Abgasturboladeranordnung und Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Abgasturboladeranordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Brennkraftmaschine mit der Abgasturboladeranordnung. Eine solche Abgasturboladeranordnung für eine Brennkraftmaschine umfasst drei Abgasturbolader zur Aufladung der Brennkraftmaschine und zur Anordnung oberhalb der Motor ob er seite des Motors, wobei die Abgasturboladeranordnung eine Hochdruck- Stufe mit einem Hochdruck- Abgasturbolader und eine Niederdruck-Stufe mit einem ersten und zweiten Niederdruck- Abgasturbolader und eine Abgasführung mit einer Hochdruckführung und einer Niederdruckführung aufweist, wobei die Abgasführung zudem einen Hochdruckstufen-Bypass aufweist. Die drei Abgasturbolader umfassen vorliegend also den ersten und zweiten Niederdruck- Abgasturbolader und den Hochdruck- Abgasturbolader.

US 2017/0356399 Al zeigt eine Abgasturbolader-Anordnung mit zwei Abgasturboladern. Bei Brennkraftmaschinen werden Abgasturbolader bekanntermaßen zur Leistungssteigerung verwendet; dazu gibt es grundsätzlich eine ganze Reihe unterschiedlicher Möglichkeiten und je nach Möglichkeit eine entsprechende Vielzahl von Anordnungsmöglichkeiten der Turbolader einer Abgasturboladeranordnung; dies trifft insbesondere für Fälle zu, die eine zweistufige Aufladung realisieren und die eine Anzahl von mehr als zwei Abgasturboladern aufweisen.

Beispielsweise ist eine Brennkraftmaschine mit Registeraufladung an sich bekannt, bei der —wie in DE 10 2012 206 385 Al beschrieben— ein Basis- und ein Schalt-Abgasturbolader vorgesehen ist; dabei wird je nach Stellung einer Abgasklappe oder dergleichen Abgasschalteinrichtung und einer Ladeluftklappe oder dergleichen Ladeluftschalteinrichtung der Schalt-Abgasturbolader zu oder abgeschaltet.

Aus einer anderen Konstellation der DE 10 2008 052 167 Al ist es bekannt, dass im Abgaskrümmer ein Schließelement vorgesehen sein kann, damit Abgase von unterschiedlichen Zylindern getrennt einer ersten und einer zweiten Hochdruckturbine zuführbar sind. Auch ist grundsätzlich bekannt, bei einer zweistufigen Aufladung —also eine Aufladung mit einer Hochdruckstufe und einer Niederdruckstufe— die Hochdruckstufe mit einer sogenannten Bypass-Leitung zu umgehen.

Des Weiteren können in Varianten dazu die Abgase rückgeführt werden oder direkt der Niederdruckstufe zugeführt werden oder die Hochdruck- oder Niederdruckstufe können mit einem sogenannten Waste-Gate versehen sein, um die Abgase beispielsweise direkt einer Abgasnachbehandlung zuzuführen.

DE 195 24 566 CI zeigt nun in Bezug auf eine konkrete Abgasturboladeranordnung eine andere Brennkraftmaschine mit einer hier beispielhaft angeführten Anordnung von Abgasturboladern, welche in einem Trägergehäuse angeordnet sind; konkret befinden sich hierbei jeweils die Turbinen der Abgasturbolader innerhalb des Trägergehäuses und die Verdichter der Abgasturbolader außerhalb des Trägergehäuses. Über eine gemeinsame Abgas-Zuführung werden die Turbinen parallel mit Abgas beaufschlagt. Nachdem das Abgas die Turbinen durchströmt hat, wird dieses in einem Sammelrohr zusammengefasst. Die Anordnung ist so gewählt, dass das Abgas von sich gegenüberliegenden Turbinen zusammengeführt wird. Hieraus resultiert eine relativ große Baulänge des Sammelrohrs. Die Außenmaße des Trägergehäuses ergeben sich aus der Anzahl der verwendeten Abgasturbolader und aus deren Größe und aus der Größe der Abgas-Zuführung bzw. der Größe des Sammelrohres. Das in DE 195 24 566 CI gezeigte Sammelrohr ist vorliegend als ein Hosenrohr gebildet und es ist hier beispielhaft als grundsätzliche Ausbildungsform zu verstehen, um zu verdeutlichen, was in der vorliegenden Anmeldung unter einem Hosenrohr zu verstehen ist; nämlich allgemein ein verzweigtes Rohr mit einer Verzweigung etwa in Y-Form.

In der Praxis wird eine solche Abgasturboladeranordnung — ggfs. mit einem Träger oder ganz oder teilweise in einem Trägergehäuse mit den Zu- und Abführungen— auf einer Motor ob er seite eines Motors der Brennkraftmaschine angebaut. Hierdurch vergrößert sich der Bauraum-Bedarf der Brennkraftmaschine. Insbesondere bei einer Brennkraftmaschine für ein Schiff oder ein militärisches Fahrzeug, aber nicht nur dort, kann eine Zunahme des Bauraum-Bedarfs problematisch sein.

Die Abgasturbolader in DE 40 16 214 C1 sind nebeneinanderliegend an einer Seitenwand eines gasdichten Kastens befestigt, wobei sich die Turbinengehäuse der Abgasturbolader innerhalb und die Verdichtergehäuse der Abgasturbolader außerhalb des Kastens befinden. Mittels eines am Abgasauslass des mittleren Abgasturboladers darüber angeordneten Abgas- Strömungsteilers lassen sich die Abgasturbolader abgasseitig umschalten. Je nach Stellung des Abgas- Strömungsteilers ergibt sich eine einstufige Ladeluftverdichtung allein mit einem Hochdruck- Abgasturbolader oder eine zweistufige Ladeluftverdichtung durch Hintereinanderschalten vom Hochdruck-Abgasturbolader und den zwei Niederdruck-Abgasturboladern. Eine zweistufige Aufladung mit einem je nach Stellung des Abgas-Strömungsteilers einsetzbaren Hochdruck- Abgasturbolader ist grundsätzlich bekannt; die Anordnung der Abgasturbolader ist jedoch auch hier verbesserungsbedürftig.

Eine vorteilhafte Anordnung von drei Abgasturboladern —insofern kurz gesagt an einem Dreieck orientiert und symmetrisch in einer Ebene— hat sich bewährt; dies wird in WO 2004/013472 Al für eine andere Brennkraftmaschine mit einem ersten und einem zweiten Abgasturbolader vorgeschlagen, welche in einem gemeinsamen Trägergehäuse angeordnet sind. Es ist vorgesehen, dass zwei Abgasturbolader derart angeordnet werden, dass die beiden Laderachsen in einem Winkelbereich von 55° bis 100° zueinanderstehen und in der gleichen Ebene liegen. Bei einer Brennkraftmaschine ist innerhalb des Trägergehäuses zusätzlich ein dritter Abgasturbolader angeordnet. Die Laderachse des dritten Abgasturboladers liegt in der gleichen Ebene wie die Laderachsen und des ersten und zweiten Abgasturboladers. Die Laderachse des dritten Abgasturboladers teilt den Winkel in zwei gleiche Winkelbereiche, also beispielsweise 50°. Dem Verdichterrad des dritten Abgasturboladers wird über einen Abzweig aus einer ersten und zweiten Luft-Zuführung unverdichtete Luft zugeführt. Das den dritten Abgasturbolader, über dessen Turbinenrad, durchströmende Abgas wird in das Sammelrohr eingeleitet. Die vom Verdichterrad geförderte Ladeluft wird der gemeinsamen Ladeluft-Führung zugeführt; diese ist hier etwa mittig im V-förmigen Freiraum zwischen den V-förmig angeordneten Zylindern -im Zylinder-V des Motors— angeordnet.

