AT506001B1 - ABGASTURBINE FOR AN EXHAUST BURGLAR - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasturbine (1) für einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine, mit einem Turbinengehäuse (2), welches eine Zulaufspirale (3) für ein Laufrad (5) ausbildet, wobei die Zulaufspirale (3) einen Eintritt (4) des Laufrades (5) umgibt, wobei das Laufrad (5) sich zwischen dem Eintritt (4) und einem Austritt (6) in einem Laufschaufelraum (7) erstreckende Laufschaufeln (8) aufweist, wobei die Abgasturbine (1) zumindest einen internen Umgehungsströ-mungsweg (9, 9a) mit veränderbarem Querschnitt für Abgas aufweist, welcher stromabwärts des Austrittes (6) wieder in den Abgasstrang einmündet. Um auf möglichst einfache Weise bei kleinkonzipierten Abgasturbinen ein Stopfen bei hohen Drehzahlen zu vermeiden, ist vorgesehen, dass der interne Umgehungsströmungsweg (9, 9a) stromabwärts des Eintrittes (4) des Laufrades (5) vom Laufschaufelraum (7) ausgeht.The invention relates to an exhaust gas turbine (1) for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, comprising a turbine housing (2) which forms an inlet spiral (3) for an impeller (5), wherein the inlet spiral (3) has an inlet (4) of the impeller (5 ), wherein the impeller (5) between the inlet (4) and an outlet (6) in a blade chamber (7) extending blades (8), wherein the exhaust gas turbine (1) at least one internal bypass flow path (9, 9a) having a variable cross section for exhaust gas, which opens downstream of the outlet (6) back into the exhaust system. In order to avoid plugging at high speeds in the simplest possible way in small-scale exhaust gas turbines, it is provided that the internal bypass flow path (9, 9a) starts from the rotor blade space (7) downstream of the inlet (4) of the impeller (5).

Description

österreichisches Patentamt AT 506001 B1 2010-08-15Austrian Patent Office AT 506001 B1 2010-08-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Abgasturbine für einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine, mit einem Turbinengehäuse, welches eine Zulaufspirale für ein Laufrad ausbildet, wobei die Zulaufspirale einen Eintritt des Laufrades umgibt, wobei das Laufrad sich zwischen dem Eintritt und einem Austritt in einem Laufschaufelraum erstreckende Laufschaufeln aufweist, wobei die Abgasturbine zumindest einen internen Umgehungsströmungsweg mit veränderbarem Querschnitt für Abgas aufweist, welcher stromabwärts des Austrittes wieder in den Abgasstrang einmündet, wobei der interne Umgehungsströmungsweg stromabwärts des Eintrittes des Laufrades vom Laufschaufelraum ausgeht.The invention relates to an exhaust gas turbine for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, comprising a turbine housing which forms a feed spiral for an impeller, wherein the inlet spiral surrounds an inlet of the impeller, the impeller extending between the inlet and an outlet in a blade space Blades, wherein the exhaust gas turbine has at least one internal bypass flow path with variable cross-section for exhaust, which opens downstream of the exit back into the exhaust line, the internal bypass flow path downstream of the inlet of the impeller emanating from the blade space.

[0002] Die Trägheit und damit der Durchmesser des Laufrades der Abgasturbine ist ein maßgeblicher Faktor für das Beschleunigungsverhalten des Abgasturboladers und der Brennkraftmaschine beim raschen Übergang von Teillast auf Volllast. Bekannte Bauformen von Abgasturboladern, beispielsweise solche mit einem sogenannten „wastegate", sind bei zunehmender Verkleinerung der Laufzeugabmessungen hier speziell durch die Betriebsbedingungen beim Ottomotor mit Kompromissen behaftet. Alternative Abgasturbinen mit variabler Turbinengeometrie (VTG), wie sie bei Dieselmotoren Standard sind, würden zwar vorteilhaft kleinere Laufräder als mit Wastegate-Turbinen ermöglichen, haben jedoch Probleme im Betriebsumfeld des Ottomotors hinsichtlich Temperatur und Güte des Ladungswechsels, und sind mit erheblichen Mehrkosten verbunden, ohne dass eine dem Mehraufwand angemessene Verbesserung der Motorkennwerte eintreten würde. Andere Formen variabler Turbinen mit beispielsweise Schiebehülsen als Regelorganen für variable Radbeaufschlagung konnten ihre Eignung bislang nicht erfolgreich nachweisen.The inertia and thus the diameter of the impeller of the exhaust gas turbine is a significant factor for the acceleration behavior of the exhaust gas turbocharger and the internal combustion engine during the rapid transition from part load to full load. Known types of exhaust gas turbochargers, such as those with a so-called "wastegate", are in this case particularly compromised by the operating conditions in the gasoline engine with increasing reduction of the size of the tool. Although alternative turbine turbines with variable turbine geometry (VTG), as standard in diesel engines would allow advantageously smaller wheels than with wastegate turbines, but have problems in the operating environment of the gasoline engine in terms of temperature and quality of the charge exchange, and are associated with significant additional costs, without that an appropriate improvement of the engine characteristics would occur. Other forms of variable turbines with, for example, sliding sleeves as control elements for variable Radbeaufschlagung could prove their suitability so far not successful.

[0003] Ziel ist daher die Ausführung einer einfach gestalteten Turbine mit vergleichsweise sehr kleinem Laufrad und variabler Schluckfähigkeit, welche speziell im thermisch hoch belasteten Umfeld des Ottomotors einsetzbar ist und im gesamten Betriebsbereich gute Aufladewirkungsgrade, also hohen Ladedruck bei vergleichsweise moderatem Abgasgegendruck bereitstellen kann.The aim is therefore the execution of a simple design turbine with a comparatively very small impeller and variable absorption capacity, which is especially useful in the high thermal environment of the gasoline engine and can provide good charging efficiency, so high boost pressure at relatively moderate exhaust back pressure throughout the operating range.

