DE102013216685A1

DE102013216685A1 - Turbocharged internal combustion engine with radial turbine and grouped cylinders and method for operating such an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102013216685A1
Application number: DE102013216685.0A
Authority: DE
Inventors: Helmut Kindl; Andreas Kuske; Jörg Kemmerling; Vanco Smiljanovski; Franz Arnd Sommerhoff; Jens Dunstheimer
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2015-02-26

Abstract

Brennkraftmaschine mit – mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens zwei Zylindern – mindestens einem Abgasturbolader, bei dem ein Verdichter im Ansaugsystem und eine zweiflutige Radialturbine (1) im Abgasabführsystem auf derselben drehbaren Welle (8) angeordnet sind, bei der – mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass sie zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden, – die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, und – die beiden Gesamtabgasleitungen mit der zweiflutigen Radialturbine (1), die mindestens ein in einem Turbinengehäuse (2) auf der drehbaren Welle (8) gelagertes Laufrad (3a, 3b) umfasst, in der Art verbunden sind, dass jeweils eine Gesamtabgasleitung mit einer der zwei Fluten (1a, 1b) der Radialturbine (1) verbunden ist, wobei die zwei Fluten (1a, 1b) in Richtung des mindestens einen Laufrades (3a, 3b) mittels Gehäusewandung (2a) voneinander getrennt sind und damit auch die Abgasabführsysteme der Zylindergruppen, wobei – die Radialturbine (1) mit zwei Laufrädern (3a,3b) ausgestattet ist, und – jedes Laufrad (3a, 3b) über eine quer zur Welle (8) verlaufende tellerförmige Trägerplatte (4a, 4b) verfügt, die eine Vorderseite (6a, 6b) und eine Rückseite (7a, 7b) aufweist und an die sich einseitig auf der Vorderseite (6a, 6b) flügelartige Laufschaufeln (5a, 5b) anschließen, die entlang der Welle (8) verlaufen, wobei die zwei Laufräder (3a, 3b) mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten (4a, 4b) auf der Welle (8) angeordnet sind, in der Art, dass sich die laufschaufelfreien Rückseiten (7a, 7b) der Trägerplatten (4a, 4b) gegenüber liegen und jedem Laufrad (3a, 3b) eine Flut (1a, 1b) zugeordnet ist.Internal combustion engine with - at least one cylinder head with at least two cylinders - at least one exhaust gas turbocharger, in which a compressor in the intake system and a double-flow radial turbine (1) in Abgasabführsystem on the same rotatable shaft (8) are arranged, in which - at least two cylinders configured in the manner are that they form two groups each having at least one cylinder, - merge the exhaust gas lines of the cylinders of each cylinder group each to an overall exhaust line, and - the two total exhaust gas lines with the double-flow radial turbine (1), the at least one in a turbine housing (2) on the rotatable shaft (8) mounted impeller (3a, 3b) are connected in the manner that each a total exhaust gas line with one of the two floods (1a, 1b) of the radial turbine (1) is connected, wherein the two floods (1a, 1b ) in the direction of the at least one impeller (3a, 3b) by means of housing wall (2a) are separated from each other and thus a The exhaust gas removal systems of the cylinder groups, wherein - the radial turbine (1) with two wheels (3a, 3b) is equipped, and - each wheel (3a, 3b) via a transversely to the shaft (8) extending plate-shaped support plate (4a, 4b) has , which has a front side (6a, 6b) and a rear side (7a, 7b) and to which on one side on the front side (6a, 6b) wing-like blades (5a, 5b) which extend along the shaft (8), wherein the two wheels (3a, 3b) with opposing support plates (4a, 4b) are arranged on the shaft (8) in such a way that the blade-free rear sides (7a, 7b) of the support plates (4a, 4b) are opposite and each impeller (3a, 3b) is associated with a flood (1a, 1b).

Description

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit

– mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens zwei Zylindern, wobei jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt,
– einem Ansaugsystem zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Ladeluft, und
– mindestens einem Abgasturbolader, bei dem ein Verdichter im Ansaugsystem und eine zweiflutige Radialturbine im Abgasabführsystem auf derselben drehbaren Welle angeordnet sind, bei der
– mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass sie zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden,
– die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe unter Ausbildung eines Abgaskrümmers jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, und
– die beiden Gesamtabgasleitungen mit der zweiflutigen Radialturbine, die mindestens ein in einem Turbinengehäuse auf der drehbaren Welle gelagertes Laufrad umfasst, in der Art verbunden sind, dass jeweils eine Gesamtabgasleitung mit einer der zwei Fluten der Radialturbine verbunden ist, wobei die zwei Fluten in Richtung des mindestens einen Laufrades zumindest abschnittsweise – in Fortsetzung der Gesamtabgasleitungen – mittels Gehäusewandung voneinander getrennt sind und damit auch die Abgasabführsysteme der Zylindergruppen.

The invention relates to a supercharged internal combustion engine with

At least one cylinder head having at least two cylinders, each cylinder having at least one outlet opening for discharging the exhaust gases via the exhaust gas removal system and connecting an exhaust pipe to each outlet opening,
- An intake system for supplying the internal combustion engine with charge air, and
- At least one exhaust gas turbocharger, in which a compressor in the intake system and a double-flow radial turbine in Abgasabführsystem are arranged on the same rotatable shaft, in the
At least two cylinders are configured in such a way that they form two groups each having at least one cylinder,
- Combine the exhaust gas lines of the cylinder of each cylinder group to form an exhaust manifold to form an overall exhaust line, and
- The two total exhaust gas lines with the double-flow radial turbine, which comprises at least one mounted in a turbine housing on the rotatable shaft impeller, are connected in such a way that in each case an overall exhaust gas line is connected to one of the two floods of the radial turbine, the two floods in the direction of at least one impeller at least in sections - in continuation of the total exhaust gas lines - are separated from each other by means of housing wall and thus also the Abgasabführsysteme the cylinder groups.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine. Furthermore, the invention relates to a method for operating such an internal combustion engine.