Das Abgas dieses mittig angeordneten Abgasturboladers wird in das gemeinsame Sammelrohr geführt. Die Abgasstränge für den ersten und zweiten Abgasturbolader sind mit einer Abgasklappe zur Register Schaltung versehen. Im Sammelrohr sind zwei Abgasklappen zur Deaktivierung des ersten und zweiten Abgasturboladers angeordnet. Dadurch wird zudem eine verwirbelungsarme Zusammenführung der beiden Abgasströme bei kurzer Baulänge des Sammelrohrs sowie ein kompaktes Außenmaß der Brennkraftmaschine erzielt. Aus EP 0 710 770 Al ist nun eine Brennkraftmaschine mit einem Trägergehäuse und einer Abgasturboladeranordnung mit drei Abgasturboladern bekannt. Die Laderachsen der drei Abgasturbolader liegen in derselben Ebene - der Abgasaustritt des ersten Turbinengehäuses ist verbunden mit dem Abgaseintritt des zweiten und dritten Turbinengehäuses. Der zweite und dritte Abgasturbolader sind symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten des Hochdruck- Abgasturboladers angeordnet, wobei ihre Laderachsen unter einem Winkel zueinanderstehen. Über eine nach oben führende Abgasleitung strömt das Abgas nach Durchströmen des zweiten und dritten Abgasturboladers in eine Sammelleitung. Die Verdichtergehäuse können in jedem beliebigen Winkel in Bezug auf das Trägergehäuse ausgerichtet sein.

Die Abgasturboladeranordnung der eingangs genannten Art für eine Brennkraftmaschine zur Anordnung oberhalb der Motoroberseite des Motors umfasst also drei Abgasturbolader zur Aufladung der Brennkraftmaschine —etwa in der Art der EP 0 710 770 Al— wobei die Abgasturboladeranordnung eine Hochdruck- Stufe mit einem Hochdruck-Abgasturbolader und eine Niederdruck-Stufe mit einem ersten und zweiten Niederdruck-Abgasturbolader aufweist und eine Abgasführung mit einer Hochdruckführung und mit einer Niederdruckführung aufweist.

Auch DE 10 2012 020 243 Al zeigt eine Turbolader-Anordnung mit drei Abgasturboladern mit einem Trägergehäuse für die Abgasturbolader-Anordnung zur Befestigung an einem Verbrennungsmotor, mit einem Befestigungsbereich zur mechanischen Befestigung des Trägergehäuses an einem Verbrennungsmotor, und mit einem ersten Befestigungsflansch zur mechanischen Befestigung einer Turbine eines Hochdruck-Abgasturboladers an dem Trägergehäuse, einem zweiten Befestigungsflansch zur mechanischen Befestigung einer Turbine eines ersten Niederdruck-Abgasturboladers an dem Trägergehäuse, und mit einem dritten Befestigungsflansch zur mechanischen Befestigung einer Turbine eines zweiten Niederdruck- Abgasturboladers an dem Trägergehäuse.

Es zeigt sich dazu, dass die Anordnung von Aktoren —wie etwa das Schließelement in der Art wie es in DE 10 2008 052 167 Al gezeigt ist— nahe an einer Zylinderbank des Motors Nachteile mit sich bringt, auch wenn dies bauraumgerecht sein mag. Insbesondere für die Anordnung von Klappenelementen, die der Aufteilung oder dem Bypass von Abgasströmen nahe der Abgasausleitung aus dem Motorraum betreffen, hat sich gezeigt, dass diese typischerweise hohen Schwingungsbelastungen ausgesetzt sind. Dies stellt nicht nur für den Aktor selbst, sondern vor allem für die drehenden und beweglichen Teile des Aktors, wie etwa die Klappe, eine vergleichsweise hohe Belastung dar. Diese Belastung tritt vor allem auch aufgrund einer Außenlange des Aktors —am Rand des Motorblocks— in Folge der dort höheren Bewegungsamplituden verstärkt auf. Darüber hinaus sind recht hohe Pulsationskräfte in Folge von Abgaspulsationen bei einer zylindemahen Position umso stärker, je näher ein Aktor, beziehungsweise eine Abgasklappe, an der Zylinderbank sitzt.

Es ist somit durchaus herausfordernd, eine kompakte Bauweise für eine Abgasturboladeranordnung zu realisieren, die zum einen hinsichtlich Stabilität gegen dauernde dynamische Belastungen optimiert ist und zum anderen aber auch eine Integration eines Aktors, insbesondere einer Abgasklappe, ermöglicht, bei welcher eine Schwingungsbelastung, — insbesondere in Folge von Abgaspulsationen oder einer Klappenposition— vergleichsweise gering ausfällt.

Es zeigt sich, dass bereits leichte aber insbesondere in diesem Fall vergleichsweise hohe Bauteilbelastungen, wie sie beim Stand der Technik auftreten —wie beispielsweise beim Schließelement der DE 10 2008 052 167 Al— nicht nur für die beweglichen Teile des Aktors, sondern auch generell für Lagerungen und Koppelstangen bei der Turboladeranordnung an sich dazu führen können, dass dieser vergleichsweise teure Einsatz von Bauteilen dennoch zu einer Verringerung der Bauteillebensdauer führt.

US 2014/0182290 Al zeigt eine Abgasturboladeranordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1; dabei umfasst ein Abgasgehäuse zur Verwendung mit einem Turbolader einen Hohlkörper und weist zwei einander gegenüberliegende Wandungen auf, die sich entlang einer ersten und zweiten Hauptdimension des Hohlkörpers erstrecken und die um eine kleinere Abmessung des Hohlkörpers voneinander beabstandet sind, wobei der Hohlkörper ein Plenum und eine Einlassdüse definiert, die sich in das Plenum öffnet entlang der kleineren Dimension des Hohlkörpers. Das Gehäuse umfasst ferner eine Auslassdüse, die sich vom Plenum entlang einer der Hauptdimensionen des Hohlkörpers öffnet.

Eine dort in Fig. 3 gezeigte Einlass-Zwischenstufen-Führungs-Baugruppe umfasst einen Hochdruck-Turbineneinlasskanal und einen Einlass-Bypass-Verteiler, der den Hochdruck- Turbineneinlasskanal mit dem Auslasskrümmer verbindet. Die Einlass-Zwischenstufen- Führungs-Baugruppe umfasst auch eine Turbinen-Zwischenstufen-Führung, welche den Auslass der Hochdruck-Turbine und den Einlass-Bypass-Verteiler zur Niederdruck-Turbine verbindet. Der Einlass-Bypass-Verteiler ist über ein Bypass-Ventil mit der Turbinen-Zwischenstufen- Führung verbunden und einem generell rübenförmigen Strömungsteiler/Ejektor, wie dies in Fig.

5 der US 2014/0182290 Al gezeigt ist. Die gesamte Einlass-Zwischenstufen- Führungsanordnung wird an einem Dieselmotor durch eine Zwischenstufen-Führungshalterung und durch Schrauben, die durch Ösen eingesetzt sind, montiert, die einstückig an der Hochdruck- Turbineneinlass-Führung ausgebildet sind. Auch diese Abgasturboladeranordnung ist noch verbesserbar.

Wünschenswert ist es, die Life-Cycle-Costs (LCC) im Hinblick auf eine Abgasturboladeranordnung möglichst gering zu halten.

An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, eine Vorrichtung anzugeben, nämlich eine Abgasturboladeranordnung und eine Brennkraftmaschine anzugeben, die —drei Abgasturbolader umfassend— mit einer Hochdruckstufe und einer Niederdruckstufe zum einen kompakt und stabil gestaltet ist und zudem Bauteilbelastungen bei einem Aktor für einen Hochdruckstufenbypass geringhält. Insbesondere soll eine Abgasturboladeranordnung angegeben werden, die —bei gleichwohl gewünschter Nähe der Abgasturboladeranordnung zum Motorblock- es ermöglicht, für eine Hochdruckstufen-Bypass-Leitung die Belastung für ein Bypass-Stellglied der genannten Abgasturboladeranordnung mit drei Abgasturboladern in einer Niederdruck- und Hochdruckstufe möglichst gering zu halten.

Diese Aufgabe wird betreffend die Vorrichtung gelöst durch eine Abgasturboladeranordnung gemäß Anspruch 1.

Die Erfindung geht aus von einer Abgasturboladeranordnung für eine Brennkraftmaschine, umfassend drei Abgasturbolader zur Aufladung der Brennkraftmaschine und zur Anordnung oberhalb der Motoroberseite des Motors, wobei die Abgasturboladeranordnung eine Hochdruck- Stufe mit einem Hochdruck-Abgasturbolader und eine Niederdruck-Stufe mit einem ersten und zweiten Niederdruck-Abgasturbolader und eine Abgasführung mit einer Hochdruckführung und einer Niederdruckführung aufweist.