[0004] In der Praxis werden bei Ottomotoren überwiegend fixe Turbinen mit sogenann-tem „Wastegate" verwendet, die jeweils ein relativ kleines Laufrad aufweisen, welches im unteren Drehzahlbereich des Motors vom gesamten Abgas durchströmt wird, wobei bei höheren Motordrehzahlen zur Ladedruckerzeugung überschüssiges Abgas über eine Bypassklappe („Wastegate") das Laufrad umströmt. Damit erhält man zwar ein relativ kleines und wenig träges Laufrad, bei hohen Motordrehzahlen muss jedoch wegen der eingeschränkten Schluckfähigkeit eines solchen Rades und des Bypasses einer nennenswerten Teilmenge des Abgases (bis zu 40%) der Druck der Restmenge vor der Abgasturbine deutlich erhöht werden, um die zur Ladedruckerzeugung nötige Turbinenleistung zu erhalten, was die Ausschiebearbeit des Motors sowie die Abgastemperatur erhöht. Dies führt, insbesondere wenn damit beim Ottomotor ein durch vermehrtes Klopfen bedingtes Spätstellen des Zündzeitpunktes einhergeht, zu einer Zunahme der Gemischanfettung zur Einhaltung von Grenztemperaturen der Turbine und folglich zu einem beträchtlichen Anstieg des Kraftstoffverbrauches. Die Abstimmung einer Waste-gate-Abgasturbine an die Brennkraftmaschine erfolgt immer als Kompromiss zwischen engem Austrittsquerschnitt am Laufrad der Abgasturbine und engem Hals der Zulaufspirale (begünstigen Arbeitsabgabe bei niedrigen Durchsätzen, limitieren den Durchsatz nach oben) und großem Austrittsquerschnitt am Laufrad bzw. Hals der Zulaufspirale (erweitern den Gasdurchsatz, reduzieren Arbeitsabgabe bei kleinen Durchsätzen). Die Arbeitsabgabe des Impulses des Arbeitsgases erfolgt daher gemischt an Ein- und Austritt des Laufrades, wobei bei höheren Durchsätzen eine zunehmend große Gasmenge überhaupt nicht an der Arbeitsabgabe teilnimmt (Bypass) und den an sich gleichmäßig hohen Turbinenwirkungsgrad entsprechend schmälert. Eine Wastegate-Abgasturbine ist einfach zu regeln, kommt aber bei spezifischen Leistungen > ca. 80 kW/L zunehmend in Zielkonflikte bezüglich Läuferträgheit (Raddurchmesser) und Gegendruck (Schluckfähigkeit), was Kompromisse beim Ansprechverhalten und dem Kraftstoffverbrauch bei höheren Leistungen bedingt. 1/10 österreichisches Patentamt AT506 001 B1 2010-08-15 [0005] Weiters werden Abgasturbinen mit variabler Geometrie VTG (hauptsächlich mit verstellbaren Leitschaufeln am Eintritt des Laufrades der Abgasturbine) mittlerweile auch beim Ottomotor verwendet. Neben der Variabilität des Schluckverhaltens besteht aufgrund der Regelung der Strömung am Radeintritt gegenüber der Wastegate-Abgasturbine der Vorteil, dass - bezogen auf einen bestimmten maximalen Gasdurchsatz, noch kleinere Laufräder mit tendenziell geringerer Trägheit eingesetzt werden können. Dies gilt speziell für jenen Fall, wenn eine sehr kleine VTG-Abgasturbine mit einem zusätzlichen Wastegate kombiniert wird. Allerdings ist die Anwendung von VTG-Abgasturbinen bei Ottomotoren durch die wesentlich höheren Gastemperaturen als beim Dieselmotor sehr aufwendig und entsprechend limitiert. Die VTG-Abgasturbine baut in der Regel auf einen sehr großen Austrittsquerschnitt am Turbinenrad (für maximalen Gasdurchsatz bei geöffneten Leitschaufeln) und auf die Eintrittsregelung der Schlucklinie im Schaufelbereich (Maximierung des Eintrittsimpulses des Arbeitsgases bei kleinen Mengen, aufgrund des großen Austrittsquerschnittes am Laufrad der Abgasturbinen verlagert sich die Arbeitsabgabe an das Laufrad mehr an den Eintritt). Der Eintritt in das Laufrad hat bei der VTG-Abgasturbine einen größeren Anteil an der Arbeitsabgabe des Impulses des Arbeitsgases als bei der Waste-gate-Abgasturbine. Zudem nimmt im allgemeinen der gesamte Gasstrom an der Arbeitsabgabe teil, wobei in den Randbereichen der Durchsatzregelung, also bei sehr kleinen und sehr großen Durchsätzen, die Wirkungsgrade stark abfallen und diese Bereiche für den Ottomotor wegen der durch den resultierenden hohen Abgasgegendruck verbundenen Restgasproblematik nicht nutzbar sind. Die Regelung ist durch den direkten Eingriff in die Schlucklinie und die damit einhergehende Beeinflussung des Turbinenwirkungsgrades sehr sensibel. Selbst wenn eine (wünschenswert sehr kleine) VTG-Abgasturbine mit einem Wastegate betrieben würde, wäre der Abblasanteil deutlich geringer als bei einer Wastegate-Turbine. Die VTG-Abgasturbine ist weniger gut für hohe Gastemperaturen geeignet als die Wastegate-Abg asturbine, sodass eine Reduktion des Anfettungsbedarfes und somit des Kraftstoffverbrauches aufgrund der Gegendruckabsenkung (höheres Schluckvermögen) relativ gering ausfallen wird.In practice, in gasoline engines predominantly fixed turbines with so-called "wastegate". used, each having a relatively small impeller, which is traversed in the lower speed range of the engine by the total exhaust gas, wherein at higher engine speeds for boost pressure generation excess exhaust gas via a bypass valve ("wastegate") flows around the impeller. Although this gives a relatively small and sluggish impeller, at high engine speeds, however, the pressure of the residual amount upstream of the exhaust gas turbine must be significantly increased because of the limited ability to swallow such a wheel and the bypass of a significant portion of the exhaust gas (up to 40%) To obtain the turbine power required for boost pressure generation, which increases the Ausschiebearbeit the engine and the exhaust gas temperature. This results in an increase in the mixture enrichment for compliance with limit temperatures of the turbine and thus in a considerable increase in fuel consumption, especially when accompanied by an increased knocking late ignition of the spark ignition engine in the gasoline engine. The vote of a waste-gate exhaust gas turbine to the engine always takes place as a compromise between narrow outlet cross section on the impeller of the exhaust gas turbine and narrow neck of the inlet spiral (favor labor at low flow rates, limit the flow rate up) and large outlet cross section of the impeller or neck of the inlet spiral (expand gas flow, reduce labor output at low flow rates). The output of the impulse of the working gas is therefore mixed at inlet and outlet of the impeller, at higher throughputs an increasingly large amount of gas does not participate in the work output at all (bypass) and reduces the uniformly high turbine efficiency accordingly. A wastegate exhaust gas turbine is easy to regulate, but comes at specific performances > approx. 80 kW / L increasingly in conflict with regard to rotor inertia (wheel diameter) and back pressure (ability to swallow), which leads to compromises in response and fuel consumption at higher outputs. Furthermore, exhaust gas turbines with variable geometry VTG (mainly with adjustable guide vanes at the inlet of the impeller of the exhaust gas turbine) are now also used in the gasoline engine. In addition to the variability of the absorption behavior, due to the regulation of the flow at the wheel entry relative to the wastegate exhaust gas turbine, there is the advantage that even smaller impellers with a tendency to lower inertia can be used, based on a specific maximum gas throughput. This is especially true in the case when a very small VTG exhaust gas turbine is combined with an additional wastegate. However, the use of VTG exhaust gas turbines in gasoline engines by the much higher gas temperatures than the diesel engine is very expensive and correspondingly limited. The VTG exhaust gas turbine usually builds on a very large outlet cross section at the turbine wheel (for maximum gas flow with open vanes) and on the inlet control of the swallow line in the blade area (maximizing the input pulse of the working gas at small quantities, due to the large outlet cross section on the impeller of the exhaust gas turbine shifts the labor tax to the wheel more to the entrance). The entry into the impeller in the VTG exhaust gas turbine has a greater share of the working output of the impulse of the working gas than in the wastegate exhaust gas turbine. In addition, in general, the entire gas flow participates in the work output, in the peripheral areas of the flow rate control, so at very small and very large throughputs, the efficiencies drop sharply and these areas are not available for the gasoline engine because of the resulting high exhaust backpressure problematic gas , The control is very sensitive due to the direct intervention in the swallow line and the associated influence on the turbine efficiency. Even if a (desirably very small) VTG exhaust gas turbine operated with a wastegate, the blow-off rate would be significantly lower than in a wastegate turbine. The VTG exhaust gas turbine is less well suited for high gas temperatures than the wastegate exhaust turbine, so that a reduction in the need for enrichment and thus fuel consumption due to the counterpressure reduction (higher absorption capacity) will be relatively low.

