Abgasturbolader mit Ringkatalysator für eine Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader mit Ringkatalysator für eine Brennkraftmaschine, bei dem das Turbinengehäuse und der Ringkatalysator eine integrale Einheit bilden.

Abgasturbolader werden vermehrt zur Leistungssteigerung bei Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren eingesetzt. Dies geschieht immer häufiger mit dem Ziel, den Verbrennungsmotor bei gleicher oder gar gesteigerter Leistung in Baugröße und Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig den Verbrauch und somit den CO ₂ -AUS- stoß, im Hinblick auf immer strenger werdende gesetzliche Vorgaben diesbezüglich, zu verringern. Das Wirkprinzip besteht darin, die im Abgasstrom enthaltene Energie zu nutzen, um den Druck der angesaugten Frischluft in einem Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zu erhöhen und so eine bessere Befüllung eines Brennraumes des Verbrennungsmotors mit Luft-Sauerstoff zu bewirken. Somit kann mehr Treibstoff, wie Benzin oder Diesel, pro Verbrennungsvorgang umgesetzt werden, also die Leistung des Verbrennungsmotors erhöht werden.

Dazu weist der Abgasturbolader eine im Abgastrakt des Ver- brennungsmotors angeordnete Abgasturbine, einen im Ansaugtrakt angeordneten Radialverdichter und ein dazwischen angeordnetes Läuferlager auf. Die Abgasturbine weist ein Turbinengehäuse und ein darin angeordnetes, durch den Abgasmassenstrom angetriebenes Turbinenlaufrad auf. Der Radialverdichter weist ein Verdich- tergehäuse und ein darin angeordnetes, einen Ladedruck auf ^¬ bauendes Verdichterlaufrad auf. Das Turbinenlaufrad und das Verdichterlaufrad sind auf den sich gegenüberliegenden Enden einer gemeinsamen Welle, der sogenannten Läuferwelle, drehfest angeordnet und bilden so den sogenannten Turboladerläufer. Die Läuferwelle erstreckt sich axial zwischen Turbinenlaufrad und Verdichterlaufrad durch das zwischen Abgasturbine und Radi ^¬ alverdichter in einem Lagergehäuse angeordnete Läuferlager und ist in diesem, in Bezug auf die Läuferwellenachse, radial und axial drehgelagert. Gemäß diesem Aufbau treibt das vom Ab ^¬ gasmassenstrom angetriebene Turbinenlaufrad über die Läufer ^¬ welle das Verdichterlaufrad an, wodurch der Druck der Frischluft im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors, bezogen auf den Frisch- luftmassenstrom hinter dem Radialverdichter, erhöht und dadurch eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft-Sauerstoff bewirkt wird.

Des Weiteren kommen zur Reduzierung umweltschädlicher Stoffe im Abgas, wie zum Beispiel Stickstoff, Kohlendioxid, Ruß und

Feinstaub, Systeme zur Abgas-Nachbehandlung zum Einsatz die Katalysator- und Filter-Einheiten umfassen. Bei Katalysatoren beispielsweise ist aus thermischen Gründen eine Anordnung im Abgasstrom nahe der Brennräume des Verbrennungsmotors von Vorteil . Der nur sehr begrenzt zur Verfügung stehende Bauraum und die immer umfangreicher werdende Anzahl unterzubringender Hilfsaggregate erfordern deshalb eine möglichst kompakte Bauweise und Anordnung der einzelnen Komponenten. Aktuelle und zukünftige Emissionsgrenzwerte für Abgase von

Verbrennungsmotoren lassen sich ohne Abgas-Nachbehandlung nicht darstellen. Typischerweise treten beim Einsatz von Katalysatoren als Abgas-Nachbehandlungssysteme, insbesondere herkömmlichen Katalysatoren, zahlreiche Herausforderungen auf. Dabei sind in erster Linie zu nennen:

- Das Kaltstartverhalten, bezeichnet durch einen sogenannten Katalysator Light-Off (dies bedeutet die Zeit, die bei einem Kaltstart des Turboladers bzw. eines Kraftfahrzeugs vergeht, bis der Katalysator seine Betriebstemperatur erreicht hat und dann die Katalyse, also die Schad ^¬ stoffreduktion, wirksam ist, auch Ansprechzeit des Katalysators genannt) ,

- der erforderliche Bauraum,

- die thermodynamische Beanspruchung und

- der Abgasgegendruck und

- die Anströmung des Katalysators.

So wäre beispielsweise bei herkömmlichen Katalysatoren eine Konvertierung durch eine inhomogene Zuströmung - insbesondere bei einem geöffneten Wastegate-Ventil des Abgasturboladers - nicht ideal.

Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Konzept für einen Abgasturbolader anzugeben, welches zu einer effizienten Nutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums beiträgt und eine nahe am Verbrennungsmotor liegenden Platzierung einer Katalysatoreinheit und einen effizienten Betrieb dieser ermöglicht.

Es wird ein Abgasturbolader mit einem Ringkatalysator, der mit dem Turbinengehäuse eine integrale Einheit bildet, für eine Brennkraftmaschine offenbart. Der Abgasturbolader weist einen Radialverdichter mit einem Verdichtergehäuse, ein Läuferlager mit einem Lagergehäuse, in dem eine Läuferwelle drehbar gelagert ist, und eine Abgasturbine mit einem Turbinengehäuse, in dem ein Turbinenlaufrad drehfest auf der Läuferwelle angeordnet ist und das, auf seiner dem Lagergehäuse abgewandten Seite, einen Turbinenauslass aufweist, auf. Das Turbinengehäuse ist me- chanisch an dem Lagergehäuse festgelegt und weist ein an den Turbinenauslass anschließendes Turbinenabgasrohr zur Ableitung eines Abgasmassenstromes entlang eines Strömungspfads aus dem Turbinengehäuse auf. Auf einem Außenumfang des Turbinenab ^¬ gasrohrs ist ein Katalysatorsubstrat eines Ringkatalysators ringförmig angeordnet und ein topfförmiges Ringkatalysa ^¬ tor-Außengehäuse umfasst das Turbinenabgasrohr und das Kata ^¬ lysatorsubstrat von einer Austrittsseite des Turbinenabgasrohrs her so, dass zwischen dem Turbinenabgasrohr und dem Ringkatalysator-Außengehäuse ein Ringkanal gebildet ist, in dem das Katalysatorsubstrat angeordnet ist. Der Ringkatalysator bildet mit dem Turbinengehäuse eine integrale Einheit, wobei das Katalysatoraußengehäuse unmittelbar mit dem Turbinengehäuse so verbunden ist, dass zumindest ein Außenwandabschnitt des Turbinengehäuses zugleich den Ringkanal, im Abgasmassenstrom stromabwärts des Katalysatorsubstrats, begrenzt.