Die Erfindung betrifft dabei eine Abgasturboladeranordnung, wobei die Abgasführung zudem einen Hochdruckstufen-Bypass aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass

- die Niederdruckführung ein Hosenrohr zwischen dem Hochdruck-Abgasturbolader der Hochdruck-Stufe und dem ersten und zweiten Niederdruck-Abgasturbolader der Niederdruck- Stufe aufweist, und

- die Hochdruckführung eine Motorabgasführung und eine Hochdruckstufen-Bypass-Leitung aufweist, wobei die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung auf einer ersten Seite an die Motorabgasführung und auf einer zweiten Seite an das Hosenrohr angeschlossen ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass

- die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung in einem unterhalb des Hosenrohrs verlaufenden Teil ein Bypass-Stellglied aufweist.

Da im Folgenden vor allem die Abgasführung als Ausbildung der Erfindung thematisiert ist, wird auf die abgasseitige Führung der Abgasturboladeranordnung der Einfachheit halber mit einer „Hochdruckführung“ und einer „Niederdruckführung“ Bezug genommen, ggfs. ohne konkret zu betonen, dass damit die Führung des Abgases gemeint ist; d.h. mit einer „Hochdruckführung“ ist der Hochdruckteil der Abgasführung gemeint und mit einer „Niederdruckführung“ ist der Niederdruckteil der Abgasführung gemeint. Anders ausgedrückt, es wird speziell im Einzelfall konkret darauf hingewiesen, wenn eine Ladeluftführung gemeint wäre - grundsätzlich wird im Wesentlichen die Abgasführung beschrieben.

Das Hosenrohr ist vorliegend allgemein ein verzweigtes Rohr, insbesondere vorteilhaft mit einer Verzweigung etwa in Y-Form. Das Hosenrohr verbindet abgasseitig die Hochdruckstufe —auf Seiten des Einzelanschlusses des Hosenrohres— mit der Niederdruckstufe —auf Seiten des Doppelanschlusses des Hosenrohres—; konkret wird der abgasseitige Ausgang der Hochdruck- Turbine (des Hochdruck-Abgasturboladers der Hochdruck- Stufe) zugleich mit dem abgasseitigen Eingang der ersten und zweiten Niederdruck-Turbine (des ersten und zweiten Niederdruck- Abgasturboladers der Niederdruckstufe) mit dem Hosenrohr verbunden.

Die erfindungsgemäße Maßnahme geht davon aus, dass die Hochdruckführung -also der Hochdruckteil der Abgasführung— eine Motorabgasführung und eine Hochdruckstufen-Bypass- Leitung aufweist. Dabei ist die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung auf einer ersten Seite an die Motorabgasführung und auf einer zweiten Seite an das Hosenrohr angeschlossen. Es zeigt sich nun, dass die erfindungsgemäße Maßnahme, dass diese Hochdruckstufen-Bypass- Leitung in einem unterhalb des Hosenrohrs verlaufenden Teil ein Bypass-Stellglied aufweist, erhebliche Vorteile in Bezug auf die Aufgabenstellung hat. Vor allem in Bezug auf ein Stellglied —wie das Schließelement in der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung — führt die Erfindung zu einer erheblichen Verringerung der Belastung für das Stellglied; und dies obwohl das Bypass- Stellglied noch vergleichsweise nah am Motorblock angeordnet ist.

Einerseits ist in der kompakten Ausführung der Abgasturboladeranordnung mit drei Turboladern dennoch eine vergleichsweise längere Ausgleichs- und Beruhigungsstrecke in der Motorabgasführung realisiert. Zudem ist es mit der mittigen Anordnung des Bypass-Stellglieds, d.h. unter Vermeidung langer Hebelarme, jedoch gelungen, die Belastung vergleichsweise gering zu halten für dieses Schließelement in dem Bypass oder dergleichen Bypass-Stellglied(er) und anderer Aktorelemente in dieser Hochdruckstufen-Bypass-Leitung.

Besonders vorteilhaft können damit die Lebenszykluskosten (LifeCycleCosts - LCC) verringert werden. Die Abgasturboladeranordnung bzw. die Brennkraftmaschine mit der Abgasturboladeranordnung mit drei Abgasturboladern, ermöglicht es zudem, die Anordnung derselben -ggfs. in einem Trägergehäuse— mit kompakten Außenmaßen zu entwerfen und dabei gleichwohl eine ausreichende und unanfällige Kühlung sicher zu stellen.

Die Erfindung führt auch auf eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine des Anspruchs 16 mit einem Motor und einer Abgasturboladeranordnung gemäß der Erfindung.

Die dabei entsprechend der Erfindung ausgebildete Abgasturboladeranordnung ist zur Anordnung oberhalb der Motor ob er seite des Motors zudem ausgebildet zur Aufladung der Brennkraftmaschine und ist über eine Zuluftführung zuluftseitig an wenigstens eine Zylinderbank des Motors und über die Motorabgasführung abluftseitig an die wenigstens eine Zylinderbank des Motors angeschlossen. Dabei weist die Abgasturboladeranordnung eine Hochdruck-Stufe mit einem Hochdruck-Abgasturbolader und eine Niederdruck-Stufe mit einem ersten und zweiten Niederdruck-Abgasturbolader und eine Abgasführung mit einer Hochdruckführung und eine Niederdruckführung auf, wobei die Abgasführung zudem einen Hochdruckstufen-Bypass aufweist, nämlich im Wesentlichen die Hochdruckstufen-Bypass- Leitung aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen, und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Bypass-Stellglied in der unterhalb des Hosenrohrs verlaufenden Teil eine Bypass-Klappe ist, welche ausgebildet ist, eine Durchströmung der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung mit Abgas zu unterbinden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abgasturboladeranordnung ist vorgesehen, dass das Bypass-Stellglied einen Stellglied-Aktor aufweist, der auf einer dem Hosenrohr abgewandten Seite unter der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung angeordnet mit dem Bypass-Stellglied funktionsverbunden ist. Dies hat sich als eine bevorzugte Position für den Aktor herausgestellt, so dass Hebelkräfte vermieden werden; insbesondere ist die Weiterbildung grundsätzlich einer seitlichen Position des Aktors, vor allem aber im Vergleich zu einer Außenposition des Aktors, im Hinblick auf diesen Vorteil vorzuziehen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abgasturboladeranordnung ist vorgesehen, dass das Bypass-Stellglied Kühlanschlüsse für den Stellglied-Aktor aufweist, wobei die Kühlanschlüsse in einer von der Motoroberseite abgewandten Seite angeordnet sind. Die seitliche Anordnung der Kühlanschlüsse ist -wie die Anordnung des Aktors — motormittig; dies ermöglicht neben den genannten Vorteilen auch eine Kühlleitungsauslegung mit vergleichsweise verringerter Leitungslänge im Vergleich zu einer Außenposition des Aktors.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abgasturboladeranordnung ist vorgesehen, dass mittels der Motorabgasführung Abgas aus dem Motor abführbar ist und der Abgasturboladeranordnung zuführbar ist, wobei

- an die Motorabgasführung eine Hochdruck-Abgas-Zuführung anschließt, mittels der Abgas im Hochdruckbereich zum Hochdruck-Abgasturbolader führbar ist. Dies hat den Vorteil, dass Abgas mit unter Hochdruck mit vergleichsweise kurzem Führungsweg und so mit vergleichsweise geringem Druckverlust der Hochdruck-Turbine zuführbar ist; der Wirkungsgrad also besser ist als bei einer längeren Hochdruck-Abgas-Zuführung.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abgasturboladeranordnung ist vorgesehen, dass das Hosenrohr eine Niederdruck-Abgas-Zuführung zum ersten und zweiten Niederdruck- Abgasturbolader ausbildet, mittels der Abgas aus dem Hochdruck-Abgasturbolader zugleich dem ersten und zweiten Niederdruck-Abgasturbolader zuführbar ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abgasturboladeranordnung ist vorgesehen, dass mittels der an die Motorabgasführung angeschlossenen Hochdruckstufen-Bypass-Leitung Abgas im Hochdruckbereich —unter Umgehung des Hochdruck-Abgasturboladers— direkt dem Hosenrohr zur Niederdruck-Stufe zuführbar ist.