[0006] Die US 4 776 168 A beschreibt einen Abgasturbolader mit einer Abgasturbine mit variabler Turbinengeometrie, wobei das Turbinengehäuse der Abgasturbine eine zweiflutige Zulaufspirale ausbildet. Konzentrisch zum Laufrad ist ein Steuerschieber vorgesehen, mit welchen eine Flut der Zulaufspirale auf- oder zugesteuert werden kann.US Pat. No. 4,776,168 A describes an exhaust-gas turbocharger with an exhaust-gas turbine with variable turbine geometry, wherein the turbine housing of the exhaust-gas turbine forms a double-flow inlet spiral. Concentric with the impeller, a spool is provided with which a flood of the inlet spiral can be opened or closed.

[0007] Die US 6 715 288 B1 offenbart eine ähnliche Abgasturbine für einen Abgasturbolader, wobei über einen Steuerschieber eine von zwei Fluten einer Zulaufspirale gesteuert werden kann. In zumindest einer Stellung des Steuerschiebers kann die gesteuerte Flut mit einer Umgehungsleitung strömungsverbunden werden, so dass Abgas dieser Flut am Laufrad vorbeigeleitet werden kann. Das Laufrad wird somit entweder voll- oder teilweise mit Abgas beaufschlagt.US 6,715,288 B1 discloses a similar exhaust gas turbine for an exhaust gas turbocharger, wherein one of two floods of a feed spiral can be controlled via a spool. In at least one position of the spool, the controlled flood can be fluidly connected to a bypass line, so that exhaust gas of this flood can be bypassed the impeller. The impeller is thus either fully or partially exposed to exhaust gas.

[0008] Derartige Abgasturbinen haben den Nachteil einer ungünstigen Wirkungsgradcharakteristik, da es bei geschlossener zweiter Flut zu Störungen der Strömung in den Schaufelkanälen durch Rezirkulationen und bei sich öffnender zweiter Flut zu unterschiedlichen Einströmrichtun-gen in das Laufrad kommen kann.Such exhaust gas turbines have the disadvantage of an unfavorable efficiency characteristic, since it can come to different Einströmrichtun conditions in the impeller with closed second tide disturbances of the flow in the blade channels by recirculation and at the opening second tide.

[0009] Aus der DE 26 24 312 A1 ist eine Abgasturbine bekannt, bei der eine Ringzone zwischen den radial äußersten Kanten der Laufschaufeln an der Auslassseite des Laufrades und der Innenseite des Auslasskanals vorgesehen ist. Koaxial zur Drehachse des Laufrades ist ein Steuerring angeordnet, der zumindest teilweise in die Ringzone ragt und dessen radiale Wandstärke geringer ist als die Dicke der Ringzone, wobei der Steuerring axial vor- und rückbewegbar gelagert ist. Dadurch tritt das in das Laufrad eintretende Gas im einen Totpunkt des Steuerringes im Wesentlichen axial aus dem Laufrad aus und tritt im vom Laufrad entfernten Totpunkt teilweise radial aus dem Laufrad und axial zwischen dem Auslasskanal und dem Steuerring aus.From DE 26 24 312 A1 an exhaust gas turbine is known, in which an annular zone is provided between the radially outermost edges of the blades on the outlet side of the impeller and the inside of the outlet channel. Coaxially to the axis of rotation of the impeller, a control ring is arranged, which projects at least partially into the annular zone and whose radial wall thickness is less than the thickness of the annular zone, wherein the control ring is mounted axially forward and rückbewegbar. As a result, the gas entering the impeller emerges substantially axially from the impeller in one dead center of the control ring and emerges partially radially out of the impeller in the dead center remote from the impeller and axially between the outlet duct and the control ring.

[0010] Weiters ist aus der DE 101 49 287 A1 ein Abgas-Turbolader für eine Brennkraftmaschine bekannt, welcher einen Abgaseinströmbereich und einen Abgassammler mit zumindest einem Abgasausströmbereich aufweist, wobei der Abgaseinströmbereich stromabwärts des 2/10 österreichisches Patentamt AT 506001 B1 2010-08-15Furthermore, DE 101 49 287 A1 discloses an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, which has an exhaust gas inlet region and an exhaust gas collector with at least one exhaust gas outlet region, the exhaust gas inlet region downstream of the exhaust 2/10 Austrian Patent Office AT 506001 B1 2010-08- 15

Abgasausströmbereiches angeordnet ist. Dabei ist eine Klappe zum An- und Abschalten des Abgasmassenstroms vom Abgas-Ausstrombereich im Abgas-Einströmbereich vorgesehen.Abgasausströmbereiches is arranged. In this case, a flap for switching on and off of the exhaust gas mass flow from the exhaust gas discharge area in the exhaust gas inflow region is provided.

[0011] Es ist die Aufgabe der Erfindung, auf möglichst einfache Weise eine kostengünstige und kleindimensionierte Abgasturbine bereitzustellen, welche in einem weiten Betriebsbereich ersetzbar ist.It is the object of the invention to provide a cost-effective and small-sized exhaust gas turbine in the simplest possible way, which is replaceable in a wide operating range.

[0012] Insbesondere soll eine Abgasturbine bereitgestellt werden, mit welcher mit möglichst geringem Aufwand sowohl Vorteile beim transienten Betrieb als auch beim Gegendruck (Verbrauch) bei hohen Leistungen und Abgastemperaturen realisiert werden können.In particular, an exhaust gas turbine is to be provided, with which with the least possible effort both advantages in transient operation and the counter pressure (consumption) can be realized at high power and exhaust gas temperatures.

[0013] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Einmündung vom Laufschaufelraum in den Umgehungsströmungsweg durch zumindest eine Lochreihe im Wandabschnitt des Turbinengehäuses zwischen Eintritt und Austritt gebildet ist, welche vorzugsweise in zumindest einen Sammelraum des Umgehungsströmungsweges einmündet.According to the invention this is achieved in that the junction is formed by the blade space in the bypass flow path through at least one row of holes in the wall portion of the turbine housing between inlet and outlet, which preferably opens into at least one collecting space of the bypass flow path.