Eine Brennkraftmaschine der genannten Art wird beispielsweise als Antrieb für ein Kraftfahrzeug verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Dieselmotoren und Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren nutzen, und Hybrid-Antriebe, die neben der Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt. An internal combustion engine of the type mentioned is used for example as a drive for a motor vehicle. In the context of the present invention, the term internal combustion engine includes diesel engines and gasoline engines, but also hybrid internal combustion engines, which use a hybrid combustion process, and hybrid drives, which in addition to the internal combustion engine comprise an electric motor which can be electrically connected to the internal combustion engine, which receives power from the internal combustion engine or as switchable auxiliary drive additionally delivers power.

Brennkraftmaschinen verfügen über einen Zylinderblock und einen Zylinderkopf, die zur Ausbildung der Zylinder miteinander verbunden werden. Der Zylinderkopf dient üblicherweise zur Aufnahme des Ventiltriebs. Um den Ladungswechsel zu steuern, benötigt eine Brennkraftmaschine Steuerorgane – in der Regel in Gestalt von Ventilen – und Betätigungseinrichtungen zur Betätigung dieser Steuerorgane. Der für die Bewegung der Ventile erforderliche Ventilbetätigungsmechanismus einschließlich der Ventile selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet. Im Rahmen des Ladungswechsels erfolgt das Ausschieben der Verbrennungsgase über die Auslassöffnungen der mindestens zwei Zylinder und das Füllen der Brennräume mit Frischgemisch bzw. Ladeluft über die Einlassöffnungen. Internal combustion engines have a cylinder block and a cylinder head, which are connected to form the cylinder. The cylinder head is usually used to hold the valve train. In order to control the charge cycle, an internal combustion engine requires controls - usually in the form of valves - and actuators to operate these controls. The required for the movement of the valves valve actuating mechanism including the valves themselves is referred to as a valve train. As part of the charge cycle, the combustion gases are pushed out via the outlet openings of the at least two cylinders and the combustion chambers are filled with fresh mixture or charge air via the inlet openings.

Die Abgasleitungen, die sich an die Auslassöffnungen anschließen, sind nach dem Stand der Technik zumindest teilweise im Zylinderkopf integriert und werden zu einer gemeinsamen Gesamtabgasleitung oder aber gruppenweise zu zwei oder mehreren Gesamtabgasleitungen zusammengeführt. Das Zusammenführen von Abgasleitungen zu einer Gesamtabgasleitung wird im Allgemeinen und im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Abgaskrümmer bezeichnet. The exhaust pipes, which connect to the outlet openings, are at least partially integrated in the cylinder head according to the prior art and are combined to form a common overall exhaust gas line or in groups to two or more total exhaust gas lines. Merging exhaust pipes to an overall exhaust line is referred to generally and in the context of the present invention as an exhaust manifold.

Auf welche Weise die Abgasleitungen der Zylinder im Einzelfall zusammengeführt werden, d. h. die konkrete Ausgestaltung des Abgasabführsystems, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab. In what way the exhaust pipes of the cylinders are merged in an individual case, d. H. the specific configuration of the Abgasabführsystems depends on a variety of factors.

Zu berücksichtigen ist unter anderem, dass Brennkraftmaschinen zunehmend häufig mit einer Aufladung ausgestattet, wobei die Aufladung in erster Linie ein Verfahren zur Leistungssteigerung ist, bei dem die für den motorischen Verbrennungsprozess benötigte Ladeluft verdichtet wird, wodurch jedem Zylinder pro Arbeitsspiel eine erhöhte Ladeluftmasse zugeführt werden kann. Dadurch können die Kraftstoffmasse und damit der Mitteldruck gesteigert werden. It should be noted, inter alia, that internal combustion engines increasingly equipped with a charge, the charge is primarily a method of increasing performance, in which the charge air required for the engine combustion process is compressed, whereby each cylinder per cycle increased charge air mass can be supplied , As a result, the fuel mass and thus the medium pressure can be increased.

Häufig wird für die Aufladung ein Abgasturbolader eingesetzt, bei dem ein Verdichter und eine Turbine auf derselben Welle angeordnet sind, wobei der heiße Abgasstrom der Turbine zugeführt wird, sich unter Energieabgabe in dieser Turbine entspannt und dadurch die Welle in Drehung versetzt. Die vom Abgasstrom an die Welle abgegebene Energie wird für den Antrieb des ebenfalls auf der Welle angeordneten Verdichters genutzt. Der Verdichter fördert und komprimiert die ihm zugeführte Ladeluft, wodurch eine Aufladung der Zylinder erreicht wird. Frequently, an exhaust gas turbocharger is used for the supercharging, in which a compressor and a turbine are arranged on the same shaft, wherein the hot exhaust gas stream is supplied to the turbine, relaxes with energy release in this turbine and thereby set the shaft in rotation. The output from the exhaust stream to the shaft energy is used to drive the also arranged on the shaft compressor. The compressor conveys and compresses the charge air supplied to it, whereby a charging of the cylinder is achieved.

Der Vorteil eines Abgasturboladers beispielsweise im Vergleich zu einem mechanischen Lader ist darin zu sehen, dass keine mechanische Verbindung zur Leistungsübertragung zwischen Lader und Brennkraftmaschine erforderlich ist. Während ein mechanischer Lader die für seinen Antrieb benötigte Energie unmittelbar von der mechanischen Energie der Brennkraftmaschine bezieht und dadurch die bereitgestellte Leistung mindert, nutzt der Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase. The advantage of an exhaust gas turbocharger, for example in comparison to a mechanical supercharger, is that no mechanical connection is required for transmitting power between the supercharger and the internal combustion engine. While a mechanical supercharger obtains the energy required for its drive directly from the mechanical energy of the internal combustion engine and thereby reduces the power provided, the exhaust gas turbocharger uses the exhaust gas energy of the hot exhaust gases.