Mit dem Hosenrohr und der an die Motorabgasführung angeschlossenen Hochdruckstufen- Bypass-Leitung lässt sich besonders bevorzugt und kompakt eine Niederdruck- und Hochdruck- Abgasführung für eine kompakte Abgasturboladeranordnung mit drei Turboladern einer Niederdruck- und Hochdruck- Stufe realisieren.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abgasturboladeranordnung ist vorgesehen, dass die Motorabgasführung als eine Brückenleitung oberhalb der Motoroberseite zwischen der A- Zylinderbank und der B-Zylinderbank an der Motoroberseite ausgebildet ist, insbesondere als eine bügelförmige Brückenleitung, vorzugsweise U-förmig zwischen A-Zylinderbank und B- Zylinderbank ausgebildet ist. Diese Bauform der Motorabgasführung als eine Brückenleitung hat sich als vorteilhaft erwiesen. Die Hochdruck-Abgas-Zuführung schließt vorteilhaft im Bereich eines Schenkels oder einer Schenkelbiegung der U-förmigen bügelförmigen Brückenleitung an und/oder die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung schließt vorteilhaft im Bereich einer Basis der U- förmigen bügelförmigen Brückenleitung an. Vorteilhaft geht die Bypass-Leitung von der Brückenleitung von der Motoroberseite wegweisend nach oben, insbesondere schräg nach oben; zum Hosenrohr ab.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abgasturboladeranordnung ist vorgesehen, dass die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung in einem Raumbereich zwischen der A-Zylinderbank und der B-Zylinderbank verbleibend unterhalb des Hosenrohrs verläuft. In diesem Bereich zwischen der A-Zylinderbank und der B-Zylinderbank sind seitlich angreifende Kräfte infolge einer Kippbewegung des Motors gering, da die Kipp-Bewegungsamplituden an sich geringer sind als im Außenbereich des Motors; entsprechend sind Hebelkräfte auf eine Hochdruckstufen-Bypass- Leitung in dem Raumbereich geringer als im Außenbereich des Motors. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abgasturboladeranordnung ist vorgesehen, dass die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung mittig von der Brückenleitung abgeht und/oder am Verzweigungspunkt des Hosenrohres anschließt. Diese Anordnung, sozusagen auf der Motorachse bzw. entlang der Motorwelle zwischen der A- und Bank, minimiert Hebelkräfte in besonders bevorzugtem Maße.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abgasturboladeranordnung ist vorgesehen, dass die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung mit dem Hosenrohr eine Ebene aufspannt, die im Wesentlichen senkrecht zur Motor ob er seite liegt, vorzugsweise dabei die Hochdruckstufen- Bypass-Leitung mit dem Hosenrohr einen Steigwinkel einschließt, der im Bereich zwischen 30° und 60° liegt, vorzugsweise größer als 45° ist. Diese Maßgabe ergibt sich vorteilhaft unter Berücksichtigung einer Bauhöhe und Kompaktheit der Abgasturboladeranordnung.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abgasturboladeranordnung ist vorgesehen, dass das Hosenrohr in einer Draufsicht eine im Wesentlichen Y-förmige Ausbildung hat und die Brückenleitung der Motorabgasführung mit der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung in einer Draufsicht eine im Wesentlichen T-förmige Ausbildung hat, wobei ein Stamm der Y-förmigen Ausbildung und der T-förmigen Ausbildung im Wesentlichen in einer Ebene untereinander liegen, insbesondere mit Ästen der Y-förmigen und Balken der T-förmigen Ausbildung auf gegenüberliegenden Seiten.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Abgasturboladeranordnung ist vorgesehen, dass jeder Abgasturbolader ein Verdichterrad sowie Turbinenrad umfasst, welche um eine gemeinsame Laderachse rotieren, und wobei der erste und zweite und dritte Abgasturbolader derart angeordnet werden, dass deren Laderachsen in der gleichen Ebene liegen, nämlich

- mit der Achse des Hosenrohres parallel zur Ebene und der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung quer zur Ebene verlaufend, wobei die Ebene im Wesentlichen parallel zur Motoroberseite, insbesondere quer zu einer Fläche, verlaufend vorgesehen ist. Diese Anordnung der Abgasturbolader auf den Ecken eines Dreiecks optimiert eine in sich stabile und kompakte Abgasturboladeranordnung. Diesbezüglich hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die beiden Laderachsen des ersten und zweiten Niederdruck-Abgasturbolader in einem Winkelbereich zwischen 55° bis 100° zueinanderstehen, sowie die Laderachse des Hochdruck- Abgasturboladers innerhalb des Winkelbereichs liegt. Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit einem Motor und einer Abgasturboaufladegruppe zur Darstellung einer Hochdruck- Stufe mit einem Hochdruck-Abgasturbolader und einer Niederdruck-Stufe mit einem ersten und zweiten Niederdruck-Abgasturbolader und einer Abgasführung mit einer Hochdruckführung und einer Niederdruckführung, wobei die Abgasführung zudem einen Hochdruckstufen-Bypass aufweist;

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform einer Abgasturboladeranordnung beispielsweise für eine Brennkraftmaschine der Fig. 1, umfassend drei Abgasturbolader zur Aufladung der Brennkraftmaschine und zur Anordnung oberhalb der Motor ob er seite des Motors; Fig. 3 ein Schema zur Geometrie der Anordnung der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung mit in einem unterhalb des Hosenrohrs verlaufenden Teil befindlichen Bypass-Stellglied - dies zum Detail X der Fig. 2 und in einer Seitenansicht und perspektivischen Ansicht;

Fig. 4 ein Ausschnitt aus der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform zur perspektivischen Darstellung der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung mit in dem unterhalb des Hosenrohrs verlaufenden Teil befindlichen Bypass-Stellglied;

Fig. 5 ein Ausschnitt aus der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform Seitenansicht der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung mit in dem unterhalb des Hosenrohrs verlaufenden Teil befindlichen Bypass-Stellglied und den daran angeschlossenen Aktor und Kühl system.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 1000 mit einer Abgasturboaufladegruppe 100, einem Motor 200 sowie mit einem zur Führung von Abgas AG und Ladeluft LL ausgebildeten Laderführungssystem 300 - auf einer Kraftseite des Motors 200 ist ein Getriebe 500 angekoppelt. Zur Steuerung der Brennkraftmaschine ist eine Fahrzeugsteuerung ECU, 400 und ein Bussystem mit einem Datenbus CAN 430 vorgesehen; weiter zeigt Fig. 1 schematisch die Verfügbarkeit einer Signalisierung auf einem Datenbus 430 CAN. An den Datenbus 430 ist das Motorsteuergerät 400 sowie auch ein elektronisches Ladersteuermodul ELS, 410, ein elektronisches Getriebesteuermodul EGS, 420 und über den Datenbus CAN, 430 auch eine Lenkungssteuerung LENKUNG, 440 angebunden. Am Datenbus CAN, 430 liegen damit Daten betreffend den Laderbetriebszustand, den Getriebebetriebszustand und den Lenkungsbetriebszustand an.

Vorliegend ist der Motor 200 mit einem Motorblock 210 und einer V-Anordnung von zehn Zylindern, nämlich von Zylindern Al bis A5 auf einer A-Seite „A“ der A-Bank des Motorblocks 210 und Zylindern Bl bis B5 auf einer B-Seite „B“ der B-Bank des Motorblocks 210 gebildet.

Im Hinblick auf die in Fig. 2 bis Fig. 5 dargestellte Ausführungsform einer Abgasturboladeranordnung 1 zur Realisierung der hier schematisch gezeigten Abgasturboaufladegruppe 100 an einem Motor 200 und dem Laderführungssystem 300 ist folgendes zu erwähnen: die einzelnen aus der Fig. 1 ersichtlichen Details müssen nicht zwangsläufig allesamt bei der Abgasturboladeranordnung 1 am Motor 2 der Brennkraftmaschine wie sie in Fig. 2 bis Fig. 5 beschrieben ist, realisiert sein. Vielmehr können Abweichungen und Variationen zweckmäßig vorgesehen sein.

Auch kann die Ausführungsform einer Abgasturboladeranordnung 1 wie sie in Fig. 2 bis Fig. 5 beschrieben ist, bei einem 12-Zylinder-Motor zum Einsatz kommen wie auch bei anderen Motoren mit weniger Zylindern, beispielsweise einem hier dargestellten 10-Zylinder-Motor, oder bei anderen Motoren mit mehr Zylindern, beispielsweise einem 16- oder 24-Zylinder-Motor.

