraftmaschine eingeleitet wird. Am Zylinderauslass herrscht in der ersten Abgasleitung 17, die der ersten Zylinderbank 19 zugeordnet ist, der Abgasgegendruck psi ; in der zweiten Abgasleitung 18, die der zweiten Zylin- derbank 20 zugeordnet ist, liegt der Abgasgegendruck P32 an. In der Turbine 3 wird das Abgas auf den niedrigen Druck p4 entspannt und im weiteren Verlauf zunächst einer katalytischen Reinigung unterzogen und schließlich in die Umgebung abgeblasen.

Im Abgasrückführungsbetrieb in der befeuerten Antriebs- betriebsweise wird das Sperrventil 25 der Abgasrückfüh- rungsvorrichtung 23 in Öffnungsstellung versetzt, damit Abgas aus der ersten Abgasleitung 17 in den Ansaugtrakt 6 überströmen kann. Um ein die Abgasrückführung ermögli- chendes Druckgefälle mit einem den Ladedruck P2s über- steigenden Abgasgegendruck P31 in der Abgasleitung 17 zu gewährleisten, wird die variable Turbinengeometrie 8 im radialen Strömungseintrittsquerschnitt 13 des zweiten Strömungskanals 11 in eine Stellung versetzt, in der sich ein die Abgasrückführung ermöglichendes Druckgefäl- le zwischen erster Abgasleitung 17 und Ansaugtrakt 6 einstellt. Ein derartiges Druckgefälle stellt sich unter Beachtung des geforderten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses insbesondere bei einer in Richtung ihrer Öffnungsstel- lung versetzten Position der variablen Turbinengeometrie 8 ein.

Ein derartiges Druckgefälle kann dadurch unterstützt werden, dass der erste Strömungseintrittsquerschnitt 12 im ersten Einströmkanal 10 verhältnismäßig klein ausge- bildet ist und einen Wert annimmt, der vorteilhaft zwar geringfügig größer sein kann als der zweite Strömung- eintrittsquerschnitt 13 in Staustellung der variablen Turbinengeometrie, jedoch kleiner ist als dieser Quer- schnitt in Offenstellung der variablen Turbinengeomet- rie. Aufgrund des relativ geringen ersten Strömungsein- trittsquerschnitts 12 kann ein verhältnismäßig hoher Ab- gasgegendruck p31 in der ersten Abgasleitung 17 erzielt werden. Bei aktiver Abgasrückführung ist insbesondere der Abgasgegendruck P31 in der ersten Abgasleitung 17 hö- her als der Abgasgegendruck P32 in der zweiten Abgaslei- tung 18, die keine Verbindung zur Abgasrückführungsvor- richtung 23 aufweist.

Im Motorbremsbetrieb wird die variable Turbinengeometrie in ihre Staustellung überführt, in der der radiale Strö- mungseintrittsquerschnitt 13 auf einen minimalen Wert reduziert wird, wodurch der Abgasgegendruck P32 in der zweiten Abgasleitung 18 auf einen hohen Wert ansteigt, der insbesondere größer ist als der Abgasgegendruck psi in der ersten, mit der Abgasrückführungsvorrichtung 23 kommunizierenden Abgasleitung 17. Hierdurch ist es mög- lich, sehr hohe Motorbremsleistungen durch eine starke Anhebung des Abgasgegendrucks P32 zu erzielen, ohne die kritische Drehzahlgrenze des Abgasturboladers zu über- schreiten, indem die Ventile 22 und 25 in vorteilhafter Weise betätigt werden. In der Schnittdarstellung nach Fig. 2 ist ein Abgastur- bolader 2 mit einer Abgasturbine 3 mit variabler Turbi- nengeometrie 8 gezeigt. Die Turbine 3 umfasst einen ers- ten Einströmkanal 10 mit halbaxialem Strömungseintritts- querschnitt 12 und einen zweiten Einströmkanal 11 mit radialem Strömungseintrittsquerschnitt 13. Über die Strömungseintrittsquerschnitte 12 und 13 ist Abgas aus den Einströmkanälen 10 und 11 dem Turbinenrad 9 zuführ- bar. Im halbaxialen Strömungseintrittsquerschnitt 12 be- findet sich ein Festgitter 29, wohingegen im radialen Strömungseintrittsquerschnitt 13 neben einem Leitgitter 30 eine axial in den Strömungseintrittsquerschnitt 13 verschiebliche Matrize 33 angeordnet ist. Die beiden Einstrbmkanale 10 und 11 sind über eine gehäusefest Trennwand 14 separiert. Im Bereich der Strömungsein- trittsquerschnitte 12 und 13 ist ein die beiden Strö- mungseintrittsquerschnitte abteilender, strömungsgünstig konturierter Strömungsring 31 angeordnet, dessen radiale Außenseite dem radial nach innen gewandten Stirnbereich der Trennungswand 14 zugewandt ist. Für eine druckdichte Abschirmung zwischen den Einströmkanälen 10 und 11 ist zwischen Stirnseite der Trennwand 14 und radial außen liegender Seite des Strömungsrings 31 ein ringförmiges Dichtelement 32 angeordnet.