Ein mechanischer Lader hat gegenüber einem Abgasturbolader hingegen den Vorteil, dass auch bei niedrigen Drehzahlen ein ausreichend hoher Ladedruck bereitgestellt werden kann, denn bei einer Abgasturboaufladung wird ein reduziertes Drehmoment unterhalb einer bestimmten Drehzahl beobachtet. Verständlich wird dieses reduzierte Drehmoment, wenn berücksichtigt wird, dass bei einem Abgasturbolader das Ladedruckverhältnis vom Turbinendruckverhältnis abhängt. Wird beispielsweise die Motordrehzahl verringert, führt dies zu einem kleineren Abgasmassenstrom und damit zu einem kleineren Turbinendruckverhältnis und einer geringeren Turbinenleistung. Dies hat zur Folge, dass zu niedrigeren Motordrehzahlen hin die zur Verdichtung erforderliche Leistung nicht mehr zur Verfügung steht, was gleichbedeutend ist mit einem reduzierten Drehmoment. On the other hand, a mechanical supercharger has the advantage over an exhaust-gas turbocharger that a sufficiently high boost pressure can be provided even at low rotational speeds, since reduced exhaust torque below a certain rotational speed is observed in an exhaust-gas turbocharger. This reduced torque is understandable when it is taken into account that in an exhaust gas turbocharger the boost pressure ratio depends on the turbine pressure ratio. If, for example, the engine speed is reduced, this leads to a smaller exhaust gas mass flow and thus to a smaller turbine pressure ratio and a lower turbine output. As a result, the power required for compression is no longer available at lower engine speeds, which is equivalent to a reduced torque.

Grundsätzlich kann dabei dem reduzierten Ladedruck durch eine Verkleinerung des Turbinenquerschnittes und der damit einhergehenden Steigerung des Turbinendruckverhältnisses entgegengewirkt werden. In der Praxis wird daher häufig ein vergleichsweise kleiner Abgasturbolader, d. h. ein Abgasturbolader mit einem kleinen Turbinenquerschnitt, in Kombination mit einer Abgasabblasung eingesetzt. Eine derartige Turbine wird auch als Waste-Gate-Turbine bezeichnet. Überschreitet der Abgasmassenstrom eine kritische Größe, wird ein Teil des Abgasstromes im Rahmen der sogenannten Abgasabblasung mittels einer Bypassleitung an der Turbine vorbei geführt. In principle, the reduced boost pressure can be counteracted by reducing the size of the turbine cross-section and thus increasing the turbine pressure ratio. In practice, therefore, often a comparatively small exhaust gas turbocharger, d. H. an exhaust gas turbocharger with a small turbine cross section, used in combination with a Abgasabblasung. Such a turbine is also referred to as a waste gate turbine. Exceeds the exhaust gas mass flow of a critical size, part of the exhaust gas flow is performed in the context of the so-called Abgasabblasung by means of a bypass line to the turbine.

Um dabei eine zufriedenstellende Aufladung auch bei hohen Drehzahlen bzw. größeren Abgasmengen sicher zu stellen bzw. die Drehmomentcharakteristik der aufgeladenen Brennkraftmaschine weiter zu verbessern, werden häufig mehrere Abgasturbolader, die parallel oder in Reihe geschaltet sind, gegebenenfalls in Kombination mit einem mechanischen Lader vorgesehen. In order to ensure a satisfactory charge even at high speeds or larger amounts of exhaust gas or to further improve the torque characteristics of the supercharged internal combustion engine, often multiple exhaust gas turbochargers, which are connected in parallel or in series, optionally provided in combination with a mechanical supercharger.

Auch die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine verfügt über mindestens einen Abgasturbolader, wobei die Turbine eine zweiflutige Radialturbine ist, d. h. die Anströmung der Laufschaufeln erfolgt im Wesentlichen radial. Im Wesentlichen radial bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Geschwindigkeitskomponente in radialer Richtung größer ist als die axiale Geschwindigkeitskomponente. Dabei wird das Abgas dem Laufrad häufig mittels Spiralgehäuse radial zugeführt und auf das Laufrad gelenkt, wobei die Abströmung aus dem Laufrad häufig axial erfolgt. The internal combustion engine according to the invention also has at least one exhaust-gas turbocharger, wherein the turbine is a double-flow radial turbine, ie. H. the flow of the blades takes place substantially radially. In the context of the present invention, essentially radial means that the velocity component in the radial direction is greater than the axial velocity component. In this case, the exhaust gas is often supplied radially to the impeller by means of spiral housing and directed to the impeller, wherein the outflow from the impeller is often axial.

Von hoher Relevanz bei der Auslegung des Abgasabführsystems ist auch die Gasdynamik im Abgassystem, wobei insbesondere der Ladungswechsel zu berücksichtigen ist. Of great relevance in the design of the Abgasabführsystems is also the gas dynamics in the exhaust system, in particular, the charge cycle is taken into account.