Über die Abgasturboaufladegruppe 100 und das Laderführungssystem 300 -kann Ladeluft den Zylindern über am Motorblock 210 angeschlossene Ladeluftkrümmer 220 A, 220B zugeführt werden. Die Ladeluft LL wird zusammen mit eingespritztem Kraftstoff einer bestimmten Einspritzmenge qV in den Zylindern verdichtet und dient zur Verbrennung des Kraftstoffs. Die Verbrennungsprodukte werden als Abgas AG über Abgaskrümmer 230A, 230B wieder in das Laderführungssystem 300 abgegeben.

Konkret wird Ladeluft LL in einer Ladeluftführung 310 den Ladeluftkrümmern 220 A, 220B über nicht im Einzelnen dargestellte Zweigleitungen zugeleitet. Das Abgas AG wird von den Abgaskrümmem 230A, 230B in einer Abgasführung 320 wieder in das Laderführungssystem 300 aufgenommen und über die Abgasturboaufladegruppe 100 an die Umgebung abgeführt. Nach dem Konzept der Erfindung ist die Abgasturboaufladegruppe 100 mit Vorteil realisiert als die Abgasturboladeranordnung 1 der Fig. 2 bis Fig. 5.

Konkret ist die Abgasturboaufladegruppe 100 als eine zweistufige Aufladung mit einer Niederdruckstufe NDS mit einem ersten Abgasturbolader 110, optional in Form eines Basis- Abgasturboladers, und einem zweiten Abgasturbolader 120, optional in Form eines Schalt- Abgasturboladers, gebildet. Der Schalt-Abgasturbolader wäre dann über eine nicht näher dargestellte Schalteinrichtung zusätzlich zu dem, grundsätzlich permanent betriebenen, Basis- Abgasturbolader zuschaltbar. Die Schalteinrichtung kann dazu eine mit einem ersten Regler versehene Ladeluftschalteinrichtung in einer Schaltteilleitung der Ladeluftführung aufweisen, die von einer Basisladeluftführung abzweigt. Darüber hinaus könnte eine der Schaltturbine zugeordnete Abgasschalteinrichtung mit einem zweiten Regler vorgesehen sein, in einer Abgasschaltteilleitung, die von einer Abgasbasisleitung abzweigt. Der erste Abgasturbolader 110 (ATLI) weist als ein erster Niederdruck-Abgasturbolader einen ersten Niederdruck- Verdichter 111 für Ladeluft LL und eine erste Niederdruck-Turbine 112, vorliegend mit variabler Turbinengeometrie VTG1, für Abgas AG auf. Der zweite Abgasturbolader 120 (ATL2) weist als ein zweiter Niederdruck-Abgasturbolader einen zweiten Nieder druck- Verdichter 121 und eine zweite Niederdruck-Turbine 122, vorliegend ebenfalls mit variabler Turbinengeometrie VTG2, für Abgas AG auf.

Beispielsweise sind der erste und zweite Regler sowie Stelleelemente für die variable Turbinengeometrie VTG1, VTG2 über entsprechende Steuerleitungen mit einem Modul der Fahrzeugsteuerung 400, nämlich einer elektronischen Ladersteuerung ELS verbunden, die wiederum an die Fahrzeugsteuerung 400 über einen Datenbus CAN angebunden ist. Dazu sind entsprechende Steuerleitungen 411, 412 des Datenbus CAN zwischen dem Modul 410 und den Reglern vorgesehen.

Vorliegend wird —betreffend den ersten Abgasturbolader 110 als ein erster Niederdruck- Abgasturbolader— Ladeluft LL über eine erste Ladeluftführung 311, einem ersten Verdichter 111 zugeführt, der über eine von Abgas AG in der ersten Abgasführung 321 angetriebenen ersten Niederdruck-Turbine 112 angetrieben wird. Vorliegend wird —betreffend den zweiten Abgasturbolader 120 als ein zweiter Niederdruck-Abgasturbolader— Ladeluft LL über eine zweite Ladeluftführung 312, einem zweiten Verdichter 121 zugeführt, der über eine von Abgas AG in der zweiten Abgasführung 322 angetriebenen zweiten Niederdruck-Turbine 122 angetrieben wird.

Die verdichtete Ladeluft LL wird weiter über die Ladeluftführung 310 einem dritten Verdichter 131 zugeführt, der über eine von Abgas AG in der Abgasführung 320 angetriebene Hochdruck- Turbine 132 angetrieben wird; der dritte Verdichter 131 und die Hochdruck-Turbine 132 bilden einen dritten Abgasturbolader 130 (ATL3) als einen Hochdruck-Abgasturbolader.

Die verdichtete Ladeluft LL wird in einem Wärmetauscher 330 gekühlt und weiter in der Ladeluftführung 310, gemäß der zuvor erläuterten Weise, den Ladeluftkrümmern 220A, 220B und den Zylindern Al bis A5 bzw. Bl bis B5 zugeführt.

Für den Fall, dass eine Aufladung mit geringerem Ladedruck erfolgen soll oder ein Spülgefälle des Motors erhöht werden soll oder dergleichen Optimierung oder Anpassung der Aufladung vorgenommen werden soll, kann die Hochdruckstufe HDS umgangen werden; d.h. Abgas AG direkt der Niederdruckstufe NDS zugeführt werden. Dazu weist die Abgasführung 320 zudem einen Hochdruckstufen-Bypass 330 mit Bypass-Schalteinrichtung 331 auf. Beispielsweise ist auch die Bypass-Schalteinrichtung 331 sowie andere Stelleelemente zur Steuerung der Hochdruck- und Niederdruck-Stufe HDS, NDS über entsprechende Steuerleitungen mit einem Modul der Fahrzeugsteuerung 400, nämlich insbesondere der elektronischen Ladersteuerung ELS, verbunden, die wiederum an die Fahrzeugsteuerung 400 über den Datenbus CAN angebunden ist.

Im Falle der oben genannten Option kann ein Basis-Abgasturbolader 110 mit sich ändernden Drehzahlen nATLl betrieben werden. Es kann ein Schalt-Abgasturbolader 120 zunächst im Leerlauf unter Führung von Abgas AG über die Schaltturbine 122 ohne Führung von Ladeluft LL über den Schaltverdichter 121 mit zunehmender Drehzahl nATL2 betrieben werden. Dazu öffnet die der Schaltturbine 122 zugeordnete Abgasschalteinrichtung. Der Schalt- Abgasturbolader 120 kann somit zunächst ohne Verdi chterarb eit vergleichsweise schnell beschleunigt werden und dennoch kann —bei Bedarf— Abgas AG effektiv abgeblasen werden. Bei weiter steigendem Abgasvolumenstrom kann auch die dem Schaltverdichter 121 zugeordnete Schalteinrichtung geöffnet werden und der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers 120 wird unter Luftverdichtung, d.h. als Lastbetrieb, geschaltet. Das Schalten des Schalt-Abgasturboladers 120— d. h. konkret das Öffnen der Ladeluftklappe oder dergleichen Ladeluft-Schalteinrichtung bzw. der Abgasklappe oder dergleichen Abgas-Schalteinrichtung erfolgt sauber verblendet und unter vergleichsweise geringem Ladedruckverlust.

Fig. 2 zeigt im Einzelnen eine Abgasturboladeranordnung 1 in ihrem konkreten Aufbau als eine gemäß dem Konzept der Erfindung realisierte besonders bevorzugte Ausführungsform der Abgasturboaufladegruppe 100 wie sie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist; die Abgasturboladeranordnung 1 realisiert in einer besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß dem Konzept der Erfindung also die Abgasaufladegruppe 100 in ihrer räumlichen und strukturellen Realisierung im Hinblick auf die Aufgabenstellung.

Die Abgasturboladeranordnung 1 der Fig. 2 mit dem in Aufsicht erkennbaren Motor 2 ist als eine besondere Ausführungsform der in Fig. 1 schematisch dargestellten Brennkraftmaschine 1000 zu verstehen. Die Fig. 2 zeigt insofern eine Brennkraftmaschine 1000 gemäß dem Konzept der Erfindung mit der Abgasturboladeranordnung 1 und dem Motor 2 in einem strukturellen Aufbau gemäß der besonders bevorzugten Ausführungsform im Hinblick auf die Aufgabenstellung.