Die axial verschiebliche Matrize 33 im radialen Strö- mungseintrittsquerschnitt 13 ist an einem Axialschieber 34 befestigt, welcher das Turbinenrad 9 ringförmig um- gibt. Das starre Leitgitter, das in die bewegliche Mat- rize eintaucht, ist im gezeigten Beispiel am Strömung- ring 31 befestigt.

Der erste Einströmkanal 10, welcher in den halbaxialen Strömungseintrittsquerschnitt 12 mündet, weist ein er- heblich kleineres Volumen auf als der zweite Einströmka- nal 11 mit radialem Strömungseintrittsquerschnitt 13.

Auch die Turbine 3 des Abgasturboladers 2 gemäß Fig. 3 weist einen ersten Einströmkanal 10 mit halbaxialem Strömungseintrittsquerschnitt 12 und einen zweiten Ein- strömkanal 11 mit radialem Strömungseintrittsquerschnitt 13 auf, die über eine Trennwand 14 abgeteilt sind, wobei die beiden Strömungseintrittsquerschnitte 12 und 13 un- mittelbar von dem Strömungsring 31 begrenzt werden und zwischen Strömungsring 31 und'Trennwand 14 ein Dichtele- ment 32 angeordnet ist. Das Gitterelement im halbaxialen Strömungseintrittsquerschnitt 12 ist als Festgitter 29 ausgebildet, in radialen Strömungseintrittsquerschnitt 13 ist dagegen ein verstellbares Leitgitter 30 mit ver- stellbaren Leitschaufeln angeordnet. Im Ausführungsbei- spiel gemäß Fig. 3 sind die Volumina von Einströmkanal 10 und 11 etwa gleich groß.

Der Schnittdarstellung nach Fig. 4 ist eine Radialturbi- ne mit zwei radialen Einströmkanälen 10 und 11 zu ent- nehmen. Die Einströmkanäle 10 und 11 der Turbine 3, wel- che auch als Zweisegmentturbine bezeichnet wird, nehmen die Form von Teilspiralen ein und münden auf radial ge- genüber liegenden Seiten über ihre Strömungseintritts- querschnitte 12 bzw. 13 in den das Turbinenrad 9 aufneh- menden Turbinenraum. Es kann zweckmäßig sein, einen von 180° verschiedenen Winkel der Mündungsquerschnitte der Einströmkanäle zum Turbinenrad 9 vorzusehen. Das radial das Turbinenrad 9 umgreifende Leitgitter 30 weist ver- stellbare Leitschaufeln auf.

Fig. 5 zeigt ein Schaubild mit dem Verlauf des Turbinen- durchsatzparameters in Abhängigkeit des Druckgefälles p3/p4 über der Abgasturbine, wobei mit p3 der Abgasge- gendruck stromauf der Turbine und mit p4 der entspannte Druck stromab der Turbine bezeichnet ist. Dargestellt ist zum Einen der Durchsatzparameter (j) für den ersten Strömungskanal ; Durchsatzparameter dz ist aufgrund der Festgeometrie in dem dem ersten Einströmkanal zugeordne- ten Strömungseintrittsquerschnitt als Linie dargestellt.

Der im zweiten Einströmkanal darstellbare Durchsatzpara- meter 2 ist aufgrund der variabel einstellbaren Turbi- nengeometrie mit veränderlichem Strömungseintrittsquer- schnitt als schraffierte Fläche gekennzeichnet, deren Untergrenze +2, u der Schließstellung der variablen Turbi- nengeometrie und deren Obergrenze +2, 0 der Öffnungsstel- lung der Turbinengeometrie entspricht. Mit gestrichelter Linie ist im Verstellbereich der variablen Turbinengeo- metrie beispielhaft eine aktuelle Leitgitterposition he- rausgegriffen, bei der aufgrund des vergleichsweise kleinen Strömungseintrittsquerschnitts im ersten Strö- mungskanal mit Festgitter und der dadurch bedingten ho- hen Aufstaufähigkeit in diesem Einströmkanal sich ein hoher Abgasgegendruck P31 im ersten Einströmkanal ein- stellt, der eine Abgasrückführung begünstigt. Im zweiten Einströmkanal mit variabler Turbinengeometrie liegt da- gegen ein geringerer Abgasgegendruck P32 an, wodurch die Turbine in günstigeren Wirkungsgradbereichen betrieben werden kann.