Die Evakuierung der Verbrennungsgase aus einem Zylinder der Brennkraftmaschine im Rahmen des Ladungswechsels beruht im Wesentlichen auf zwei unterschiedlichen Mechanismen. Wenn sich zu Beginn des Ladungswechsels das Auslassventil nahe des unteren Totpunktes öffnet, strömen die Verbrennungsgase aufgrund des gegen Ende der Verbrennung im Zylinder vorherrschenden hohen Druckniveaus und der damit verbundenen hohen Druckdifferenz zwischen Brennraum und Abgasleitung mit hoher Geschwindigkeit durch die Auslassöffnung in das Abgasabführsystem. Dieser druckgetriebene Strömungsvorgang wird durch eine hohe Druckspitze begleitet, die auch als Vorauslassstoß bezeichnet wird und sich entlang der Abgasleitung mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzt, wobei sich der Druck mit zunehmender Wegstrecke infolge Reibung mehr oder weniger stark abbaut, d. h. verringert. The evacuation of the combustion gases from a cylinder of the internal combustion engine in the context of the charge exchange is based essentially on two different mechanisms. When, at the beginning of the charge cycle, the exhaust valve opens near bottom dead center, the combustion gases flow at high speed through the exhaust port into the exhaust system due to the high pressure level prevailing in the cylinder at the end of the combustion and the associated high pressure difference between the combustion chamber and the exhaust pipe. This pressure-driven flow process is accompanied by a high pressure peak, which is also referred to as Vorlassstoß and propagates along the exhaust pipe at the speed of sound, whereby the pressure degrades more or less with increasing distance due to friction, d. H. reduced.

Im weiteren Verlauf des Ladungswechsels gleichen sich die Drücke im Zylinder und in der Abgasleitung an, so dass die Verbrennungsgase primär nicht mehr druckgetrieben evakuiert, sondern infolge der Hubbewegung des Kolbens ausgeschoben werden. In the course of the charge cycle, the pressures in the cylinder and in the exhaust line are the same, so that the combustion gases are primarily not evacuated pressure driven, but are ejected as a result of the stroke of the piston.

Bei niedrigen Drehzahlen kann der Vorauslassstoß in vorteilhafter Weise zur Stoßaufladung genutzt werden, wobei zeitlich kurze, hohe Druckimpulse bestmöglich zur Energienutzung in der Radialturbine genutzt werden. Auf diese Weise können mittels Abgasturboaufladung auch bei nur geringen Abgasmengen, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, hohe Ladedruckverhältnisse, d. h. hohe Ladedrücke auf der Einlassseite generiert werden. At low speeds, the pre-discharge pulse can advantageously be used for the purpose of supercharging, with time-limited, high pressure pulses being used as best as possible for energy use in the radial turbine. In this way, by turbocharging even with only small amounts of exhaust gas, especially at low speeds, high boost pressure conditions, d. H. high boost pressures are generated on the inlet side.

Die Stoßaufladung erweist sich als besonders vorteilhaft bei der Beschleunigung des Turbinenlaufrades, d. h. bei der Erhöhung der Turbinendrehzahl, die im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine bzw. bei geringer Last spürbar absinken kann und häufig bei erhöhter Lastanforderung mittels Abgasstrom möglichst verzögerungsfrei wieder angehoben werden soll. Die Trägheit des Laufrades und die Reibung in der Wellenlagerung verzögern in der Regel eine Beschleunigung des Laufrades auf höhere Drehzahlen und damit einen unmittelbaren Anstieg des Ladedrucks. The bumping proves to be particularly advantageous in the acceleration of the turbine wheel, d. H. when increasing the turbine speed, which can drop noticeably in idling mode of the engine or at low load and often with increased load request by means of exhaust gas flow should be raised as quickly as possible again. The inertia of the impeller and the friction in the shaft bearing delay usually an acceleration of the impeller to higher speeds and thus an immediate increase in boost pressure.

Um die im Abgasabführsystem ablaufenden dynamischen Wellenvorgänge, insbesondere die Vorauslassstöße, für die Stoßaufladung zur Verbesserung des Betriebsverhaltens der aufgeladenen Brennkraftmaschine nutzen zu können, müssen die Druckspitzen bzw. Vorauslassstöße im Abgasabführsystem erhalten werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Druckimpulse in den Abgasleitungen verstärken, zumindest aber nicht gegenseitig abschwächen bzw. aufheben. In order to use the running in the Abgasabführsystem dynamic wave processes, especially the Vorlassstöße, for the supercharging to improve the performance of the supercharged internal combustion engine, the pressure peaks or Vorlassstöße must be obtained in Abgasabführsystem. It is particularly advantageous if the pressure pulses in the exhaust gas lines increase, but at least do not attenuate or cancel each other out.

Zielführend ist es daher, die Zylinder in der Weise zu gruppieren bzw. die Abgasleitungen in der Weise zusammen zu führen, dass die hohen Drücke, insbesondere die Vorauslassstöße der einzelnen Zylinder, im Abgasabführsystem erhalten werden und eine gegenseitige Beeinflussung weitestgehend vermieden werden kann. In Ergänzung zu und entsprechend der Gruppierung der Zylinder wird dann eine mehrflutige, vorliegend eine zweiflutige, Turbine eingesetzt. It is therefore desirable to group the cylinders in such a way or to guide the exhaust pipes in such a way that the high pressures, in particular the Vorlassstöße the individual cylinders are obtained in Abgasabführsystem and mutual interference can be largely avoided. In addition to and according to the grouping of the cylinders, a multi-flow, in the present case a double-flow, turbine is then used.

Eine Brennkraftmaschine, bei der die Zylinder gruppiert sind, ist auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Erfindungsgemäß sind mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert, dass sie zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden. Die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe führen unter Ausbildung eines Abgaskrümmers jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammen. Die Zylinder sind dabei in der Art gruppiert, dass die Zylinder einer Gruppe einen möglichst großen thermodynamischen Versatz aufweisen und die Druckimpulse, insbesondere die Vorauslassstöße der einzelnen Zylinder, im Abgasabführsystem erhalten werden. An internal combustion engine in which the cylinders are grouped is also an object of the present invention. According to the invention, at least two cylinders are configured in such a way that they form two groups, each with at least one cylinder. The exhaust gas lines of the cylinders of each cylinder group lead together to form an exhaust gas manifold, forming an exhaust gas manifold. The cylinders are grouped in such a way that the cylinders of a group have the largest possible thermodynamic offset and the pressure pulses, in particular the Vorlassstöße the individual cylinders are obtained in Abgasabführsystem.