[0014] Durch den internen Umgehungsströmungsweg wird einerseits eine signifikante Erweiterung der Schluckcharakteristik da das Schluckvermögen nicht mehr alleine durch den Querschnitt am Radaustritt bestimmt wird. Andererseits wird am Eintritt des Laufrades noch die gesamte Abgasmenge durchgesetzt und zur Arbeitsabgabe in den Schaufelkanälen des Laufrades mit gutem Wirkungsgrad bis hin zu den Abstromöffnungen des internen Bypasses genutzt. Solcherart kann der auf die Brennkraftmaschine rückwirkende Gegendruck auch bei Verwendung eines vergleichsweise kleinen Turbinenrades bei hohen Drehzahlen niedrig gehalten werden. Folglich können sowohl niedrige Kraftstoffverbrauchswerte bei höheren Drehzahlen als auch hoher Ladedruck und gutes Verhalten im instationären Betrieb bei niedrigen Drehzahlen erreicht werden.By the internal bypass flow path on the one hand, a significant extension of the swallow characteristic as the swallowing capacity is no longer determined solely by the cross section at the wheel outlet. On the other hand, the entire amount of exhaust gas is enforced at the inlet of the impeller and used to work output in the blade channels of the impeller with good efficiency up to the outflow openings of the internal bypass. In this way, the back pressure acting on the internal combustion engine can be kept low even when using a comparatively small turbine wheel at high rotational speeds. Consequently, both low fuel consumption values at higher speeds and high boost pressure and good behavior in transient operation at low speeds can be achieved.

[0015] Wesentlich ist, dass die Regelung der Turbinenleistung hauptsächlich nicht durch Abblasen vor der Turbine oder durch Verändern der Anströmung des Turbinenrades erfolgt, sondern durch ein Abblasen stromabwärts des Eintrittes des Laufrades. Der Umgehungsströmungsweg geht dabei von einem Wandabschnitt des Turbinengehäuses zwischen dem Eintritt und dem Austritt des Laufrades aus, welcher vorzugsweise im Bereich der stromabwärtigen Hälfte, besonders vorzugsweise im Bereich des Austrittsseitigen Drittels des Laufrades angeordnet ist. In diesem Bereich weisen die Laufschaufeln des Laufrades üblicherweise Ihre stärkste Krümmung auf, welche ein Stopfen des Laufrades bei zunehmenden Durchsätzen bewirken würden. Noch bevor ein Stopfen einsetzen kann, wird das überschüssige Abgas über die Umgehungskanäle aus dem Laufschaufelraum abgezogen. Bis dahin wird das gesamte oder - bei extrem kleiner Auslegung des Turbinenrades und Vorhandensein eines kleinen Wastegates -der bei weitem überwiegende Anteil des Abgases (mehr als 75%), zur Arbeitsabgabe an das Laufrad verwendet.It is essential that the control of the turbine power mainly not done by blowing off the turbine or by changing the flow of the turbine wheel, but by blowing downstream of the inlet of the impeller. The bypass flow path starts from a wall section of the turbine housing between the inlet and the outlet of the impeller, which is preferably arranged in the region of the downstream half, particularly preferably in the region of the outlet side third of the impeller. In this area, the blades of the impeller usually have their strongest curvature, which would cause plugging of the impeller at increasing flow rates. Even before a plug can insert, the excess exhaust gas is withdrawn via the bypass channels from the blade space. Until then, the entire or - with extremely small design of the turbine wheel and presence of a small wastegate - by far the greater part of the exhaust gas (more than 75%), is used to deliver the work to the impeller.

[0016] Dabei kann vorgesehen sein, dass der Querschnitt des internen Umgehungsströmungswegs durch ein Steuerorgan veränderbar ist. Das Steuerorgan kann durch eine Steuerklappe oder durch einen Steuerschieber oder Anordnungen mehrerer dieser Organe gebildet sein. Das Steuerorgan kann dabei durch einen Aktuator kennfeldgesteuert verstellt werden. Es ist auch möglich, dass das Steuerorgan oder der Aktuator selbsttätig druckabhängig, beispielsweise in Abhängigkeit des Druckes im Bereich des Eintrittes oder in Abhängigkeit des Ladedruckes, gesteuert werden. Weiters kann das Steuerorgan auch durch eine federbelastete Stauklappe oder ein Überdruckventil gebildet sein.It can be provided that the cross section of the internal bypass flow path is variable by a control member. The control member may be formed by a control flap or a spool or arrangements of several of these organs. The control member can be adjusted map-controlled by an actuator. It is also possible for the control element or the actuator to be controlled automatically depending on the pressure, for example as a function of the pressure in the region of the inlet or as a function of the boost pressure. Furthermore, the control member may also be formed by a spring-loaded damper or a pressure relief valve.

[0017] Zur Erweiterung der Durchsatzspreizung ist es dabei vorteilhaft, wenn eine zweite Lochreihe im Wandabschnitt angeordnet ist, welche vorzugsweise über einen zweiten Sammelraum zu einem weiteren Umgehungsströmungsweg führt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Durchsätze durch die Umgehungsströmungswege der ersten und zweiten Lochreihen unabhängig voneinander steuerbar sind, wobei in der Reihenfolge der Betätigung der Umgehungsströmungsweg der dem Austritt näher liegenden Lochreihe höhere Priorität zukommt.To expand the throughput spread, it is advantageous if a second row of holes in the wall portion is arranged, which preferably leads via a second plenum to a further bypass flow path. It is particularly advantageous if the throughputs through the bypass flow paths of the first and second rows of holes can be controlled independently of one another, wherein in the order of actuation the bypass flow path of the row of holes closer to the outlet has a higher priority.

[0018] In einer besonders einfachen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zulaufspirale einflutig ausgebildet ist. Dies ermöglicht es, den Herstellungsaufwand auf ein Mindest- 3/10 österreichisches Patentamt AT506 001 B1 2010-08-15 maß zu beschränken.In a particularly simple embodiment of the invention it is provided that the inlet spiral is formed einflutig. This makes it possible to limit the production costs to a minimum measure.

[0019] Alternativ zu einer aktiven Steuerung des Querschnittes des Umgehungsströmungswegs kann vorgesehen sein, dass der Querschnitt des Umgehungsströmungswegs selbsttätig temperaturabhängig veränderbar ist.As an alternative to an active control of the cross section of the bypass flow path can be provided that the cross section of the bypass flow path is independently temperature-dependent variable.

[0020] In weiterer Ausführung der Erfindung ist es auch möglich, dass der Umgehungsströmungsweg durch ein thermisches Steuerorgan veränderbar ist, wobei vorzugsweise das thermische Steuerorgan ein Bimetallelement aufweist.In a further embodiment of the invention, it is also possible that the bypass flow path is variable by a thermal control member, wherein preferably the thermal control member comprises a bimetallic element.

[0021] Weiters kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Steuerorgan durch ein das Laufrad teilweise umgebendes spiralförmiges Metallband gebildet ist, welches vorzugsweise durch einen Steller zusammenziehbar oder erweiterbar ist.Furthermore, it can be provided within the scope of the invention that the control member is formed by a partially surrounding the impeller spiral metal band, which is preferably contractible or expandable by a controller.

[0022] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS.