Der Ringkatalysator ist dadurch integraler Bestandteil des Turbinengehäuses und somit des Turboladers. Integrale Einheit bedeutet beispielsweise, dass der Ringkatalysator mit dem Turbinengehäuse zu einer Einheit verbunden ist, wobei bei ^¬ spielsweise das Turbinengehäuse, insbesondere das Turbinen ^¬ abgasrohr und bestimmte Außenwandabschnitte der Abgasvolute des Turbinengehäuses, gleichzeitig einen Teil des Gehäuses des Ringkatalysators, insbesondere ein Ringkatalysator-Innenrohr und eine Begrenzung des Ringkanals des Ringkatalysators bilden. Der Ringkatalysator bildet also mit dem Turbinengehäuse ein zusammengehöriges Ganzes. Der Ringkatalysator ist somit nicht als separate, vom Abgasturbolader separierte Baueinheit zu verstehen, die modular an den Turbolader bzw. das Turbinengehäuse als räumlich nachgeschaltete Einheit angeflanscht ist, sondern ist vielmehr zusammen mit dem Abgasturbolader als eine Baueinheit zu verstehen.

Bei einem Ringkatalysator handelt es sich prinzipiell um eine Katalysatoreinheit, in deren Kern ein Ringkatalysator-Innenrohr angeordnet ist, dass die Ringkatalysatoreinheit nahezu über seine gesamte axiale Länge durchzieht. Auf dieser zusätzlichen Rohrstrecke vermischt sich der Abgasstrom besonders gut. An dem stromabwärts liegenden axialen Ende des Ringkatalysator-Innenrohres, dem Turbinenlaufrad abgewandt, wird der Abgasmas ^¬ senstrom um 180° umgelenkt und durchströmt nun - in entge ^¬ gengesetzter Richtung - den katalytisch wirksamen Teil, das Katalysatorsubstrat, das das Ringkatalysator-Innenrohr wie eine Manschette umschließt. Von außen sind das Ringkatalysator-In ^¬ nenrohr und das aktive Katalysatorsubstrat von dem Katalysa ^¬ toraußengehäuse umgeben. Der beschriebene Abgasturbolader ermöglicht aufgrund des in ^¬ tegrierten Ringkatalysators eine Reihe von Vorteilen, insbe ^¬ sondere im Vergleich zu herkömmlich über Flansch- und/oder ein oder mehrere zusätzliche Rohrverbindungen angeschlossene Ka ^¬ talysatoren. Es wird zu einer kompakten, thermodynamisch vor- teilhaften Bauweise beigetragen, wobei das Katalysatorsubstrat näher am Verbrennungsmotor positioniert ist und somit schneller auf Betriebstemperatur gebracht werden kann. Weiter wird zu einem verbesserten Turbinenwirkungsgrad beigetragen, da ein gerin- gerer Abgasgegendruck realisiert werden kann. Es wird weiter zu einer besseren Durchmischung des Abgasmassenstroms, der das Turbinenlaufrad durchströmt, mit dem Abgasmassenstrom, der gegebenenfalls über einen Wastegate-Kanal am Turbinenlaufrad vorbeigeleitet wird, beigetragen. Weiter wird zu einer günstigen Einleitung des gegebenenfalls durch einen Wastegate-Kanal in das Turbinenabgasrohr strömenden Abgasmassenstroms beigetragen. Dies bedeutet, dass der über den Wastegate-Kanal strömende Abgasstrom an einer geeigneten Position stromabwärts des Turbinenlaufrads in den Hauptmassenstrom eingeleitet werden kann. Dies trägt dazu bei, Druckverluste minimal zu halten, eine Beeinflussung des Hauptmassenstroms zu reduzieren und eine gute Durchmischung der Ströme vor Erreichen des Katalysatorsubstrats sicherzustellen. Durch die Integration von Turbine und Kata- lysator sind diesbezüglich mehr Freiheitsgrade als bei sepa ^¬ rierten Bauteilen ermöglicht.

Bei einer Ausführung des Abgasturboladers umfasst das topf- förmige Ringkatalysator-Außengehäuse das Turbinenabgasrohr und das Katalysatorsubstrat so, dass der Strömungspfad des Ab ^¬ gasmassenstromes in Strömungsrichtung zunächst durch das Turbinenabgasrohr verläuft, dann am Topfboden umgelenkt ist, dann in Gegenrichtung, auf der Außenseite des Turbinenabgasrohrs durch den Ringkanal und durch das Katalysatorsubstrat verläuft und schließlich durch eine Katalysatorauslassöffnung aus dem Ringkatalysator geführt ist.

Dabei umströmt der Abgasmassenstrom zumindest Teile des Tur ^¬ binengehäuses und insbesondere das Turbinenabgasrohr beid- seitig. Das beidseitige Umströmen bedeutet, dass der Abgas ^¬ massenstrom einen Wandabschnitt des Turbinengehäuses im Betrieb des Turboladers zunächst von einer ersten Seite, etwa auf der Innenseite einer Abgasvolute des Turbinengehäuses und des Turbinenabgasrohrs, umströmt oder entlang dieser strömt, und anschließend den Wandabschnitt von einer zweiten Seite, etwa einer Außenseite des Turbinengehäuses und des Turbinenabgas ^¬ rohrs, umströmt oder entlang dieser strömt. Der Strömungspfad des Abgasmassenstroms verläuft somit zunächst innerhalb der Ab- gasvolute des Turbinengehäuses und dann über das Turbinen ^¬ laufrad. Stromabwärts des Turbinenlaufrads führt der Strö ^¬ mungspfad durch den Turbinenauslass und verläuft zunächst im Turbinenabgasrohr durch den Ringkatalysator bis zum Topfboden des Katalysatoraußengehäuses. Am Topfboden wird der Strö ^¬ mungspfad nach radial außen und dann in Gegenrichtung in den Ringkanal umgelenkt, verläuft nun in entgegengesetzter Richtung im Ringkanal auf der Außenseite des Turbinenabgasrohrs und durch das Katalysatorsubstrat hindurch. Nach Verlassen des Kataly- satorsubstrats führt der Strömungspfad auf der Außenseite des Turbinengehäuses vorbei, dabei umströmt der Abgasmassenstrom den Wandabschnitt des Turbinengehäuses von der zweiten Seite. Mit anderen Worten umströmt der Abgasmassenstrom das Turbinenabgasrohr, das gleichzeitig das Ringkatalysator-Innenrohr dar- stellt und den vorbestimmten Wandabschnitt des Turbinengehäuses, der den Ringkanal begrenzt auf der Innen- und der Außenseite. Ein Außenwandabschnitt des Turbinengehäuses bezeichnet einen Ab ^¬ schnitt auf der Außenseite der Gehäusewand des Turbinengehäuses, wobei die Gehäusewand des Turbinengehäuses zumindest teilweise das Turbinenlaufrad umgibt und/oder eine Abgasvolute begrenzt. Schließlich wird der Abgasmassenstrom entlang des Strömungspfades durch eine Katalysatorauslassöffnung aus dem Ringkatalysator geführt und durch das anschließende Abgassystem abgeleitet .