Bei einem Zylinderkopf mit vier in Reihe angeordneten Zylindern ist es diesbezüglich vorteilhaft, zwei Zylinder, die einen Zündabstand von 360°KW aufweisen, jeweils zu einer Zylindergruppe zusammen zu fassen. Wird beispielsweise die Zündung in den Zylindern gemäß der Zündfolge 1-2-4-3 bzw. gemäß der Zündfolge 1-3-4-2 initiiert, ist es vorteilhaft, die außenliegenden Zylinder zu einer ersten Gruppe und die innenliegenden Zylinder zu einer zweiten Gruppe zusammen zu fassen. In a cylinder head with four cylinders arranged in series, it is advantageous in this regard, two cylinders, which have a firing interval of 360 ° KW, each to form a cylinder group together. If, for example, the ignition in the cylinders is initiated according to the ignition sequence 1-2-4-3 or according to the ignition sequence 1-3-4-2, it is advantageous for the outer cylinders to form a first group and the inner cylinders for a second group to get together.

Die Stoßaufladung hat nicht nur Vorteile. So verschlechtert sich in der Regel der Ladungswechsel infolge der Druckimpulse im Abgasabführsystem. Die Zylinder einer Gruppe können sich beim Ladungswechsel gegenseitig behindern, d. h. beeinträchtigen. Die Druckwellen, die von einem Zylinder ausgehen, laufen nicht nur durch die mindestens eine Abgasleitung dieses Zylinders, sondern vielmehr auch entlang der Abgasleitungen der anderen Zylinder dieser Gruppe und zwar gegebenenfalls bis zu der am Ende der jeweiligen Leitung vorgesehenen Auslassöffnung. Während des Ladungswechsels bereits in eine Abgasleitung ausgeschobenes bzw. abgeführtes Abgas kann somit erneut in den Zylinder gelangen und zwar infolge der Druckwelle, die von einem anderen Zylinder ausgeht. Als nachteilig erweist es sich insbesondere, wenn gegen Ende des Ladungswechsels an der Auslassöffnung eines Zylinders Überdruck herrscht bzw. sich die Druckwelle eines anderen Zylinders die Abgasleitung entlang in Richtung der Auslassöffnung ausbreitet, was der Evakuierung der Verbrennungsgase aus diesem Zylinder entgegenwirkt. Die Verbrennungsgase werden in dieser Phase des Ladungswechsels maßgeblich infolge der Hubbewegung des Kolbens ausgeschoben. Im Einzelfall kann sogar Abgas, das aus einem Zylinder stammt, in einen anderen Zylinder gelangen, bevor dessen Auslass schließt. Der verschlechterte Ladungswechsel führt insbesondere bei steigender Last und zunehmender Drehzahl zu Nachteilen. Das im Zylinder befindliche Abgas, d. h. der im Zylinder verbleibende Restgasanteil, hat maßgeblich Einfluss auf das Klopfverhalten einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, wobei die Gefahr einer klopfenden Verbrennung mit zunehmendem Abgasanteil steigt. Das Auftreten der vorstehend beschriebenen Problematik wird im Wesentlichen bestimmt von der Anzahl der Zylinder einer Gruppe bzw. dem thermodynamischem Versatz innerhalb einer Zylindergruppe. The bump charging not only has advantages. As a rule, the charge cycle deteriorates as a result of the pressure pulses in the exhaust gas removal system. The cylinders of a group can interfere with each other during the charge cycle, d. H. affect. The pressure waves emanating from a cylinder, not only run through the at least one exhaust pipe of this cylinder, but also along the exhaust pipes of the other cylinders of this group and optionally up to the provided at the end of each pipe outlet. Exhaust gas that has already been ejected or discharged into an exhaust gas line during the charge exchange can therefore again enter the cylinder as a result of the pressure wave that emanates from another cylinder. It proves to be disadvantageous, in particular, if overpressure prevails at the outlet opening of one cylinder towards the end of the charge change or if the pressure wave of another cylinder propagates along the exhaust pipe in the direction of the outlet opening, which counteracts the evacuation of the combustion gases from this cylinder. The combustion gases are significantly pushed out in this phase of the charge change as a result of the stroke of the piston. In some cases, even exhaust gas that originates from one cylinder can get into another cylinder before its outlet closes. The deteriorated charge cycle leads to disadvantages especially with increasing load and increasing speed. The exhaust gas in the cylinder, d. H. the residual gas content remaining in the cylinder has a decisive influence on the knocking behavior of a spark-ignited internal combustion engine, whereby the risk of knocking combustion increases with increasing proportion of exhaust gas. The occurrence of the problem described above is essentially determined by the number of cylinders of a group or the thermodynamic offset within a cylinder group.

Des Weiteren ist zu berücksichtigen, dass eine Turbine am effektivsten betrieben wird, ohne stoßweise und ohne wechselnd teilbeaufschlagt zu werden. Um eine stromabwärts der Zylinder im Abgasabführsystem vorgesehene Turbine bei hohen Motordrehzahlen optimal betreiben zu können, sollte die Turbine mit einem zeitlich möglichst konstanten Abgasdruck beaufschlagt werden, weshalb ein sich wenig verändernder Druck stromaufwärts des Turbinenlaufrades bevorzugt wird, um eine sogenannte Stauaufladung zu realisieren. Furthermore, it has to be taken into account that a turbine is operated most effectively without being intermittently and without changing parts. In order to be able to optimally operate a turbine provided downstream of the cylinders in the exhaust-gas removal system at high engine speeds, the turbine should be subjected to an exhaust gas pressure which is as constant as possible in time, which is why a slightly changing pressure upstream of the turbine wheel is preferred in order to realize a so-called accumulation charge.