[0023] Es zeigen [0024] Fig. 1 [0025] Fig. 2 [0026] Fig. 3 [0027] Fig. 4 [0028] Fig. 5 [0029] Fig. 6 [0030] Fig. 7 [0031] Fig. 8 [0032] Fig. 9 [0033] Fig. 10 eine erfindungsgemäße Abgasturbine in einem Längsschnitt in einer ersten Ausführungsvariante mit geschlossenem Steuerschieber, diese Abgasturbine mit geöffnetem Steuerschieber, eine erfindungsgemäße Abgasturbine in einem Längsschnitt in einer zweiten Ausführungsvariante, eine erfindungsgemäße Abgasturbine in einem Längsschnitt in einer dritten Variante, eine erfindungsgemäße Abgasturbine in einem Längsschnitt in einer vierten Ausführungsvariante, eine erfindungsgemäße Abgasturbine in einem Längsschnitt in einer fünften Ausführungsvariante mit geschlossenem Umgehungsströmungsweg, diese Abgasturbine in einem Längsschnitt mit geöffnetem Umgehungsströmungsweg, diese Abgasturbine in einem Schnitt gemäß der Linie VIII- VIII in Fig. 7, eine erfindungsgemäße Abgasturbine in einem Längsschnitt in einer sechsten Ausführungsvariante bei beigeschlossenen Umgehungsströmungsweg, diese Abgasturbine in einem Längsschnitt bei geöffnetem Umgehungsströmungsweg, [0034] Fig. 11 eine Motorkennlinie einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, [0035] Fig. 12 ein Turbinendiagramm der erfindungsgemäßen Abgasturbine, [0036] Fig. 13 ein Turbinendiagramm einer bekannten Wastegate-Abgasturbine und [0037] Fig. 14 ein Turbinendiagramm einer bekannten VTG-Abgasturbine.Fig. 2 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 [0031] Figs. 8 shows an exhaust gas turbine according to the invention in a longitudinal section in a first embodiment with a closed spool, this exhaust gas turbine with open spool, an exhaust gas turbine according to the invention in a longitudinal section in a second embodiment, an exhaust gas turbine according to the invention in FIG a longitudinal section in a third variant, an exhaust gas turbine according to the invention in a longitudinal section in a fourth embodiment, an exhaust gas turbine according to the invention in a longitudinal section in a fifth embodiment with closed bypass flow path, this exhaust gas turbine in a longitudinal section with open bypass flow path, this exhaust gas turbine in a section along the line VIII - VIII in Fig. 7, an exhaust gas turbine according to the invention in a longitudinal section in a sixth 11 shows a motor characteristic of a supercharged internal combustion engine, FIG. 12 shows a turbine diagram of the exhaust gas turbine according to the invention, FIG. 13 shows a turbine diagram of a known wastegate Exhaust gas turbine, and FIG. 14 is a turbine diagram of a known VTG exhaust gas turbine.

[0038] In den Figuren 1 bis 10 ist jeweils die Abgasturbine 1 eines Abgasturboladers schematisch dargestellt. Die Abgasturbine 1 weist ein Turbinengehäuse 2 mit einer einflutigen Zulaufspirale 3 auf, welches den Eintritt 4 eines im Turbinengehäuse 2 drehbar gelagerten Laufrades 5 umgibt. Die Drehachse des Laufrades 5 ist mit 5a angedeutet. Zwischen dem radialen Eintritt 4 und dem axialen Austritt 6 des Laufrades 5 erstrecken sich in einem Laufschaufelraum 7 des Turbinengehäuses 2 angeordnete Laufschaufeln 8. Zwischen dem Eintritt 4 und dem Austritt 6 geht vom Laufschaufelraum 7 zumindest ein interner Umgehungsströmungsweg 9 aus, welcher stromabwärts des Austrittes 6 des Laufrades 5 wieder in den Abgasstrang einmündet.In the figures 1 to 10 each of the exhaust gas turbine 1 of an exhaust gas turbocharger is shown schematically. The exhaust gas turbine 1 has a turbine housing 2 with a single inlet spiral 3, which surrounds the inlet 4 of an impeller 5 rotatably mounted in the turbine housing 2. The axis of rotation of the impeller 5 is indicated by 5a. Between the radial inlet 4 and the axial outlet 6 of the impeller 5 extending in a blade chamber 7 of the turbine housing 2 extending blades 8 between the inlet 4 and the outlet 6 is at least one internal Umgehungsströmungsweg 9 from the blade chamber 7, which downstream of the outlet. 6 of the impeller 5 opens again into the exhaust system.

[0039] Im Umgehungsströmungsweg 9 kann dabei ein Steuerorgan 10 angeordnet sein (siehe Fig. 1 bis 4 und 6 bis 8). 4/10 österreichisches Patentamt AT 506001 B1 2010-08-15 [0040] Der Umgehungsströmungsweg 9 geht bevorzugt von der austrittsseitigen Hälfte, insbesondere vom austrittsseitigen Drittel des Laufschaufelraumes 7 aus, wobei die Einmündung vom Laufschaufelraum 7 in den Umgehungsströmungsweg 9 mit Bezugszeichen 11 angedeutet ist. Der Weg der Abgasströmung ist mit den Pfeilen S jeweils angedeutet.In the bypass flow path 9 can be arranged a control member 10 (see FIGS. 1 to 4 and 6 to 8). The bypass flow path 9 preferably starts from the exit-side half, in particular from the exit-side third of the blade chamber 7, wherein the junction from the blade chamber 7 into the bypass flow path 9 is indicated by reference numeral 11 , The path of the exhaust gas flow is indicated by the arrows S respectively.

[0041] Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiele weist das Steuerorgan 10 einen ringförmigen Steuerschieber 12 auf, welcher zwischen einer in Fig. 1 dargestellten Schließstellung und einer in Fig. 2 dargestellten Öffnungsstellung axial verschiebbar ist. Der Steuerschieber 12 ist dabei im Wesentlichen fluchtend mit einem Wandabschnitt 13 des Turbinengehäuses 2 zwischen dem Eintritt 4 und dem Austritt 6 ausgebildet. Die Einmündung 11 in den Umgehungsströmungsweg 9 ist dabei durch einen zwischen dem Wandabschnitt 13 und dem Steuerschieber 12 aufgespannten ringförmigen Spalt 11a gebildet, dessen Strömungsquerschnitt durch den Steuerschieber 12 verstellbar sind. In der Schließstellung strömt das gesamte Abgas durch den Austritt 6 des Laufrades 5. Wird der Steuerschieber 12 in der durch Pfeil P in Fig. 2 angedeutete Richtung axial verstellt, so gelangt ein Teil des Abgases entsprechend dem Pfeil S - in den Umgehungsströmungsweg 9, wodurch ein Stopfen der Abgasturbine 1 vermieden wird. Da das gesamte oder, bei Vorhandensein eines Wastegates, zumindest ein Großteil des Abgases über den Eintritt 4 in das Laufrad 5 gelangt, wird im Wesentlichen die gesamte Abgasenergie zur Leistungsabgabe in zumindest Teilstrecken der Kanäle der Laufschaufeln der Abgasturbine 1 genutzt.In the first embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the control member 10 has an annular spool 12, which is axially displaceable between a closed position shown in FIG. 1 and an open position shown in FIG. The spool 12 is formed substantially flush with a wall portion 13 of the turbine housing 2 between the inlet 4 and the outlet 6. The junction 11 in the bypass flow path 9 is formed by a spanned between the wall portion 13 and the spool 12 annular gap 11 a, the flow cross-section through the spool 12 are adjustable. In the closed position, the entire exhaust gas flows through the outlet 6 of the impeller 5. If the spool 12 axially displaced in the direction indicated by arrow P in Fig. 2 direction, so enters a portion of the exhaust gas according to the arrow S - in the bypass flow path 9, thereby a plug of the exhaust turbine 1 is avoided. Since the entire or, in the presence of a wastegate, at least a large part of the exhaust gas passes via the inlet 4 into the impeller 5, essentially the entire exhaust gas energy is used for power output in at least partial sections of the channels of the rotor blades of the exhaust gas turbine 1.