Dieser Verlauf des Strömungspfades des Abgasmassenstromes ermöglicht eine besonders gute Durchmischung, also Homogeni ^¬ sierung des Abgasmassenstromes, was zur Verbesserung des Wirkungsgrades der katalytischen Reaktion und so zur Verbes- serung der Abgaswerte beiträgt. Mit anderen Worten ermöglicht diese Strömungsführung stromabwärts des Turbinenlaufrads eine verbesserte An- und Durchströmung des Katalysatorsubstrats.

Das Katalysatoraußengehäuse des Ringkatalysators ist bei- spielsweise mechanisch mit dem Turbinengehäuse verbunden. Es kann beispielsweise mittels einer stoffschlüssigen Schweiß ^¬ verbindung fest und unlösbar, mit dem Turbinengehäuses verbunden sein. Beispielsweise sind die beiden Gehäuseteile umlaufend und somit abgasdicht miteinander verschweißt. Anders ausgedrückt ist das Katalysatorgehäuse unmittelbar mit dem Turbinengehäuse verbunden. Es bieten sich aber auch andere Verbindungstechniken wie beispielsweise Verschrauben gegen einen Flansch, Festklemmen oder Kleben zum Verbinden der beiden Gehäuseteile an.

Bei einer weiteren Ausführung des Abgasturboladers ist es vorgesehen, dass das Katalysatoraußengehäuse das Turbinenge ^¬ häuse zumindest im Bereich des Außenwandabschnitts, der zugleich den Ringkanal begrenzt, zumindest teilweise umgibt. Der umgebene Teil des Turbinengehäuses bildet den oben erwähnten beidseitig umströmten Außenwandabschnitt. Dies bedeutet, dass das Kata ^¬ lysatoraußengehäuse das Turbinengehäuse zumindest teilweise axial bezüglich einer Läuferdrehachse der Läuferwelle überlappt und über den Umfang umfasst. Mit anderen Worten ist das Turbinengehäuse zumindest teilweise innerhalb des Katalysator ^¬ gehäuses angeordnet, etwa eingekapselt. Als Turbinengehäuse wird das Gehäuse oder ein Abschnitt des Gehäuses verstanden, welches an dem Lagergehäuse des Abgasturboladers festgelegt ist und das Turbinenlaufrad umgibt, wobei radial außerhalb des Turbinen ^¬ laufrades zumindest eine Abgasvolute im Turbinengehäuse an ^¬ geordnet ist, durch die der Abgasmassenstrom radial nach innen auf das Turbinenlaufrad strömt. Weiterhin weist das Turbi ^¬ nengehäuse einen Turbinenauslass auf, durch den der Abgas ^¬ massenstrom stromabwärts des Turbinenlaufrads in auf die Läuferdrehachse bezogen axialer Richtung das Turbinenlaufrad verlässt. Beispielsweise umgibt somit also das Katalysa ^¬ toraußengehäuse den Außenwandabschnitt des Turbinenauslasses und zumindest einen Teil der Außenwand des die Abgasvolute bildenden Abschnitts des Turbinengehäuses, sodass das Tur ^¬ binenlaufradrad zumindest teilweise axial bzgl. der Läufer ^¬ drehachse vom Katalysatoraußengehäuse überlappt ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Turbinengehäuse zumindest eine Abgasvolute auf und der Außenwandabschnitt, der zugleich den Ringkanal begrenzt, ist ein Außenwandabschnitt des Turbinengehäuses im Bereich der zumindest einen Abgasvolute. Anders ausgedrückt umgibt das Katalysatoraußengehäuse das Turbinengehäuse, im Bereich der Außenwand des die Abgasvolute bildenden Bereichs des Turbinengehäuses, zumindest teilweise. Beispielsweise ist das Katalysatorgehäuse an eine äußere Formgebung des Turbinengehäuses zumindest im Bereich der Ab- gasvolute oder der mehreren Abgasvoluten angepasst. Beispielsweise umgibt das Katalysatorgehäuse das Turbinengehäuse vollständig, so dass letzteres vollständig eingekapselt ist. Eine derartige Anordnung trägt zu den obigen Vorteilen und Funktionen bei.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Abgasturboladers ist das Katalysatoraußengehäuse zumindest teilweise als Hitzeschild zur Wärmeisolierung des Turbinengehäuses gegenüber der Umgebung ausgebildet. Somit dient das Katalysatoraußengehäuse zumindest teilweise zur Wärmeisolierung des Turbinengehäuses . Dadurch wird die Wärmeabgabe von dem im Betrieb naturgemäß sehr heiß werdenden Turbinengehäuse an umliegende Aggregate des Verbrennungsmotors wirksam verringert. Weiterhin wird zu einer Reduktion thermischer Spannungen im Turbinengehäuse beigetragen, insbesondere wenn das Turbinengehäuse aus einem Gusswerkstoff hergestellt ist. Beispielsweise ist eine Wärmeisolierung gerade im Bereich der Abgasvolute sinnvoll, da der Abgasmassenstrom möglichst ohne vorherigen Wärmeverlust das Turbinenlaufrad erreichen sollte. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Abgasturboladers ist das Turbinenabgasrohr einstückiger Bestandteil des Turbinengehäuses oder ist mittels einer stoffschlüssigen, formschlüs ^¬ sigen oder kraftschlüssigen Verbindung mit diesem zu einer Einheit verbunden.

Beispielsweise ist das Turbinenabgasrohr unmittelbar an und fluchtend zu der Auslassöffnung des Turbinengehäuses, dem sogenannten Turbinenauslass , an dem Turbinengehäuse direkt angeordnet, mit diesem unmittelbar verbunden und bildet gleichzeitig ein Ringkatalysator-Innenrohr. Die Verbindung zwischen Turbinengehäuse und Turbinenabgasrohr kann gebildet sein mittels stoffschlüssiger Verbindung, wie etwa einer Schweißverbindung, wobei die Schweißnaht umlaufend über den Umfang oder punktförmig mit mehreren über den Umfang verteilten Schweißpunkten ausgeführt sein kann. Die Verbindung zwischen Turbinengehäuse und Turbinenabgasrohr kann alternativ auch gebildet sein durch eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung, wie zum Beispiel eine Pressverbindung, Schraubverbindung oder Rastverbindung. Der Turbinenauslass geht somit direkt in das Turbinenabgasrohr über und bildet dieses so über eine axiale Erstreckung fort, dass es gleichzeitig als Kata ^¬ lysator-Innenrohr dienen kann. Das heißt die axiale Erstreckung ist so bemessen, dass ein ringförmig ausgebildetes Katalysa ^¬ torsubstrat auf seinem Außendurchmesser angeordnet werden kann. Diese Anordnung und Ausbildung des Turbinenabgasrohrs erlaubt eine besonders kompakte Anordnung des Ringkatalysators im direkten Kontakt mit dem Turbinengehäuse des Abgasturboladers.