Durch ein entsprechend großes Abgasvolumen stromaufwärts des Turbinenlaufrades können die Druckpulsationen in den Abgasleitungen geglättet werden. Hinsichtlich einer Stauaufladung ist es folglich vorteilhaft, die Abgasleitungen sämtlicher Zylinder zusammen zu führen, um das Abgasvolumen des Abgasabführsystems stromaufwärts einer Turbine zu maximieren und die Druckschwankungen zu minimieren. By a correspondingly large volume of exhaust gas upstream of the turbine impeller, the pressure pulsations in the exhaust pipes can be smoothed. Thus, with respect to accumulation, it is advantageous to bring the exhaust lines of all cylinders together to maximize the exhaust volume of the exhaust system upstream of a turbine and to minimize pressure fluctuations.

Im Zusammenhang mit der Gruppierung der Zylinder, beispielsweise zur Realisierung einer Stoßaufladung, müssen zwei weitere Aspekte berücksichtigt werden, die bezüglich der Trennung der Abgasabführsysteme der Zylindergruppen von hoher Relevanz sind. Zum einen werden die Abgaskrümmer zunehmend häufig in den Zylinderkopf integriert, um von einer im Zylinderkopf vorgesehenen Flüssigkeitskühlung zu partizipieren und die Krümmer nicht aus thermisch hoch belastbaren Werkstoffen fertigen zu müssen, die kostenintensiv sind. Zum anderen ist man grundsätzlich bemüht, die im Abgasabführsystem vorgesehene Turbine möglichst nahe am Auslass der Brennkraftmaschine, d. h. nahe an den Auslassöffnungen der Zylinder, anzuordnen. Dies hat gleich mehrere Gründe und Vorteile, insbesondere weil sich die Abgasleitungen zwischen den Zylindern und der Turbine verkürzen. Nicht nur der Weg der heißen Abgase zur Turbine verkürzt sich, sondern auch das Volumen sowohl der einzelnen Abgaskrümmer als auch des gesamten Abgasabführsystems stromaufwärts der Turbine nimmt ab. Die thermische Trägheit des Abgasabführsystems nimmt ebenfalls ab. Auf diese Weise kann die Abgasenthalpie der heißen Abgase, die maßgeblich vom Abgasdruck und der Abgastemperatur bestimmt wird, optimal genutzt und ein schnelles Ansprechverhalten der Turbine gewährleistet werden. Die Verkürzung der Leitungslängen und die damit einhergehende Verkleinerung des Abgasvolumens stromaufwärts des Laufrades verbessert das Ansprechverhalten der Turbine. In connection with the grouping of the cylinders, for example for the realization of an impact charge, two further aspects must be taken into account, which are of high relevance with regard to the separation of the exhaust gas removal systems of the cylinder groups. On the one hand, the exhaust manifolds are increasingly being integrated into the cylinder head in order to participate in liquid cooling provided in the cylinder head and not have to manufacture the manifolds from thermally highly resilient materials which are cost-intensive. On the other hand, it is fundamentally endeavored to arrange the turbine provided in the exhaust-gas removal system as close as possible to the outlet of the internal combustion engine, ie close to the outlet openings of the cylinders. This has several reasons and advantages, especially because shorten the exhaust pipes between the cylinders and the turbine. Not only is the path of the hot exhaust gases to the turbine shortened, but also the volume of both the individual exhaust manifolds and the entire Abgasabführsystems upstream of the turbine decreases. The thermal Inertia of Abgasabführsystems also decreases. In this way, the exhaust enthalpy of the hot exhaust gases, which is largely determined by the exhaust pressure and the exhaust gas temperature, optimally utilized and a rapid response of the turbine can be ensured. The shortening of the line lengths and the concomitant reduction of the exhaust volume upstream of the impeller improves the response of the turbine.

Dass sich die Wegstrecken von den Auslassöffnungen der Zylinder bis hin zur Verbindungsstelle der Abgasabführsysteme der Zylindergruppen wie vorstehend beschrieben verkürzen, kann Nachteile haben. Gegebenenfalls werden die Abgasabführsysteme der Zylindergruppen nicht ausreichend lange voneinander getrennt. Die Wegstrecke von den Auslassöffnungen der Zylinder bis zur Verbindungsstelle, beispielsweise bis hin zum Laufrad, kann sich im Einzelfall als zu kurz erweisen. The fact that the distances from the outlet openings of the cylinders to the junction of the exhaust gas removal systems of the cylinder groups can be shortened as described above can have disadvantages. Optionally, the Abgasabführsysteme the cylinder groups are not separated sufficiently long. The distance from the outlet openings of the cylinder to the connection point, for example, up to the impeller, may prove to be too short in individual cases.

Ergänzend sei angemerkt, dass die Gruppierung der Zylinder nicht immer und ausschließlich der Realisierung einer Stoßaufladung dient, sondern grundsätzlich eine geeignete Maßnahme ist, um die Zylinder einer Brennkraftmaschine derart voneinander zu separieren, dass die Zylinder einer Gruppe einen möglichst großen thermodynamischem Versatz aufweisen und sich die Zylindergruppen beim Ladungswechsel möglichst wenig gegenseitig beeinflussen. In addition, it should be noted that the grouping of the cylinder is not always and exclusively for the realization of a shock charging, but basically a suitable measure is to separate the cylinders of an internal combustion engine from each other so that the cylinders of a group have the largest possible thermodynamic offset and the Cylinder groups influence as little as possible when changing the charge.