[0042] Die Fig. 3 und 4 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen das Steuerorgan 10 als Steuerklappe 14 ausgebildet ist. Die Einmündungen 11 in den Umgehungsströmungsweg 9 sind dabei durch mehrere Bohrungen einer in Umfangsrichtung angeordneten Lochreihe 11b im Wandabschnitt 13 gebildet, wobei die Bohrungen zu einem Sammelraum 20 des Umgehungsströmungsweges 9 führen. Während in Fig. 3 eine Ausführung mit einer Lochreihe 11b und einem Umgehungsströmungsweg 9 dargestellt ist, geht bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführung zusätzlich ein weiterer Umgehungsströmungsweg 9a über eine weitere Lochreihe 11c vom Laufschaufelraum 7 zwischen dem Eintritt 4 und dem Austritt 6 des Laufrades 5 aus, wobei die Bohrungen der weiteren Lochreihe 11c zu einem weiteren Sammelraum 20a führen. Jeder der Strömungswege 9, 9a kann dabei getrennt durch eine Steuerklappe 14, 14a gesteuert werden, wobei in der Reihenfolge der Betätigung der Strömungsweg 9, welcher dem Austritt 6 näher liegt, eine höhere Priorität hat.3 and 4 show embodiments in which the control member 10 is formed as a control flap 14. The junctions 11 in the bypass flow path 9 are formed by a plurality of holes of a circumferentially arranged row of holes 11 b in the wall portion 13, wherein the holes lead to a plenum 20 of the bypass flow path 9. While an embodiment with a row of holes 11b and a bypass flow path 9 is shown in FIG. 3, in the embodiment shown in FIG. 4, another bypass flow path 9a additionally passes from the blade space 7 between the inlet 4 and the outlet 6 of the impeller via a further row of holes 11c 5, wherein the holes of the further row of holes 11c lead to a further collecting space 20a. Each of the flow paths 9, 9a can be controlled separately by a control flap 14, 14a, wherein in the order of operation of the flow path 9, which is closer to the outlet 6, has a higher priority.

[0043] Fig. 5 zeigt eine Abgasturbine 1, bei der der interne Ungehungsströmungsweg 9 selbstregelnd durch einen mit zunehmender Gastemperatur sich aufweitenden Laufradspalt 15 zwischen dem Wandabschnitt 13 und dem Laufrad 5 im Bereich des Austrittes 6 des Laufrades 5 gebildet ist. Das Turbinengehäuse 2 ist dabei so ausgebildet, dass die wärmebedingte radiale Dehnung im Bereich des Austrittes 6 größer ist als die wärmebedingte axiale Dehnung im Bereich des Eintrittes 4.Fig. 5 shows an exhaust gas turbine 1, in which the internal Ungehungsströmungsweg 9 is formed selbstregelnd by an increasing with increasing gas temperature impeller gap 15 between the wall portion 13 and the impeller 5 in the region of the outlet 6 of the impeller 5. The turbine housing 2 is designed such that the heat-related radial expansion in the region of the outlet 6 is greater than the heat-related axial expansion in the region of the inlet 4.

[0044] Dadurch wird erreicht, dass aus der Eintrittsspirale 3 die gesamte Abgasmenge in den Eintritt 4 des Laufrades 5 einströmt, ab einer vordefinierten Temperatur aber ein Teil der Abgasströmung - entsprechend dem Pfeil S - dem Austritt 6 des Laufrades 5 umgeht. Somit wird auch hier ein Stopfen des Laufrades 5 bei Volllastbetrieb wirksam verhindert. Das Maß und die Charakteristik des Ausweitens des Turbinengehäuses 2 im Bereich des Austrittes 6 des Laufrades 5 kann durch konstruktive Gestaltung und Materialwahl des Turbinengehäuses 2 beeinflusstwerden.It is thereby achieved that flows from the inlet spiral 3, the total amount of exhaust gas in the inlet 4 of the impeller 5, from a predefined temperature but part of the exhaust gas flow - according to the arrow S - the outlet 6 of the impeller 5 bypasses. Thus, a plug of the impeller 5 is effectively prevented at full load operation here, too. The dimension and the characteristic of the expansion of the turbine housing 2 in the region of the outlet 6 of the impeller 5 can be influenced by structural design and choice of material of the turbine housing 2.

[0045] Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine Ausführungsvariante einer Abgasturbine 1 mit einem internen Umgehungsströmungsweg 9, wobei der interne Strömungsweg 9 durch einen veränderlichen Spalt 21 bildet ist, der durch ein im Abströmbereich angeordnetes Metallband 16 definiert wird. Dieses gewickelte Metallband 16 kann entweder als Bimetallband selbsttätig durch Temperatur/ Druckeinwirkung seinen Durchmesser und somit das Spaltmaß m des Spaltes 21 verändern, oder es ist regelbar mit einem Steller 17 verbunden, welcher das spiralig gewickelte Metallband auf- oder zuzieht. Das Metallband 16 ist an der mit Bezugszeichen 18 angedeuteten Stelle Turbinengehäusefest eingespannt. Ab einer vordefinierten Temperatur oder bei Aufweitung des Metallbandes 16 durch den Steller 17 kann ein Teil des Abgases den Austritt 6 der 5/106 to 8 show a variant of an exhaust gas turbine 1 with an internal bypass flow path 9, wherein the internal flow path 9 is formed by a variable gap 21 which is defined by a arranged in the outflow metal strip 16. This wound metal strip 16 can change its diameter either automatically as a bimetallic strip by temperature / pressure and thus the gap m of the gap 21, or it is controllably connected to a controller 17 which up or contract the spirally wound metal strip. The metal strip 16 is clamped at the location indicated by reference numeral 18 turbine housing fixed. From a predefined temperature or expansion of the metal strip 16 by the actuator 17, a portion of the exhaust gas, the outlet 6 of the 5/10

Claims (14)