Erkennbar ist der Motor 2 mit einer A-Bank und einer B-Bank; hier dargestellt als eine A-Bank mit vorliegend sechs Zylindern Al, A2, A3, A4, A5 und A6 sowie als eine B-Bank mit vorliegend ebenfalls sechs Zylinder Bl, B2, B3, B4, B5 und B6. Der Motor 2 weist insofern einen hier im Vergleich zum Motorblock 210 der Fig. 1 abgewandelten 12-Zylinder-V- Motorblock mit einer A-Bank und einer B-Bank mit jeweils sechs Zylindern auf.

Der Motor 2 hat eine Motor ob er seite 2_OS, die schematisch in Fig. 2 und ebenfalls in dem Schema der Fig. 3 dargestellt ist. In Bezug auf ein dreidimensionales Koordinatensystem K ist die Abgasturboladeranordnung 1 damit erkennbar oberhalb der Motor ob er seite 2_OS des Motors 2 angeordnet, das heißt oberhalb der Zylinderoberseiten der A-Bank und B-Bank. Erkennbar aus Fig. 2 weist die Abgasturboladeranordnung 1 vorliegend drei Abgasturbolader auf, nämlich einen Hochdruckabgasturbolader 30 (HD-ATL) einer Hochdruckstufe HDS sowie einen ersten und zweiten Niederdruckabgasturbolader 10, 20 (ND-ATL) einer Niederdruckstufe NDS.

Ebenso erkennbar weist die Abgasturboladeranordnung 1 eine Abgasführung 3 auf. Die Abgasführung 3 wird vorliegend erläutert auch mit Bezug auf eine in den folgenden Fig. 4 und Fig. 5 näher dargestellte Hochdruckführung 3HD und Niederdruckführung 3ND; diese sind in Fig. 3 jedenfalls schematisch erkennbar.

Gleichwohl, auch ersichtlich aus Fig. 2, weist die Abgasturboladeranordnung 1 eine Ladeluftführung 4 mit einem Niederdruckteil 4ND und einem Hochdruckteil 4HD zur Führung von Ladeluft LL aus einem Ansaugkrümmer 5 auf.

Ersichtlich ist zur Ansaugung von Ladeluft LL über den Ansaugkrümmer 5 —sowie den Niederdruckteil 4ND und den Hochdruckteil 4HD der Ladeluftführung 4— entsprechend ein erster und zweiter Niederdruckverdichter 12, 22 des ersten und zweiten

Niederdruckabgasturboladers 10, 20 vorgesehen sowie ein Hochdruckverdichter 32 des Hochdruckabgasturboladers 30.

Entsprechend erkennbar weist der erste und zweite Niederdruckabgasturbolader 10, 20 eine zum Antrieb der Niederdruckverdichter 12, 22 vorgesehene erste und zweite Niederdruckturbine 11, 21 auf; angetrieben durch in der Niederdruckführung 3ND, d.h. im Niederdruckteil der Abgasführung 3, geführtes Abgas AG. Entsprechend weist der Hochdruckabgasturbolader 30 eine Hochdruckturbine 31 auf, welche zum Antrieb des Hochdruckverdichters 32 für Abgas AG in der Hochdruckführung 3HD angetrieben wird.

Diese gemäß dem Schema der Fig. 1 hier realisierte strukturelle Anordnung der Abgasturbolader 10, 20, 30 der Niederdruckstufe NDS und HDS ist in besonders bevorzugter Weise insofern symmetrisch aufgebaut, als dass die drei Abgasturbolader 10, 20, 30 etwa an den Ecken eines Dreiecks und in einer Ebene angeordnet sind. Konkret sind hier die beiden Laderachsen Al, A2 des ersten und zweiten Niederdruckabgasturboladers 10, 20 in einem Winkelbereich zwischen 55° bis 100° zueinander angeordnet, wobei der Winkel (p (phi) im vorliegenden Fall etwas weniger als 90° beträgt. Die Laderachse A3 des Hochdruckabgasturboladers 30 liegt innerhalb dieses Winkelbereichs (p. Wie die Anordnung der Verdichter 12, 22, 32 und Turbinen 11, 21, 31 erkennen lassen, sind die Laderachsen Al, A2, A3 damit in einer Ebene E angeordnet, die im Wesentlichen parallel zur Motoroberseite 2_OS verlaufend orientiert ist.

Die Abgasführung 3 zur Führung von Abgas AG ist Gegenstand der nachfolgenden Erläuterungen.

Die in Fig. 2 lediglich schematisch dargestellte, Niederdruckführung 3ND, als Teil der Abgasführung 3, ist vorliegend als ein Hosenrohr HR realisiert. Das Hosenrohr HR realisiert damit jedenfalls zum Teil eine Niederdruck-Abgas-Zuführung von der Hochdruckstufe HDS zur Niederdruckstufe NDS; das Hosenrohr HR verläuft damit zwischen dem Hochdruckabgasturbolader 30 der Hochdruckstufe HDS und dem ersten und zweiten Niederdruckabgasturbolader 10, 20 der Niederdruckstufe NDS.

Des Weiteren in Fig. 2 erkennbar ist die Hochdruckführung 3HD als Hochdruckteil der Abgasführung 3; diese umfasst jedenfalls teilweise eine schematisch eingezeichnete Motorabgasführung MA (unterhalb des Hochdruckabgasturboladers 30) als auch eine an die Motorabgasführung MA (unterhalb des Hochdruckabgasturboladers 30) angeschlossene Hochdruckstufen-Bypassleitung BP aufweist. Die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP ist auf einer ersten Seite an die Motorabgasführung MA und auf einer zweiten Seite an das Hosenrohr HR angeschlossen. Zudem weist die Hochdruckstufen-Bypassleitung BP ein in Fig. 2 bereits erkennbares Bypass-Stellglied BS auf. Die Hochdruckstufen-Bypassleitung BP weist also in einem unterhalb des Hosenrohrs HR verlaufenden Teil das Bypass-Stellglied BS auf.

Diese Situation ist schematisch in Bezug auf das Detail X —wie eben beschrieben — nochmals oben links im Einsatz von Fig. 3 schematisch festgehalten.

Dabei zeigt Fig. 3 —in einer Seitenansicht auf eine durch Hosenrohr HR und Hochdruckstufen- Bypassleitung BP aufgespannten Fläche F— ebenjenes Hosenrohr HR und die Hochdruckstufen- Bypassleitung BP mit Bypass-Stellglied BS wie zuvor beschrieben. Darin ist auch erkennbar, dass die Hochdruckstufen-Bypassleitung BP mit dem unterhalb des Hosenrohrs HR verlaufenden Teil das Bypass-Stellglied BS aufweist. Die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP ist auf einer ersten Seite an die Motorabgasführung MA und auf einer zweiten Seite an das Hosenrohr HR angeschlossen. . Der unten rechts dargestellte Teil der Fig. 3 stellt eben jenes Schema mit dem Hosenrohr HR der Hochdruck-Bypassleitung BP und die Motorabgasführung MA dreidimensional dar.

In Fig. 3 ist erkennbar, dass die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP mit dem Hosenrohr HR die Fläche F aufspannt, die im Wesentlichen senkrecht zur Motoroberseite 2_OS beziehungsweise der Ebene E, wie zuvor erläutert, liegt. Das heißt, die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung schließt an das Hosenrohr mit einem Steigwinkel an, der vorliegend mit y (gamma) bezeichnet ist - der Steigwinkel y liegt im Bereich zwischen 30 ° und 60 °, vorzugsweise ist y größer als 45 °.

Schematisch ist in dem Einsatz der Fig. 3 erkennbar, dass das Hosenrohr HR in einer Draufsicht eine im Wesentlichen Y-förmigen Ausbildung hat und die Brückenleitung der Motorabgasführung MA mit der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP in einer Draufsicht beziehungsweise entlang dieses Steigwinkels eine im Wesentlichen T-förmige Ausbildung hat. Dabei sei zur Orientierung festgehalten, dass der Stamm der Y-förmigen Ausbildung und der Stamm T-förmigen Ausbildung im Wesentlichen in einer Ebene, das heißt der Fläche F, untereinanderliegen. Die Äste der Y-förmigen Ausbildung und die Balken der T-förmigen Ausbildung sind sozusagen auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet, wie dies im Einsatz der Fig. 3 erkennbar ist.

Fig. 4 zeigt in einer perspektivischen Schrägansicht einen Ausschnitt der Abgasturboladeranordnung 1 wiederum angeschlossen an den Motor 2 der Brennkraftmaschine 1000, wobei der Motor vorliegend mit der weiter oben bereits näher erläuterten A-Bank und B- Bank mit seiner Motor ob er seite 2_OS ansatzweise gezeigt ist.