Gemäß einer Ausführungsform entspricht ein Strömungseintrittsquerschnitt auf einer dem Turbinenlaufrad zugewandten Eintrittsseite des Turbinenabgasrohrs, und somit zugleich des Ringkatalysator-Innenrohres einem Strömungsaustrittsquer- schnitt des durch das Turbinengehäuse gebildeten Turbinen ^¬ auslasses. Dadurch wird ein nahtloser Übergang hinsichtlich des Strömungsquerschnitts ermöglicht. Dies trägt zu einer günstigen Strömungsführung im Kanal bei. Gemäß einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist der Strömungseintrittsquerschnitt des Turbinenabgasrohrs über die gesamte axiale Erstreckung des Turbinenabgasrohrs beibe ^¬ halten, also stromabwärts des Turbinenlaufrads über die gesamte Erstreckung des Turbinenabgasrohrs konstant. Dies trägt zu einer günstigen Strömungsführung im Kanal bei.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform des Abgasturboladers weist das Turbinenabgasrohr einen Strömungsquerschnitt auf, der sich gegenüber dem Strömungseintrittsquerschnitt zumindest über einen Teilabschnitt oder die gesamte axiale Erstreckung des

Turbinenabgasrohrs in Strömungsrichtung stetig vergrößert und so einen Diffusor bildet, zur Verlangsamung der Strömungsgeschwindigkeit des Abgasmassenstromes. Mit anderen Worten erweitert sich der Innenumfang des Turbinenabgasrohrs zumindest über einen Teilbereich seiner axialen Erstreckung konusförmig. Wird dabei die Wandstärke des Tur- binenabgasrohrs im Bereich der konusförmigen Erweiterung beibehalten, ergibt sich auch für den Ringkanal auf der Außenseite des Turbinenabgasrohrs in Gegenrichtung, also wiederum in Strömungsrichtung des Abgasmassenstromes eine entsprechende Erweiterung des Strömungsquerschnittes und somit eine weitere Verlanqsamung des Abgasmassenstromes. Das Katalysatorsubstrat ist dabei ringförmig auf dem Außenumfang des Turbinenabgasrohrs angeordnet und erstreckt sich axial zumindest über einen Teil des Diffusors des Turbinenabgasrohres. Stetige Vergrößerung be ^¬ deutet, dass keine Querschnittsprünge vorhanden sind. Dadurch wird eine besonders gute Strömungsführung für den Abgasmas ^¬ senstrom erreicht.

Weist das Turbinengehäuse eine Wastegate-Vorrichtung auf, so ist es vorteilhaft, wenn der Wastegate-Kanal , möglichst in der Nähe des Turbinenauslasses bzw. des Strömungseintrittsquerschnittes und insbesondere stromaufwärts des Diffusorbereichs , in das Turbinenabgasrohr mündet. Auf diese Weise steht eine maximale Strecke des Strömungspfades zur Durchmischung, Homogenisierung und Verlangsamung des Abgasmassenstromes bis zum Eintritt in das Katalysatorsubstrat zur Verfügung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Abgasturboladers entspricht ein Strömungspfad für den aus dem Turbinenlaufrad austretenden Abgasmassenstrom zwischen dem Turbinenauslass und dem stromaufwärtigen Ende des Katalysatorsubstrats dem Fünf- fachen des Durchmessers des Turbinenauslasses oder weniger. Dies trägt zu der Kompaktheit der Anordnung und weiteren oben erwähnten Vorteilen bei.

Gemäß einer Ausführungsform weisen das Turbinengehäuse und/oder das Katalysatoraußengehäuse eine Wärmeisolierung gegenüber der Umgebung auf, insbesondere sind sie mehrlagig ausgebildet. Beispielsweise wenn das Turbinen- und/oder das Katalysa ^¬ toraußengehäuse als Blechgehäuse gebildet sind, können zwei oder mehr Lagen Blech und dazwischenliegender Isolierung, etwa Luft oder anderes Isolationsmaterial, vorgesehen sein . Diese Maßnahme schützt vor allem die umliegenden Aggregate, beispielsweise im Motorraum eines Kraftfahrzeugs.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Abgasturboladers ist das Katalysatoraußengehäuse als Blechformteil oder als Guss ^¬ formteil ausgebildet, also aus einem Blechwerkstoff oder einem Gusswerkstoff gebildet.

Des Weiteren kann bei einer Ausführung des Abgasturboladers auch das Turbinengehäuse, zumindest jedoch der Außenwandabschnitt, der zugleich den Ringkanal begrenzt, als Gussformteil oder zumindest teilweise als Blechformteil ausgebildet, also aus einem Gusswerkstoff oder zumindest teilweise aus einen

Blechwerkstoff gebildet sein. Mit anderen Worten handelt es sich um Blechgehäuse, Gussgehäuse oder auch eine vorteilhafte Kombination aus Blech- und Gussformteilen. Das Turbinengehäuse kann beispielsweise auch aus einem Aluminiumwerkstoff herge- stellt sein und Vorrichtungen für eine Wasserkühlung aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Abgasturbolader ein oder mehrere weitere Abgasnachbehandlungsvorrichtungen als integrale Bestandteile auf, insb. einen Partikelfilter und/oder einen Oxidationskatalysator .

Weitere Vorteile und Funktionen sind in der nachfolgenden, ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen offenbart. Die Ausführungsbeispiele werden unter Zuhilfenahme der ange- fügten Figuren nachfolgend beschrieben. Gleichartige oder gleichwirkende Funktionselemente sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

In den Figuren zeigen:

Figur 1 eine schematisch vereinfachte Schnittansicht eines

Abgasturboladers gemäß dem Stand der Technik, zur Erläuterung der wichtigsten Funktionseinheiten, Figur 2 eine schematisch vereinfachte Schnittansicht eines Ausschnittes eines Abgasturboladers und einem an ^¬ geschlossenen separaten Ringkatalysator, gemäß dem Stand der Technik und

Figuren 3 bis 7 schematisch vereinfachte Schnittansichten von

Ausschnitten erfindungsgemäßer Abgasturbolader mit integriertem Ringkatalysator gemäß Ausführungsbei- spielen der Erfindung.