österreichisches Patentamt AT 506001 B1 2010-08-15 Abgasturbine 1 umgehen und somit ein Stopfen der Abgasturbine 1 verhindern. [0046] Die Fig. 9 und 10 zeigen eine weitere Abgasturbine 1, bei der im Bereich des Austrittes 6 ein eingepresstes, ringförmiges Metallelement 19 angeordnet ist. Das Metallelement 19 weist im Querschnitt ein im Wesentlichen C - förmiges Profil auf, wie in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist und kann beispielsweise als Bimetallelement ausgebildet sein. Durch das vorbeiströmende heiße Abgas wird der laufradseitige Schenkel 19a stärker erwärmt als der Turbinengehäuseseitige Schenkel 19b, wodurch der Durchmesser im Bereich des Austrittes 6 ab einer definierten Temperatur aufgeweitet wird. Somit kann Abgas entsprechend dem Pfeil S' den Austritt 6 des Laufrades 5 durch den durch die Aufweitung des Metallelementes 19 gebildeten Umgehungsströmungsweg 9 umgehen. Fig. 9 zeigt die Abgasturbine 1 bei niedrigen Durchsetzen und niedriger Abgastemperatur: das Metallelement 19 ist dabei kontrahiert, der Spalt 22 zwischen dem Metallelement 19 und dem Laufrad 5 minimal. In Fig. 10 ist die Situation für hohe Durchsätze und hohe Abgastemperaturen dargestellt: Das Metallelement 19 expandiert durch überproportionale Ausdehnung des laufradseitigen Schenkels 19a - der Spalt 22 wird zum Austritt 6 hin größer. [0047] Fig. 11 zeigt eine typische Betriebskennlinie eines aufgeladenen Ottomotors, wobei das Drehmoment M über der Drehzahl n aufgetragen ist. Dabei sind die drei wichtigsten Auslegungspunkte - untere Drehzahl A, Drehmomentmaximum B und Nenndrehzahl C - eingetragen. Fig. 12 zeigt ein Turbinendiagramm mit Schlucklinien der hier beschriebenen Abgasturbine, wobei der Durchsatz Q über dem Expansionsverhältnis ε aufgetragen ist. Im Turbinendiagramm in Fig. 12 ist die Schlucklinie 30 für die in den Figuren 1 bis 10 dargestellten Abgasturbinen 1 mit geschlossenem Umgehungsströmungsweg 9 dargestellt. Die Linie 31 stellt die Schlucklinie bei voll geöffnetem Umgehungsströmungsweg 9 dar. Wie in Fig. 12 ersichtlich ist, wird ab dem Betriebspunkt B, der Umgehungsströmungsweg 9 nach und nach bis zu seinem vollen Durchsatz geöffnet. Dadurch wird ein deutlich höherer Durchsatz bei steigendem Expansionsverhältnis erreicht. Mit C’ ist eine Variante eingezeichnet, bei der zusätzlich zum Umgehungsströmungsweg noch ein für kleine Menge konzipiertes Wastegate für eine komplette Umgehung der Abgasturbine 1 eingesetzt wird. [0048] Zum Vergleich dazu ist in Fig. 13 ein Turbinendiagramm einer bekannten Wastegate-Abgasturbine und in Fig. 14 ein Turbinendiagramm einer bekannten VTG-Abgasturbine dargestellt, wobei jeweils der Durchsatz Q über dem Expansionsverhältnis ε aufgetragen ist. Bei einer Wastegate-Abgasturbine wird mit steigendem Durchsatz Q ab dem Betriebspunkt B ein Teil des Abgases am Laufrad der Abgasturbine vorbeigeleitet und nimmt somit nicht an der Arbeitsabgabe teil. Der Betriebspunkt C liegt somit weit über der Schlucklinie 32 der Abgasturbine (Fig. 13). Bei der VTG-Abgasturbine dagegen liegen alle Betriebspunkte A, B und C innerhalb der minimalen und maximalen Schlucklinien 33 und 34. Die Linie 35 zeigt den mittleren Öffnungsbereich Bereich mit gutem Turbinenwirkungsgrad an (Fig. 14). [0049] Im Gegensatz zu bekannten Abgasturbinen erfolgt die Regelung der Turbinenleistung bei der beschriebenen Abgasturbine 1 somit hauptsächlich nicht durch Abblasen vor dem Laufrad 5 (wie bei Wastegate-Abgasturbinen) oder durch Verändern der Anströmung des Laufrades 5 (wie bei VTG-Abgasturbinen), sondern durch ein Abblasen über geeignet veränderbare Spalte oder Abströmquerschnitte im Turbinengehäuse 2 in jenem Bereich nahe des Austrittes 6 am Laufrad 5, wo die zunehmende Schaufelkrümmung der Kanäle sowie die weitergehende Expansion des Arbeitsgases das Stopfen des Laufrades 5 bei zunehmenden Durchsätzen bewirken würde. Bis dorthin wird das gesamte oder - bei extremer kleiner Auslegung des Turbinenrades 5 und Vorhandensein eines kleinen Wastegates - der bei weitem überwiegende Anteil des Abgases (etwa mindestens 75%) zur Arbeitsabgabe an das Laufrad 5 verwendet. Patentansprüche 1. Abgasturbine (1) für einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine, mit einem Turbinengehäuse (2), welches eine Zulaufspirale (3) für ein Laufrad (5) ausbildet, wobei die Zulaufspirale (3) einen Eintritt (4) des Laufrades (5) umgibt, wobei das Laufrad (5) sich zwischen dem Eintritt (4) und einem Austritt (6) in einem Laufschaufelraum (7) erstreckende 6/10 österreichisches Patentamt AT506001 B1 2010-08-15 Laufschaufeln (8) aufweist, wobei die Abgasturbine (1) zumindest einen internen Umgehungsströmungsweg (9, 9a) mit veränderbarem Querschnitt für Abgas aufweist, welcher stromabwärts des Austrittes (6) wieder in den Abgasstrang einmündet, wobei der interne Umgehungsströmungsweg (9, 9a) stromabwärts des Eintrittes (4) des Laufrades (5) vom Laufschaufelraum (7) ausgeht, dadurch gekennzeichnet, dass die Einmündung (11) vom Laufschaufelraum (7) in den Umgehungsströmungsweg (9, 9a) durch zumindest eine Lochreihe (11b, 11c) im Wandabschnitt (13) des Turbinengehäuses (2) zwischen Eintritt (4) und Austritt (6) gebildet ist, welche vorzugsweise in zumindest einen Sammelraum (20, 20a) des Umgehungsströmungsweges (9, 9a) einmündet.Austrian Patent Office AT 506001 B1 2010-08-15 bypass exhaust gas turbine 1 and thus prevent plugging of exhaust gas turbine 1. 9 and 10 show a further exhaust gas turbine 1, in which in the region of the outlet 6 a pressed, annular metal element 19 is arranged. The metal element 19 has a substantially C-shaped profile in cross-section, as shown in FIGS. 9 and 10, and may be formed, for example, as a bimetallic element. Due to the passing hot exhaust gas of the impeller side leg 19a is heated more than the turbine housing side leg 19b, whereby the diameter in the region of the outlet 6 is expanded from a defined temperature. Thus, according to the arrow S ', exhaust gas can bypass the outlet 6 of the impeller 5 by the bypass flow path 9 formed by the widening of the metal element 19. FIG. 9 shows the exhaust gas turbine 1 with low penetration and low exhaust gas temperature: the metal element 19 is contracted, the gap 22 between the metal element 19 and the impeller 5 is minimal. The situation for high throughputs and high exhaust gas temperatures is shown in FIG. 10: The metal element 19 expands by disproportionate expansion of the impeller-side leg 19a - the gap 22 becomes larger towards the outlet 6. Fig. 11 shows a typical operating characteristic of a supercharged gasoline engine, wherein the torque M is plotted against the rotational speed n. The three most important design points - lower speed A, maximum torque B and rated speed C - are entered. FIG. 12 shows a turbine diagram with intake lines of the exhaust gas turbine described here, the throughput Q being plotted over the expansion ratio ε. The turbocharger diagram in FIG. 12 shows the intake line 30 for the exhaust gas turbine 1 with closed bypass flow path 9 illustrated in FIGS. 1 to 10. Line 31 represents the sip line when the bypass flow path 9 is fully open. As can be seen in Fig. 12, from operating point B, the bypass flow path 9 is gradually opened to its full flow rate. As a result, a significantly higher throughput is achieved with increasing expansion ratio. With C 'is marked a variant in which in addition to the bypass flow path still designed for a