Erhebliches Verbesserungspotential besteht auch bei der konstruktiven Auslegung der zweiflutigen Radialturbine. Nach dem Stand der Technik wird die Radialturbine häufig als Zwillingsstromturbine ausgelegt, bei der die beiden Fluten das Laufrad – in einem Querschnitt durch die Welle – nebeneinander angeordnet zumindest entlang eines bogenförmigen Abschnitts spiralförmig auf gleichgroßen Radien umschließen. Die Anströmung der Laufschaufeln erfolgt dann im Wesentlichen bzw. exakt radial. Nach dem Stand der Technik wird für die zweiflutige Radialturbine das Laufrad verwendet, das bei einer einflutigen Turbine zum Einsatz kommt, und dies, obwohl die Strömungsbedingungen in beiden Fällen völlig unterschiedlich sind. Substantial potential for improvement also exists in the constructive design of the twin-flow radial turbine. According to the prior art, the radial turbine is often designed as a twin-flow turbine, in which the two floods the impeller - in a cross section through the shaft - juxtaposed at least along an arcuate portion spirally enclose on equal radii. The flow of the blades then takes place substantially or exactly radially. According to the state of the art, the impeller used in a single-flow turbine is used for the double-flow radial turbine, even though the flow conditions in both cases are completely different.

Die 1a zeigt im Halbschnitt durch die Welle 28 des Laufrades 23 eine herkömmliche zweiflutige Radialturbine 21 in der Bauweise einer Zwillingsstromturbine. Ausgehend von der theoretischen Annahme, dass in beiden Fluten 21a, 21b ein gleichgroßer Druck herrscht, sogenannte Gleichbeaufschlagung (siehe auch 1c – Kurve A), nimmt das aus der ersten Flut 21a stammende Abgas 29 einen eher wellennahen Strömungsweg durch das Laufrad 23, während das aus der zweiten Flut 21b stammende Abgas 30 das Laufrad 23 weiter außen auf größeren Radien durchströmt. The 1a shows in half section through the shaft 28 of the impeller 23 a conventional double-flow radial turbine 21 in the construction of a twin-flow turbine. Starting from the theoretical assumption that in both floods 21a . 21b an equal pressure prevails, so-called Gleichbeaufschlagung (see also 1c - curve A), that takes from the first tide 21a originating exhaust 29 a rather wave-like flow path through the impeller 23 while that from the second tide 21b originating exhaust 30 the impeller 23 flows further outside on larger radii.

Schon dieser Unterschied führt dazu, dass die beiden Abgasströme 29, 30 während der Expansion im Laufrad 23 unterschiedlich viel Energie an die Welle 28 abgeben, d. h. die Energie der Abgasströme 29, 30 aus den beiden Zylindergruppen unterschiedlich effektiv genutzt wird und die Fluten 21a, 21b unterschiedliche Wirkungsgrade bezüglich der Ausnutzung der Abgasenthalpie aufweisen. Already this difference causes the two exhaust gas flows 29 . 30 during expansion in the impeller 23 different amounts of energy to the shaft 28 give off, ie the energy of the exhaust gas streams 29 . 30 from the two cylinder groups is used effectively different and the floods 21a . 21b have different efficiencies with respect to the utilization of exhaust enthalpy.

Wird nun zusätzlich berücksichtigt, dass tatsächlich nicht von einer Gleichbeaufschlagung, d. h. von gleichgroßen Drücken in den beiden Fluten 21a, 21b ausgegangen werden kann, sondern vielmehr der Druck in jeder Flut 21a, 21b in unterschiedlicher Weise variiert, trägt dies zusätzlich zu Unterschieden im Wirkungsgrad der beiden Fluten 21a, 21b bei, wodurch sich der Gesamtwirkungsgrad der Turbine 21 weiter verschlechtert. 1c zeigt das Turbinendruckverhältnis p_Flut2,in/p_Flut2,out der zweiten Flut 21b, d. h. das Verhältnis von Eintrittsdruck in das Laufrad zu Austrittsdruck aus dem Laufrad, über dem Strangdruckverhältnis p_Flut2,in/p_Flut1,in, d. h. dem Verhältnis der Drücke in den beiden Fluten 21a, 21b zueinander. Die Kurve D zeigt die Variationsbreite des Strangdruckverhältnisses p_Flut2,in/p_Flut1,in, über ein Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine, d. h. über 720°KW. Is now additionally taken into account that actually not equal exposure, ie of equal pressures in the two floods 21a . 21b but rather the pressure in every flood 21a . 21b varies in different ways, this additionally contributes to differences in the efficiency of the two floods 21a . 21b at, which increases the overall efficiency of the turbine 21 further deteriorated. 1c shows the turbine _{pressure ratio} p _{Flut2, in} / p _{Flut2, out of} the second flood 21b , ie the ratio of inlet pressure in the impeller to outlet pressure from the impeller, on the strand pressure ratio p _{Flood2, in} / p _Flood1 , ie, the ratio of the pressures in the two floods 21a . 21b to each other. The curve D shows the variation width of the strand pressure ratio p _{Flut2, in} / p _{Flut1, in} , over a working _{cycle of} the internal combustion engine, ie over 720 ° KW.

Das Strangdruckverhältnis kann Werte annehmen, beispielsweise 0.45, bei denen ein Rückströmen erfolgt bzw. zu befürchten ist, wie in 1b dargestellt. Der Druck in der zweiten Flut 21b ist dann deutlich größer als der Druck in der ersten Flut 21a, wobei der Druckunterschied derart groß ist, dass das aus der zweiten Flut 21b stammende Abgas 30 in die erste Flut 21a strömt. In Abhängigkeit der Ausgestaltung der im Turbinengehäuse 22 ausgebildeten Gehäusewandung 22a, welche die zwei Fluten 21a, 21b in Richtung des Laufrades 23 zumindest abschnittsweise voneinander trennt, strömt das Abgas dabei direkt von der zweiten Flut 21b in die erste Flut 21a oder aber zunächst in das Laufrad 23 und wieder zurück vom Laufrad 23 in die erste Flut 21a. In beiden Fällen verschlechtert sich der Gesamtwirkungsgrad der Turbine 21 deutlich. Ein Rückströmen sollte daher in der Praxis unbedingt vermieden werden. The strand pressure ratio may take values, for example 0 .45, in which a backflow takes place or is to be feared, as in 1b shown. The pressure in the second tide 21b is then significantly greater than the pressure in the first tide 21a , wherein the pressure difference is so great that from the second flood 21b originating exhaust 30 in the first tide 21a flows. Depending on the design of the turbine housing 22 trained housing wall 22a which are the two floods 21a . 21b in the direction of the impeller 23 at least partially separates from each other, the exhaust gas flows directly from the second flood 21b in the first tide 21a or first in the impeller 23 and back from the wheel 23 in the first tide 21a , In both cases, the overall efficiency of the turbine deteriorates 21 clear. Backflow should therefore be avoided in practice.