Figur 1 zeigt schematisiert einen exemplarischen Abgasturbolader 1 in vereinfachter Schnittdarstellung, der eine Abgasturbine 20, einen Radialverdichter 30 und ein Läuferlager 40 aufweist. Die Abgasturbine 20 ist mit einem Wastegate-Ventil 29 ausgestattet und ein Abgasmassestrom AM ist mit Pfeilen angedeutet. Der Radialverdichter 30 weist ein Schub-Umluftventil 39 auf und ein Frischluft-Massestrom FM ist ebenfalls mit Pfeilen angedeutet. Ein sogenannter Turboladerläufer 10 des Abgasturboladers 1 weist ein Turbinenlaufrad 12 (auch verkürzt als Turbinenrad be ^¬ zeichnet) , ein Verdichterlaufrad 13 (auch verkürzt als Ver ^¬ dichterrad bezeichnet) sowie eine Läuferwelle 14 auf (auch Welle bezeichnet) . Der Turboladerläufer 10 rotiert im Betrieb um eine Läuferdrehachse 15 der Läuferwelle 14. Die Läuferdrehachse 15 und gleichzeitig die Turboladerachse 2 (auch ggf. als Längsachse bezeichnet) sind durch die eingezeichnete Mittellinie darge ^¬ stellt und kennzeichnen die axiale Ausrichtung des Abgasturboladers 1. Der Turboladerläufer 10 ist mit seiner Läuferwelle 14 mittels zweier Radiallager 42 und einer Axiallagerscheibe 43 gelagert. Sowohl die Radiallager 42 als auch die Axiallagerscheibe 43 werden über Ölversorgungskanäle 44 eines Ölan- schlusses 45 mit Schmiermittel versorgt.

In der Regel weist ein gebräuchlicher Abgasturbolader 1, wie m Figur 1 dargestellt, einen mehrteiligen Aufbau auf. Dabei sind ein im Abgastrakt des Verbrennungsmotors anordenbares Turbi ^¬ nengehäuse 21, ein im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors an ^¬ ordenbares Verdichtergehäuse 31 und zwischen Turbinengehäuse 21 und Verdichtergehäuse 31 ein Lagergehäuse 41 bezüglich der gemeinsamen Turboladerachse 2 hintereinander angeordnet und montagetechnisch miteinander verbunden. Eine weitere Baueinheit des Abgasturboladers 1 stellt der Turboladerläufer 10 dar, der die Läuferwelle 14, das in dem Turbinengehäuse 21 angeordnete Turbinenlaufrad 12 mit einer Laufradbeschaufelung 121 und das in dem Verdichtergehäuse 31 angeordnete Verdichterlaufrad 13 mit einer Laufradbeschaufelung 131 aufweist. Das Turbinenlaufrad 12 und das Verdichterlaufrad 13 sind auf den sich gegenüberliegenden Enden der gemeinsamen Läuferwelle 14 angeordnet und mit dieser drehfest verbunden. Die Läuferwelle 14 erstreckt sich in Richtung der Turboladerachse 2 axial durch das Lagergehäuse 41 und ist in diesem axial und radial um seine Längsachse, die Läuferdrehachse 15, drehgelagert, wobei die Läuferdrehachse 15 mit der Turboladerachse 2 zusammenfällt.

Das Turbinengehäuse 21 weist einen oder mehrere ringförmig um die Turboladerachse 2 und das Turbinenlaufrad 12 angeordnete, sich schneckenförmig zum Turbinenlaufrad 12 hin verjüngende Ab ^¬ gas-Ringkanäle, sogenannte Abgasvoluten 22 auf. Diese Abgas ^¬ voluten 22 weisen einen jeweiligen oder gemeinsamen, tangential nach außen gerichteten Abgaszuführkanal 23 mit einem Krümmer-Anschlussstutzen 24 zum Anschluss an einen Abgaskrümmer (nicht dargestellt) eines Verbrennungsmotors auf, durch den der Abgasmassenstrom AM in die jeweilige Abgasvolute 22 strömt. Die Abgasvoluten 22 weisen weiterhin jeweils eine zumindest über einen Teil des Innenumfanges verlaufende Spaltöffnung, den sogenannten Abgas-Eintrittsspalt 25, auf, der in zumindest anteilmäßig radialer Richtung auf das Turbinenlaufrad 12 hin gerichtet verläuft und durch den der Abgasmassenstrom AM auf das Turbinenlaufrad 12 strömt.

Das Turbinengehäuse 21 weist weiterhin einen Abgasabführkanal , den sogenannten Turbinenauslass 26 auf, an den vom axialen Ende des Turbinenlaufrades 12 weg in Richtung der Turboladerachse 2 ein Abgasabführkanal 27 anschließt und t und der einen Aus ^¬ puff-Anschlussstutzen 27a zum Anschluss an das AuspuffSystem (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors aufweist. Über diesen Abgasabführkanal 27 wird der aus dem Turbinenlaufrad 12 durch den Turbinenauslass 26 austretende Abgasmassenstrom AM in das AuspuffSystem des Verbrennungsmotors abgeführt.

Über einen bestimmten Bereich hinweg, zwischen Abgas-Eintrittsspalt 25 und Turbinenauslass 26, folgt die radiale Innenkontur des Turbinengehäuses 21 der Außenkontur des darin aufgenommenen Turbinenlaufrades 12. Dieser Bereich der Innenkontur des Turbinengehäuses 21 wird als Turbinen-Dichtkontur 28 bezeichnet und bewirkt, dass der Abgasmassenstrom AM möglichst vollständig durch die Laufradbeschaufelung 121 des Turbinenlaufrades 12 strömt und nicht daran vorbei. Insofern ist es erforderlich, dass zwischen Dichtkontur 28 des Turbinengehäuses 21 und Außenkontur des Turbinenlaufrades 12 im Betrieb ein möglichst kleiner Spalt gewährleistet ist, der zwar ein freies Drehen des Turbinen ^¬ laufrades 12 erlaubt, jedoch die Umströmungsverluste auf ein Minimum beschränkt. Eine Bypass-Ventil-Einrichtung auf der Turbinenseite, durch die im geöffneten Zustand zumindest ein Teil des Abgasmassenstroms AM um das Turbinenlaufrad 12 herum abgeleitet werden kann, wird als Wastegate-Ventil 29 bezeichnet. Das Wastegate-Ventil 29 verbindet den Abgaszuführkanal 23 in Strömungsrichtung des Abgasmassenstroms AM vor dem Turbinenlaufrad 12 mit dem Ab ^¬ gasabführkanal 27 in Strömungsrichtung des Abgasmassenstroms AM hinter dem Turbinenlaufrad 12 über einen Wastegate-Kanal 291 im Turbinengehäuse 21. Weitere Details des Turboladers 1 scheinen für die Darstellung der Erfindung nicht maßgeblich und werden deshalb hier nicht näher erläutert.