Fig. 4 zeigt in der perspektivischen Ansicht insbesondere die Hochdruckführung 3HD, d.h. Hochdruckteil der Abgasführung 3, im Detail. Das Hosenrohr HR als Teil der Niederdruckführung 3ND, d.h. Niederdruckteil der Abgasführung 3, ist vorliegend nur schematisch gezeigt, um den Blick auf die Details der Hochdruckführung 3HD freizugeben.

Die Hochdruckführung 3HD weist, wie in Fig. 4 ersichtlich, die zuvor erläuterte Motorabgasführung MA auf, welche ausgebildet ist, Abgas AG aus dem Motor 2 —das heißt konkret aus den Zylindern Al bis A6 beziehungsweise Bl bis B6 der A- beziehungsweise B- Bank— abzuführen und das Abgas AG der Abgasturboladeranordnung 1 zuführbar zu machen.

Aus Fig. 4 ist nun auch erkennbar, dass die Motorabgasführung MA als eine Brückenleitung oberhalb der Motoroberseite 2-OS zwischen der A-Zylinderbank (A-Bank) und B-Zylinderbank (B-Bank) ausgebildet ist, wobei die A-Zylinderbank und B-Zylinderbank eben an der Motoroberseite 2_OS liegen bzw. diese im Sinne einer oberen flächigen Berandung definieren. Die Brückenleitung der Motorabgasführung MA ist bügelförmig in der Form eines umgedrehten „U“ zwischen der A-Bank und B-Bank ausgebildet, wobei jeweils ein Schenkel der U-förmigen Ausbildung in die nicht näher bezeichnete Sammelschiene der A-Bank beziehungsweise der B- Bank führt. Dies erfolgt nämlich derart, dass Abgas AG aus der A-Bank über einen ersten Schenkel der U-förmigen Brückenleitung der Motorabgasführung MA und Abgas aus der B- Bank über einen zweiten (den anderen) Schenkel der U-förmigen Brückenleitung der Motorabgasführung MA in einen Bereich der Motorabgasführung MA zwischen der A-Bank und B-Bank zusammengeführt wird.

Aus Fig. 4 ist auch erkennbar, dass die Hochdruckabgasführung 3HD außerdem eine hier erkennbare Hochdruckabgaszuführung HD-AZ aufweist, die an die Motorabgasführung 3HD im Querbereich des U-förmigen Bügels anschließt. Mittels der Hochdruckabgaszuführung HD-AZ wird Abgas AG im Hochdruckbereich zum Hochdruckabgasturbolader 30, d.h. dessen Turbine 31 zuführbar. Die Hochdruckabgaszuführung HD-AZ zur Turbine 31 des Hochdruckabgasturboladers 30 —nämlich zum Anschluss 31. AZ an die Hochdruckturbine 31 des Hochdruckabgasturboladers 30— ist auch in Fig. 2 in der Draufsicht der Abgasturboladeranordnung 1 erkennbar. Vorliegend in Fig. 4 ist lediglich jener Anschluss 31. AZ der Hochdruckturbine 31 des Hochdruckabgasturboladers 30 in Fig. 4 gezeigt. Des Weiteren weist die Hochdruckführung 3HD eine an die Motorabgasführung MA angeschlossene Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP auf, mittels der Abgas AG aus der Motorabgasführung MA im Hochdruckbereich unter Umgehung des Hochdruckabgasturboladers 30 —das heißt unter Umgehung der Hochdruckturbine 31— direkt dem Hosenrohr HR zuführbar ist. Das Abgas ist so der Niederdruckstufe NDS zuführbar, beziehungsweise das Abgas ist der ersten und zweiten Niederdruckturbine 11, 21 des Hochdruckabgasturboladers 10, 20 zugleich zuführbar ohne zuvor damit die Hochdruckturbine 31 zu beaufschlagen. Wie bereits erwähnt, ist das Hosenrohr HR als Teil der Niederdruckabgaszuführung ND-AZ zum ersten und zweiten Niederdruckabgasturbolader 10, 20 ausgebildet. Durch das Hosenrohr HR ist Abgas aus dem Hochdruckabgasturbolader 30 —beziehungsweise konkret der Hochdruckturbine 31— zugleich dem ersten und zweiten Niederdruckabgasturbolader 10, 20 —beziehungsweise konkret den Niederdruckturbinen 11, 21 — zuführbar.

Damit wird erreicht, dass —aufgrund der Gestaltung der Motorabgasführung MA in Form einer Brückenleitung oberhalb der Motoroberseite 2_OS— eine vergleichsweise längliche Beruhigungsstrecke —vor allem im Querbereich der Brückenleitung der Motorabgasführung MA— realisiert ist.

Dieser für das Abgas AG als „Beruhigungsstrecke“ wirkende Bereich —bevor die Abgas-Bypass- Leitung BP von der Brückenleitung der Motorabgasführung MA abgeht— führt dazu, dass Abgaspulsationskräfte bereits abgenommen haben bevor diese auf ein Bypass-Stellglied BS in der Abgas-Bypass-Leitung BP treffen. Damit gelangt das Abgas AG vergleichsweise pulsationsfrei in die Abgas-Bypass-Leitung, insbesondere aber haben die Abgaspulsationskräfte vergleichsweise stärker abgenommen, bevor sie auf das in der Bypass-Leitung angeordnete Bypass-Stellglied treffen.

Vorliegend ist das Bypass-Stellglied BS in dem unterhalb des Hosenrohrs HR verlaufenden Teil der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP angeordnet. Das Bypass-Stellglied BS ist vorliegend als eine Bypass-Klappe ausgeführt, welche ausgebildet ist, eine Durchströmung der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP mit Abgas AG zu unterbinden. Die Bypass-Klappe ist dazu in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 explizit als Hochdruck-Bypass-Klappe mit der Bezeichnung „HD-Bypass-Klappe“ ausgewiesen. Das Bypass-Stellglied BS weist außerdem einen in Fig. 4 erkennbaren Stellgliedaktor BSA auf, der auf einer dem Hosenrohr HR abgewandten Seite unter der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP angeordnet ist und mit dem das Bypass-Stellglied BS, das heißt vorliegend der Bypass- Klappe, funktionsverbunden ist. Vorliegend ist der Stellgliedaktor BSA als Elektromotor oder dergleichen Aktuator ausgebildet, um die Bypass-Klappe in gewünschter Weise zu öffnen oder zu schließen. In Fig. 4 dargestellt sind die Stutzen 11. AZ und 21. AZ der Niederdruckabgaszuführung ND-AZ zur ersten und zweiten Niederdruckturbine 11, 21 der Niederdruckabgasturbolader 10, 20.

Das heißt, das Hosenrohr HR hat auf Seiten der Niederdruckstufe NDS jeweils einen Stutzen oder dergleichen Anschluss 11. Az, 21. AZ der Niederdruckabgaszuführung ND-AZ zu einem Niederdruckabgasturbolader 10, 20. Die Hochdruck- Abgaszuführung HD-AZ im Hochdruckbereich zum Hochdruckturbolader 30 findet sich an der Motorabgasführung MA.

Auf der anderen Seite des Hosenrohres schließt das Hosenrohr HR an den Abgasausgang der Hochdruckturbine 31 des Hochdruckturboladers 30 an, wobei die Hochdruckturbine 31 zwischen dem mit 31. AZ bezeichneten Stutzen oder dergleichen Anschluss und dem Eingang des Hosenrohres HR angeordnet ist.

Fig. 5 zeigt in Bezug auf das Bypass-Stellglied BS zum Stellgliedaktor BSA in der Bypass- Leitung BP außerdem, dass der Aktor an ein Kühlsystem angeschlossen ist. Das Bypass- Stellglied weist entsprechend Kühlanschlüsse BSK zum Kühlsystem auf. Dabei sind die Kühlanschlüsse BSK von der Motoroberseite 2_OS weggewandt angeordnet; vorliegend zeigen die Kühlanschlüsse BSK aus der Zeichenebene heraus, sind insofern seitlich von der heißen Motoroberseite 2 0 S abgewandt.