small amount wastegate for a complete bypass of the exhaust gas turbine 1 is used. For comparison thereto, FIG. 13 shows a turbine diagram of a known wastegate exhaust gas turbine, and FIG. 14 shows a turbine diagram of a known VTG exhaust gas turbine, with the throughput Q in each case being plotted over the expansion ratio ε. In a wastegate exhaust gas turbine with increasing throughput Q from the operating point B a part of the exhaust gas bypasses the impeller of the exhaust turbine and thus does not participate in the labor tax. The operating point C is thus well above the intake line 32 of the exhaust gas turbine (FIG. 13). In the VTG exhaust gas turbine, on the other hand, all the operating points A, B and C are within the minimum and maximum siping lines 33 and 34. The line 35 indicates the middle opening range range with good turbine efficiency (FIG. 14). In contrast to known exhaust gas turbines, the control of the turbine power in the described exhaust gas turbine 1 is thus not carried out primarily by blowing off the impeller 5 (as in waste-gas exhaust gas turbines) or by changing the flow of the impeller 5 (as in VTG exhaust gas turbines), but by blowing off on suitably changeable column or Abströmquerschnitte in the turbine housing 2 in that area near the outlet 6 on the impeller 5, where the increasing blade curvature of the channels and the further expansion of the working gas would cause the plugging of the impeller 5 at increasing flow rates. Until then, the entire or - in extreme small design of the turbine wheel 5 and presence of a small wastegate - the vast majority of the exhaust gas (about at least 75%) is used to work to the impeller 5. 1. exhaust gas turbine (1) for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, with a turbine housing (2), which forms an inlet spiral (3) for an impeller (5), wherein the inlet spiral (3) has an inlet (4) of the impeller (5) wherein the impeller (5) comprises blades (8) extending between the inlet (4) and an outlet (6) in a blade space (7), the exhaust gas turbine (8) extending. 1) has at least one internal bypass flow path (9, 9a) of variable cross-section for exhaust gas which re-enters the exhaust line downstream of the outlet (6), the internal bypass flow path (9, 9a) downstream of the inlet (4) of the impeller (5 ) emanates from the blade space (7), characterized in that the junction (11) from the blade space (7) in the bypass flow path (9, 9a) by at least one row of holes (11b, 11c) in the wall portion (13) of the Turbi NEN housing (2) between inlet (4) and outlet (6) is formed, which preferably in at least one collecting space (20, 20a) of the bypass flow path (9, 9a) opens. 2. Abgasturbine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des internen Umgehungsströmungswegs (9, 9a) durch ein Steuerorgan (10) veränderbar ist.2. Exhaust gas turbine (1) according to claim 1, characterized in that the cross section of the internal bypass flow path (9, 9a) by a control member (10) is variable. 3. Abgasturbine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (10) durch ein Steuerventil, vorzugsweise eine Steuerklappe (14, 14a) gebildet ist.3. Exhaust gas turbine (1) according to claim 2, characterized in that the control member (10) by a control valve, preferably a control flap (14, 14 a) is formed. 4. Abgasturbine (1) nach einem der Ansprüche 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (10) durch einen Steuerschieber (12) gebildet ist.4. exhaust gas turbine (1) according to one of claims 2, characterized in that the control member (10) by a spool (12) is formed. 5. Abgasturbine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere Lochreihe (11c) im Wandabschnitt (13) angeordnet ist, welche vorzugsweise über einen weiteren Sammelraum (20) zu einem weiteren Umgehungsströmungsweg (9a) führt.5. Exhaust gas turbine (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one further row of holes (11c) in the wall portion (13) is arranged, which preferably via another collecting space (20) leads to a further bypass flow path (9a) , 6. Abgasturbine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchsätze durch die Umgehungsströmungswege (9, 9a) der Lochreihen (11b, 11c) unabhängig voneinander steuerbar sind, wobei in der Reihenfolge der Betätigung der Umgehungsströmungsweg (9) der dem Austritt (6) näher liegenden Lochreihe (11b) höhere Priorität zukommt.Exhaust gas turbine (1) according to claim 5, characterized in that the flow rates through the bypass flow paths (9, 9a) of the rows of holes (11b, 11c) are independently controllable, wherein in the order of actuation of the bypass flow path (9) of the outlet (6) closer hole row (11b) has a higher priority. 7. Abgasturbine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgehungsströmungsweg (9, 9a) von einem zwischen Eintritt (4) und Austritt (6) des Laufrades (5) angeordneten Wandabschnitt (13) des Turbinengehäuses (2) ausgeht.7. Exhaust gas turbine (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bypass flow path (9, 9a) of a between inlet (4) and outlet (6) of the impeller (5) arranged wall portion (13) of the turbine housing ( 2) goes out. 8. Abgasturbine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt (13) torusförmig gekrümmt ist.8. Exhaust gas turbine (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the wall portion (13) is curved in a toroidal shape. 9. Abgasturbine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufspirale (3) einflutig ausgebildet ist.9. exhaust gas turbine (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inlet spiral (3) is formed einflutig. 10. Abgasturbine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgehungsströmungsweg (9, 9a) von einer austrittsseitigen Hälfte, vorzugsweise von einem austrittsseitigen letzten Drittel des Laufschaufelraumes (7) ausgeht.10. Exhaust gas turbine (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the bypass flow path (9, 9a) emanates from an exit-side half, preferably from an exit-side last third of the blade space (7). 11. Abgasturbine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Umgehungsströmungswegs (9) selbsttätig temperaturabhängig oder druckabhängig veränderbar ist.11. Exhaust gas turbine (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the cross section of the bypass flow path (9) is independently temperature-dependent or pressure-dependent variable. 12. Abgasturbine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (10) ein thermisches Steuerorgan ist.12. Exhaust gas turbine (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the control member (10) is a thermal control member. 13. Abgasturbine (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Steuerorgan ein Bimetallelement aufweist.13. Exhaust gas turbine (1) according to claim 12, characterized in that the thermal control member comprises a bimetallic element. 14. Abgasturbine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan durch ein das Laufrad teilweise umgebendes spiralförmiges Metallband (16) gebildet ist, welches vorzugsweise durch einen Steller (17) zusammenziehbar oder erweiterbar ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 7/1014. Exhaust gas turbine (1) according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the control member is formed by a part surrounding the impeller spiral metal strip (16), which is preferably contractible or expandable by a controller (17). 3 sheets of drawings 7/10