Figur 2 zeigt einen Ausschnitt des Turbinengehäuses 21 eines Abgasturboladers 1 und eines daran anschließenden Ringkata ^¬ lysators 50 in einer schematisch vereinfachten Schnittansicht. In der dargestellten Anordnung ist der Ringkatalysator 50 als nachgeschaltete Abgasnachbehandlungsvorrichtung an das Tur- binengehäuse 21 angeflanscht, beispielsweise an den Aus ^¬ puff-Anschlussstutzen 27a. Der Ringkatalysator 50 ist somit fluidisch mit dem Turbinengehäuse 21 , insb. dem Abgasabführkanal 27 gekoppelt. Der Ringkatalysator 50 weist ein Ringkatalysa- tor-Innenrohr 51a, ein Katalysatorsubstrat 53 und ein Kata ^¬ lysatoraußengehäuse 52 mit einem Topfboden 52a auf. Das Ka ^¬ talysatoraußengehäuse umschließt das Ringkatalysator-Innenrohr 51a derart, dass zwischen dem Außenumfang des Ringkatalysa ^¬ tor-Innenrohrs 51a und dem Innenumfang des Katalysatoraußen- gehäuses 52 ein Ringkanal 54 ausgebildet ist, sowie ein Abstand zwischen Topfboden 52a und dem stromabwärtigen Ende des

Ringkatalysator-Innenrohrs gegeben ist. Das Katalysatorsubstrat 53 ist auf dem Außenumfang des Ringkatalysator-Innenrohrs 51a ringförmig angeordnet und schließt an den Innenumfang des Katalysatoraußengehäuses 52 an, so dass der Ringspalt in radialer Richtung vollständig durch das Katalysatorsubstrat 53 gefüllt ist, so dass der Abgasmassenstrom AM das Katalysatorsubstrat 53 vollständig durchströmen muss. Das Ringkatalysator-Innenrohr 51a ist also zumindest teilweise bezüglich einer Längsachse des Ringkatalysator-Innenrohrs 51a manschettenartig von dem Ka ^¬ talysatorsubstrat 53 umgeben, wobei die besagte Längsachse im Beispiel mit der Turboladerachse 2 zusammenfällt.

Der Abgasmassenstrom AM strömt entsprechend den eingezeichneten Pfeilen, die zusammen mit einer gestrichelten Linie den

Strömungspfad SP des Abgasmassenstroms AM darstellen, nach Durchströmen des Turbinenlaufrads 12 zunächst durch den Tur- binenauslass 26 und den Abgasabführkanal 27 in das Ringka ^¬ nal-Innenrohr 51a, welches sich über die axiale Länge des Ringkatalysators 50 auf den Topfboden 52a des Katalysatorau ^¬ ßengehäuses 52 zu erstreckt. Auf dieser Rohrstrecke vermischt und homogenisiert sich der Abgasmassenstrom AM besonders gut. Am stromabwärtigen Ende, also der Austrittsseite 57 des Ringka ^¬ talysator-Innenrohrs 51a wird der Abgasmassenstrom AM zunächst nach radial außen und dann um 180° umgelenkt und durchströmt nun das im Ringkanal 54 angeordnete Katalysatorsubstrat 53, welches das Ringkatalysator-Innenrohr 51a wie eine Manschette umschließt, in Gegenrichtung. Nach Durchströmen des Katalysa- torsubstrats 53 verlässt der Abgasmassenstrom AM den Ringka ^¬ talysator 50 über eine Katalysator-Auslassöffnung 55.

Figuren 3 bis 7 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, jeweils ebenfalls anhand eines Ausschnittes des Turbinengehäuses 21 eines Abgasturboladers 1 und eines daran anschließenden Ringkatalysators 50 in einer schematisch vereinfachten

Schnittansicht. Auf die Darstellung der üblichen sonstigen Merkmale eines Abgasturboladers wurde hier aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet, diese sind in Figur 1 und der zugehörigen Beschreibung ersichtlich. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 3 bis 7 bildet der Ringkatalysator 50 mit dem Turbinengehäuse 21 und somit dem Abgasturbolader 1 eine integrale Einheit. Allen Ausführungsbeispielen ist gemein, dass der Ringkatalysator 50 axial bezüglich der Turboladerachse 2 näher an den Abgasturbolader 1 angeordnet ist als bei der üblichen separat nachgeschalteten Anordnung als eigenständiges Modul, wie in Figur 2 dargestellt, wobei das Turbinengehäuse 21 und das Katalysatoraußengehäuse 52 eine zusammengehörige, integrale Baueinheit bilden.

Dabei weist das mechanisch an dem Lagergehäuse 41 festgelegte Turbinengehäuse 21 ein an den Turbinenauslass 26 anschließendes Turbinenabgasrohr 51 zur Ableitung eines Abgasmassenstromes AM entlang eines Strömungspfads SP aus dem Turbinengehäuse 21 auf. Das Katalysatorsubstrat 53 des Ringkatalysators 50 ist ring ^¬ förmig auf einem Außenumfang des Turbinenabgasrohrs 51 ange ^¬ ordnet und ein topfförmiges Ringkatalysator-Außengehäuse 52 umfasst das Turbinenabgasrohr 51 und das Katalysatorsubstrat 53 von einer Austrittsseite 57 des Turbinenabgasrohrs 51 her so, dass zwischen dem Turbinenabgasrohr 51 und dem Ringkatalysator-Außengehäuse 52 ein Ringkanal 54 gebildet ist, in dem das Katalysatorsubstrat 53 angeordnet ist. Das Katalysatoraußen ^¬ gehäuse 52 ist unmittelbar mit dem Turbinengehäuse 21 so verbunden, dass zumindest ein Außenwandabschnitt 210 des

Turbinengehäuses 21 zugleich den Ringkanal 54, im Abgasmas ^¬ senstrom stromabwärts des Katalysatorsubstrats (53), begrenzt. Insbesondere zeichnet dabei alle Beispiele aus, dass das Turbinengehäuse 21 einen Wandabschnitt 210 aufweist, der von zwei Seiten, also beidseitig, von dem Abgasmassenstrom AM im Betrieb umströmt bzw. angeströmt wird. Der Strömungspfad SP des Ab- gasmassenstromes AM verläuft in Strömungsrichtung zunächst durch das Turbinenabgasrohr 51, das zugleich das Ringkatalysa ^¬ tor-Innenrohr 51a bildet, wird dann am Topfboden 52a umgelenkt und verläuft weiter in Gegenrichtung durch das Katalysatorsubstrat 53 und wird schließlich durch die Katalysato- rauslassöffnung 55 aus dem Ringkatalysator geführt.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist das Turbinengehäuse 21 als Gussgehäuse ausgeführt, was durch die größere Wandstärke kenntlich gemacht ist, und bei dem Katalysatoraußengehäuse 52 handelt es sich um ein Blechformteil, was durch die geringere Wandstärke ersichtlich wird. Das Katalysatoraußengehäuse 52 ist an seinem dem Turbinengehäuse 21 zugewandten Ende mit dem Turbinengehäuse 21 verschweißt, dies wird durch die dargestellte Schweißnaht 212 symbolisiert. Das Katalysatoraußengehäuse 52 ist umgibt das Turbinengehäuse 21 im Bereich des Außenwandabschnitts 210, der zugleich den Ringkanal 54 begrenzt. Auf diese Weise überlappt das Katalysatoraußengehäuse 52 das Turbinengehäuse 21 in axialer Richtung, in Bezug auf die Turboladerachse 2 bzw. die Läuferdrehachse 15, im Bereich des Turbinenlaufrads 12, wobei zwischen der Außenseite des Turbinengehäuses 21 und dem Ka ^¬ talysatoraußengehäuse 52 ein Teil eines Abgaskanals gebildet ist .