Insofern sind die Kühlanschlüsse BSK für den Stellgliedaktor BSA vom Zentrum des Motorblocks 2 weggewandt. Vorteilhaft ist zudem die Klappenposition zentral in der Mitte über dem Wasserführungsgehäuse für die Kühlanschlüsse BSK angeordnet. Dies führt nicht nur dazu, dass vergleichsweise kurze Kühlwasserleitungen benutzt werden können, sondern auch dazu, dass aufgrund der zentrumsnahen Bauteillage des Bypass-Stellglieds BS insgesamt die Schwingbelastung selbst bei den noch vorhandenen Abgaspulsationen vergleichsweise verringert ist. Gleichwohl ist der Stellgliedaktor BSA zusammen mit den Kühlanschlüssen BSK des Bypass- Stellglieds BS unterhalb der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP angeordnet und insofern — ebenso wie die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP selbst— in einem unterhalb des Hosenrohrs HR verlaufenden Teil ausgeführt. Damit ist gewährleistet, dass weder an die Hochdruckstufen- Bypass-Leitung BP selbst noch an das Bypass-Stellglied BS Hebelkräfte angreifen können, da sie insofern in einem Raumbereich zwischen der A-Zylinderbank und der B-Zylinderbank verbleibend, insbesondere unterhalb des Hosenrohrs HR angeordnet sind; konkret unter der Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP angeordnet sind, welche wiederum unterhalb des Hosenrohrs HR angeordnet ist. Das Bypass-Stellglied BS ist also zur Motor-Mitte verlagert und unterliegt damit bereits geringeren Bewegungsamplituden im Vergleich zu einer peripheren Position, z.B. am Motorrand.

Die Hochdruck-Bypass-Klappe, konkret also der Stellglied-Aktor BSA mit Kühlanschlüssen BSK ist zur Motormitte unterhalb des Hosenrohrs HR angeordnet und damit ist diese Stellgliedeinheit auch nur einem Abgasstrom ausgesetzt, der aufgrund der verlängerten Ausführung der Motorabgasleitung MA bereits abgeklungene Pulsationen aufweist; er ist also nur verringerten Pulsationskräften des Abgases AG ausgesetzt.

Zudem ist -ersichtlich aus Fig. 5 (ohne Bezugszeichen) die Bypass-Leitung BP mit entsprechenden Schwingungsdämpfern, die hier als Falt-Kragen und Falten-Manschette erkennbar sind, ausgeführt. Damit können insbesondere in diesem Bereich Schwingungen gedämpft und aufgenommen werden.

Insgesamt ist die Bauweise der Abgasturboladeranordnung 1 vergleichsweise kompakt gehalten - die Bypass-Klappe liegt direkt unterhalb des Hosenrohrs HR in der Bypass-Leitung BP. Insgesamt führt die Summe der Maßnahmen mit der vergleichsweise langen Beruhigungsstrecke für das Abgas AG in der Motorabgasführung MA dazu, dass die Abgas-Pulsationen bereits abgeklungen sind und entsprechend nur bereits deutlich verringerte Kräfte auf eine vergleichsweise kompakte Anordnung mit verringerten Hebelarmen trifft.

Dies hat eine erhebliche Reduzierung der Verschleiß-Belastung zur Folge - die Lebenszykluskosten (Life-Cycle-Costs - LCC-Belastung) sind entsprechend verringert. Das zentrale Bauteil nicht nur der Bypass-Leitung, sondern vor allem des Bypass-Stellglieds BS unterliegt einer erheblich verlängerten Ausfallzeitbegrenzung. Konkret ist vor allem aus Fig. 5 erkennbar, dass die Bypass-Leitung BP von der Brückenleitung der Motorabgasführung MA also von der Motoroberseite 2_OS wegweisen; die Bypass-Leitung BP geht nach oben, beziehungsweise schräg nach oben, zum Hosenrohr HR ab. Die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP erstreckt sich nicht über den Rand eines Raumbereichs zwischen der A-Zylinderbank (A-Bank) und B-Zylinderbank (B-Bank) hinaus, sondern verbleibt vielmehr unter den darüberliegend verlaufenden Bereich des Hosenrohres HR. Dadurch werden Hebelwirkungen auf die Bypass-Leitung vermieden, da diese keine Angriffshebel in seitlicher Richtung bietet.

Die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP geht —in der vorliegend beschriebenen Ausführungsform, wie in Fig. 4 erkennbar— vor allem mittig von der Brückenleitung der Abgasführung MA ab und schließt zudem am Verzweigungspunkt HRV des Hosenrohres HR an; der Verzweigungspunkt HRV befindet sich in etwa an der Gabelung der Y-förmigen Ausbildung des Hosenrohres HR.

Die Hochdruckstufen-Bypass-Leitung BP verläuft also in etwa von der Mitte MAM der Brücke der Abgasführung MA zum Verzweigungspunkt HRV schräg nach oben. Die Hochdruckstufen- Bypass-Leitung BP ist damit mittig über dem Motorblock angeordnet, sodass sie den geringsten Bewegungsamplituden in diesem Bereich ausgesetzt ist. Im Vergleich zu außermittig angeordneten Leitungen.

Es hat sich gezeigt, dass die außermittige Platzierung eines Aktors BSA —wie zuweilen im Stand der Technik bevorzugt— Nachteile hat, die mit dem vorliegenden Konzept behoben sind.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Abgasturboladeranordnung

2-OS Motoroberseite

2 Motor

3 Abgasführung

3 HD Hochdruckführung, Hochdruckteil der Abgasführung 3

3ND Niederdruckführung, Niederdruckteil der Abgasführung 3

4 Ladeluftführung

4HD Hochdruckführung, Hochdruckteil der Ladeluftführung 4

4ND Niederdruckführung, Niederdruckteil der Ladeluftführung 4

5 Ansaugkrümmer

10, 20 erster, zweiter Niederdruckabgasturbolader, ND-ATL

11, 21, 31 Turbinen

12, 22 erster, zweiter Niederdruckverdichter des ersten und zweiten

Niederdruckabgasturboladers 10, 20

30 Hochdruckabgasturbolader, HD-ATL

32 Hochdruckverdichter des HD-ATL 30

HD-AZ Hochdruckabgaszuführung zur Turbine 31 des HD-ATL 30

3 LAZ Anschluss an die Hochdruckturbine 31 des HD-ATL 30

1000 Brennkraftmaschine

100 Abgasturboaufladegruppe

110 erster Abgasturbolader

111 erster Verdichter

112 erste Turbine

120 zweiter Abgasturbolader

121 zweiter Verdichter

122 zweite Turbine

130 Hochdruck-Abgasturbolader, dritter Abgasturbolader

131 dritter Verdichter

132 dritte Turbine 2, 200 Motor

210 Motorblock

220A, 220B Ladeluftkrümmer

230A, 23 OB Abgaskrümmer

300 Laderführungs sy stem

310 Ladeluftführung

311 erste Ladeluftführung

312 zweite Ladeluftführung

321 erste Abgasführung

322 zweite Abgasführung

320 Abgasführung

400 F ahrzeugsteuerung

410 Ladersteuermodul

411, 412 Steuerleitungen

420 Getriebesteuermodul

430 Datenbus

440 Lenkungssteuerung

500 Getriebe

AG Abgas

LL Ladeluft

Al.. A5 (A-)Zylinder AL. A5 der A-Bank

Bl .. B5 (B-)Zylinder AL. A5 der B -Bank

LL, AG Ladeluft, Abgas nATLl, nATL2 Drehzahl des ersten bzw. zweiten Abgasturboladers ATLI, ATL2 VTG1, VTG2 variable Turbinengeometrie des ersten bzw. zweiten Abgasturboladers ATLI, ATL2

Al, A2, A3 Laderachsen

E Ebene

Fläche BP Hochdruckstufen-Bypassleitung

BS Bypass-Stellglied

HR Hosenrohr HDS Hochdruckstufe

MA Motorabgasführung

MAM Mitte der Brücke der Abgasführung MA

NDS Niederdruckstufe ND-AZ Niederdruckabgaszuführung

11. AZ, 21. AZ Stutzen an die Niederdruck-Turbine

HD-Bypass-Klappe Hochdruck-Bypass-Klappe y (gamma) Steigwinkel

BSA Stellgliedaktor BSK Kühlanschlüsse für den Stellgliedaktor BSA

HRV VerzweigungspunktY, Y-förmige Ausbildung

T T-förmige Ausbildung

LCC Life-Cycle-Costs