Somit wird zumindest ein Wandabschnitt 210 des Turbinengehäuses 21, der einen Teil der Abgasvolute 22 formt, das Turbinenlaufrad 12 umgibt und bis zum Turbinenauslass 26 reicht, von zwei Seiten durch den Abgasmassenstrom AM umströmt. Letzterer strömt folglich zunächst innerhalb des Turbinengehäuses 21 und nach dem Austritt aus dem Katalysatorsubstrat 53 außerhalb des Turbi- nengehäuses 21, also von zweiten Seiten um den Wandabschnitt 210.

Deutlich erkennbar ist, dass das Turbinengehäuse 21 in diesem Beispiel eine Abgasvolute 22 aufweist und der Außenwandabschnitt 210, der zugleich den Ringkanal 54 im Abgasmassenstrom AM stromabwärts des Katalysatorsubstrats 53 begrenzt, ein Au ^¬ ßenwandabschnitt 210 des Turbinengehäuses 21 im Bereich der Abgasvolute 22 ist.

Das Turbinenabgasrohr 51, das zugleich das Ringkatalysa ^¬ tor-Innenrohr 51a darstellt, ist im Bereich des Turbinenaus ^¬ lasses 26 mit dem Turbinengehäuse 21 verbunden. Zur Herstellung der Verbindung ist das Turbinenabgasrohr 51 hier in eine Öffnung des Turbinengehäuses 21 eingepresst, wodurch eine kraft ^¬ schlüssige Verbindung besteht. Dazu ist das Turbinenabgasrohr 51 hier als verhältnismäßig dickwandiges, formstabiles Rohr ausgeführt. Alternativ könnte hier beispielsweise auch ein Außengewinde auf dem Turbinenabgasrohr 51 und eine Innengewinde in der Öffnung des Turbinengehäuses 21, also eine Schraub ^¬ verbindung zwischen Turbinenabgasrohr 51 und Turbinengehäuse 21 vorgesehen sein, wodurch eine Kombination aus Formschluss und Kraftschluss gegeben wäre. Weiterhin ist in Figur 3 ersichtlich, dass der Strömungseintrittsquerschnitt Q2 auf der dem Turbinenlaufrad 12 zugewandten Eintrittsseite 58 des Turbinenabgasrohres 51 dem Strömungs ^¬ austrittsquerschnitt Ql des durch das Turbinengehäuse 21 ge ^¬ bildeten Turbinenauslasses 26 entspricht und dass der Strö- mungseintrittsquerschnitt Q2 des Turbinenabgasrohrs 51 über die gesamte axiale Erstreckung des Turbinenabgasrohrs 51 beibehalten ist. Insofern wird ein glatter Übergang hinsichtlich der Strömungsquerschnitte realisiert und der Strömungswiderstand gering gehalten.

Die in Figur 3 gezeigte Ausführung ermöglicht die eingangs erwähnten Vorteile und Funktionen, insbesondere werden im Vergleich zur bekannten Ausführung nach Figur 2 ein geringerer Bauraumbedarf, ein verbesserter Turbinenwirkungsgrad, ein geringerer Abgasgegendruck und weitere Vorteile ermöglicht.

Das in Figur 4 gezeigte Ausführungsbeispiel gleicht im We ^¬ sentlichen dem der Figur 3. Wiederrum bildet der Ringkatalysator 50 mit dem Turbinengehäuse 21 eine integrale Einheit wobei das Katalysatoraußengehäuse 52 unmittelbar mit dem Turbinengehäuse 21 so verbunden ist, dass ein Außenwandabschnitt 210 des Turbinengehäuses 21 zugleich den Ringkanal 54, im Abgasmas- senstrom stromabwärts des Katalysatorsubstrats 53, begrenzt und der Abgasmassenstrom AM den Wandabschnitt 210 des Turbinengehäuses 21 von zwei Seiten umströmt.

Im Unterschied zu der in Figur 2 gezeigten Ausführung zeigt Figur 4 jedoch ein unterschiedliches Turbinenabgasrohr 51. Zunächst ist dieses als dünnwandiges Blechformteil ausgeführt und ist mit dem Turbinengehäuse 21 im Bereich des Turbinenauslasses 26 mittels einer Schweißverbindung 512 stoffschlüssig verbunden. Wie auch in Figur 3, entspricht der Strömungseintrittsquer- schnitt Q2 auf der dem Turbinenlaufrad 12 zugewandten Ein ^¬ trittsseite 58 des Turbinenabgasrohres 51 einem Strömungs ^¬ austrittsquerschnitt Ql des durch das Turbinengehäuse 21 ge ^¬ bildeten Turbinenauslasses 26. Im weiteren Verlauf weist das Turbinenabgasrohr 51 jedoch einen Strömungsquerschnitt QD auf, der sich gegenüber dem Strömungseintrittsquerschnitt Q2 zu ^¬ mindest über einen Teilabschnitt oder, wie hier gezeigt, über die gesamte axiale Erstreckung des Turbinenabgasrohrs 51 in Strömungsrichtung stetig und vorzugsweise gleichförmig vergrößert und so einen Diffusor 56 bildet, der auf den Abgas- massenstromes AM verlangsamend wirkt, also die Strömungsge ^¬ schwindigkeit in Richtung stromabwärts verringert. Anders ausgedrückt weist das Turbinenabgasrohr 51 eine konusförmige Geometrie auf. Durch die gleichbleibend dünnwandige Geometrie des Turbinen ^¬ abgasrohrs 51 ändert sich somit gleichzeitig die Ringkanalbreite RB des Ringkanals 54 über die Erstreckung des Turbinenabgasrohrs

51 in Strömungsrichtung, also in Gegenrichtung auf der Außenseite des Turbinenabgasrohrs 51, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des Abgasmassenstroms AM vorteilhaft weiter reduziert wird.

Das ist Figur 5 gezeigte Ausführungsbeispiel gleicht weitgehend dem Beispiel der Figur 4, auch hier bildet der Ringkatalysator ₂

50 mit dem Turbinengehäuse 21 eine integrale Einheit wobei das Katalysatoraußengehäuse 52 unmittelbar mit dem Turbinengehäuse

21 so verbunden ist, dass ein Außenwandabschnitt 210 des Turbinengehäuses 21 zugleich den Ringkanal 54, im Abgasmas- senstrom stromabwärts des Katalysatorsubstrats 53, begrenzt und der Abgasmassenstrom AM den Wandabschnitt 210 des Turbinengehäuses 21 von zwei Seiten umströmt.

Im Unterschied zum Beispiel der Figur 4 ist das Katalysa ^¬ toraußengehäuse 52 in Figur 5 weiter um das, auch hier als Gussteil gefertigte, Turbinengehäuse 21 herumgeführt. Insbe ^¬ sondere ist die Formgebung des Katalysatoraußengehäuses 52 an die äußere Kontur des Turbinengehäuses 21 im Bereich der Abgasvolute

22 angepasst. Das Turbinengehäuse 21 ist hier somit teilweise oder in anderer Ausführung ggf. auch vollständig vom Kataly ^¬ satoraußengehäuse 52 ummantelt. Somit ist das Katalysatorau ^¬ ßengehäuse 52 zumindest teilweise als Hitzeschild 52b zur Wärmeisolierung des Turbinengehäuses 21 gegenüber der Umgebung ausgebildet und bewirkt eine thermische Abschirmung und gleichzeitig ein Reduktion thermischer Spannungen im Turbinengehäuse 21, durch eine gleichmäßigere Temperaturverteilung. Auch hier ist das Katalysatoraußengehäuse 52 durch eine

Schweißnaht 212 mit dem Turbinengehäuse 21 zu einer Baueinheit verbunden, beispielsweise an einem am Turbinengehäuse 21 dafür vorgesehenen über den Umfang umlaufenden Verbindungsrand 213.

Weiterhin ist bei dem Beispiel der Figur 5 das Turbinenabgasrohr 21 als einstückiger Bestandteil des Turbinengehäuses 21 aus ^¬ gebildet und unterstreicht so zusätzlich den integralen Cha- rakter der Einheit aus Abgasturbolader 1 und Ringkatalysator 50. Das Turbinenabgasrohr 51 weist hier eine in Strömungsrichtung des Abgasmassenstroms AM, von radial innen her stetig abnehmende Wandstärke auf, wodurch sich sein Innendurchmesser in Strömungsrichtung vergrößert, wodurch durch das Turbinenabgasrohr 51 auch hier ein Diffusor 56 ausgebildet ist dessen Strömungs ^¬ querschnitt QD sich in Strömungsrichtung entsprechend erweitert, was eine vorteilhafte Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit des Abgasmassenstroms AM bewirkt . Im Gegensatz zur Ausführung der Figur 4 bleibt hier jedoch die Ringkanalbreite RB des Ringkanals 54 konstant.

Gemäß der stark vereinfachten Darstellung in Figur 6 ist das Turbinengehäuse 21 zumindest teilweise oder vollständig, wie das Katalysatoraußengehäuse 52 aus Blechformteilen gefertigt, was durch die geringe Wandstärke symbolisiert ist. Das Katalysa ^¬ toraußengehäuse 52 bildet hier gleichzeitig einen Teil des Turbinengehäuses 21. Dies trägt nicht nur zu einer Ge- wichtseinsparung bei, sondern vereinfacht die Integration von Turbinengehäuse 21 und Ringkatalysator 50, da die Elemente in eine gemeinsame Hülle integriert sind. Zumindest ein Teil des Turbinengehäuses 21 sowie das Turbinenabgasrohr 51 und das Katalysatoraußengehäuse 52 sind demnach mit Blechformteilen ausgebildet. Auch hier bildet der Ringkatalysator 50 mit dem Turbinengehäuse 21 eine integrale Einheit wobei das Kataly ^¬ satoraußengehäuse 52 unmittelbar mit dem Turbinengehäuse 21 so verbunden ist, dass ein Außenwandabschnitt 210 des Turbinen ^¬ gehäuses 21 zugleich den Ringkanal 54, im Abgasmassenstrom stromabwärts des Katalysatorsubstrats 53, begrenzt und der

Abgasmassenstrom AM den Wandabschnitt 210 des Turbinengehäuses 21 von zwei Seiten umströmt. Ein das Turbinenlaufrad 12 direkt umgebender Gehäuseteil ist dem Turbinengehäuse 21 zuzurechnen. Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin ^¬ dungsgemäßen Abgasturboladers 1 mit einem Ringkatalysator 50 der mit dem Turbinengehäuse 21 eine integrale Einheit bildet, wobei das Katalysatoraußengehäuse 52 unmittelbar mit dem Turbinen ^¬ gehäuse 21 so verbunden ist, dass ein Außenwandabschnitt 210 des Turbinengehäuses 21 zugleich den Ringkanal 54, im Abgasmas ^¬ senstrom stromabwärts des Katalysatorsubstrats 53, begrenzt und der Abgasmassenstrom AM den Wandabschnitt 210 des Turbinengehäuses 21 von zwei Seiten umströmt. Das gezeigte Ausfüh ^¬ rungsbeispiel entspricht weitgehend dem Beispiel gemäß Figur 6. Dabei sind das Katalysatoraußengehäuse 52 und/oder zumindest außenliegende Teile des Turbinengehäuses 21 mehrlagig ausge ^¬ bildet. Zwischen den Lagen kann Luft oder Isolationsmaterial 52c zur Wärmeisolierung vorgesehen sein. Bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Katalysatorgehäuse 52 mittels Schweißverbindung am Turbinengehäuse 21 festgelegt. Es sind jedoch auch andere Verbin- dungstechniken wie beispielsweise Verschrauben, Festklemmen oder Kleben denkbar. Weiterhin kann optional anstelle eines Stahl-Gusswerkstoffs auch ein anderes Material, etwa ein Aluminiumwerkstoff, für das Turbinengehäuse 21 vorgesehen sein. Auch kann der Ringkatalysator 50, etwa das Katalysatoraußen- gehäuse 52, optional aus einem anderen Werkstoff als Stahlblech gefertigt sein, beispielsweise aus einem laminierten Ver ^¬ bundwerkstoff. Gleiches trifft auf das Turbinenabgasrohr 51 zu. Weiterhin können einzelne, anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebene Merkmale miteinander kombiniert oder ausgetauscht werden, sofern diese keine sich gegenseitig ausschließenden Alternativen darstellen.

Weiterhin können optional ein oder mehrere zusätzliche Ab ^¬ gasnachbehandlungsverfahren in die beschriebenen Anordnungen integriert sein, wie eingangs erwähnt.

Es sei weiterhin erwähnt, dass der in Figur 1 erläuterte Ab ^¬ gasturbolader 1 in seiner Ausgestaltung lediglich als Beispiel zur Erläuterung der möglichen Funktionseinheiten eines Ab- gasturboladers dient und in dieser Konfiguration nicht zwingend Voraussetzung für die anhand von Figuren 3 bis 7 beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele ist, sondern bei ^¬ spielsweise hinsichtlich einzelner oder mehrerer Merkmale und hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung variiert sein kann.