In Ergänzung zu den Kurven A und D, zeigt die Kurve B bzw. C das Turbinendruckverhältnis der zweiten Flut 21b für den Fall, dass die zweite Flut 21b bzw. die erste Flut 21a mit einer Blende versperrt wird, der so genannten Einzelbeaufschlagung. In addition to the curves A and D, the curve B or C shows the turbine pressure ratio of the second flood 21b in the event that the second tide 21b or the first flood 21a is blocked with a panel, the so-called single admission.

Das Laufrad 23 verfügt über eine quer zur Welle 28 verlaufende tellerförmige Trägerplatte 24, auf deren Vorderseite 26 sich einseitig flügelartige Laufschaufeln 25 anschließen, wohingegen die Rückseite 27 laufschaufelfrei ist. Dadurch werden im Betrieb der Brennkraftmaschine einseitig aerodynamische Kräfte generiert, die das Laufrad 23 entlang der Drehachse 28 nach rechts in Richtung der Abgasabströmung ziehen. Die aerodynamischen Kräfte verursachen folglich mehr oder weniger große Axiallagerkräfte im Lager der Welle 28 des Abgasturboladers. Damit wird die Reibung in der Lagerung erhöht, was wiederum zu einem verringerten mechanischen Wirkungsgrad führt. The impeller 23 has a transverse to the shaft 28 extending plate-shaped carrier plate 24 , on the front side 26 one-sided wing-like blades 25 connect, whereas the back 27 is free of rotor blades. As a result, unilateral aerodynamic forces are generated in the operation of the internal combustion engine, the impeller 23 along the axis of rotation 28 pull to the right in the direction of the exhaust gas outflow. The aerodynamic forces thus cause more or less large thrust bearing forces in the bearing of the shaft 28 the exhaust gas turbocharger. Thus, the friction in the storage is increased, which in turn leads to a reduced mechanical efficiency.

Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aufgeladene Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, deren zweiflutige Radialturbine optimiert ist, insbesondere hinsichtlich des Wirkungsgrades. In light of the above, it is an object of the present invention to provide a supercharged internal combustion engine according to the preamble of claim 1, whose twin-flow radial turbine is optimized, particularly in terms of efficiency.

Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine aufzuzeigen. A further sub-task of the present invention is to show a method for operating such an internal combustion engine.

Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit

– mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens zwei Zylindern, wobei jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt,
– einem Ansaugsystem zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Ladeluft, und
– mindestens einem Abgasturbolader, bei dem ein Verdichter im Ansaugsystem und eine zweiflutige Radialturbine im Abgasabführsystem auf derselben drehbaren Welle angeordnet sind, bei der
– mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass sie zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden,
– die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe unter Ausbildung eines Abgaskrümmers jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, und
– die beiden Gesamtabgasleitungen mit der zweiflutigen Radialturbine, die mindestens ein in einem Turbinengehäuse auf der drehbaren Welle gelagertes Laufrad umfasst, in der Art verbunden sind, dass jeweils eine Gesamtabgasleitung mit einer der zwei Fluten der Radialturbine verbunden ist, wobei die zwei Fluten in Richtung des mindestens einen Laufrades zumindest abschnittsweise – in Fortsetzung der Gesamtabgasleitungen – mittels Gehäusewandung voneinander getrennt sind und damit auch die Abgasabführsysteme der Zylindergruppen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
– die Radialturbine mit zwei Laufrädern ausgestattet ist, und
– jedes Laufrad über eine quer zur Welle verlaufende tellerförmige Trägerplatte verfügt, die eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist und an die sich einseitig auf der Vorderseite flügelartige Laufschaufeln anschließen, die entlang der Welle verlaufen, wobei die zwei Laufräder mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten auf der Welle angeordnet sind, in der Art, dass sich die laufschaufelfreien Rückseiten der Trägerplatten gegenüber liegen und jedem Laufrad eine Flut zugeordnet ist.

The first subtask is solved by a supercharged internal combustion engine

At least one cylinder head having at least two cylinders, each cylinder having at least one outlet opening for discharging the exhaust gases via the exhaust gas removal system and connecting an exhaust pipe to each outlet opening,
- An intake system for supplying the internal combustion engine with charge air, and
- At least one exhaust gas turbocharger, in which a compressor in the intake system and a double-flow radial turbine in Abgasabführsystem are arranged on the same rotatable shaft, in the
At least two cylinders are configured in such a way that they form two groups each having at least one cylinder,
- Combine the exhaust gas lines of the cylinder of each cylinder group to form an exhaust manifold to form an overall exhaust line, and
- The two total exhaust gas lines with the double-flow radial turbine, which comprises at least one mounted in a turbine housing on the rotatable shaft impeller, are connected in such a way that in each case an overall exhaust gas line is connected to one of the two floods of the radial turbine, the two floods in the direction of at least one impeller at least in sections - in continuation of the total exhaust gas lines - are separated from each other by means of housing wall and thus also the Abgasabführsysteme the cylinder groups, which is characterized in that
- The radial turbine is equipped with two impellers, and
- Each impeller has a transversely to the shaft extending plate-shaped support plate having a front and a back and connected to the one-sided on the front wing-like blades, which extend along the shaft, the two wheels with opposing support plates on the shaft are arranged, in the way that the blade-free backs of the carrier plates are opposite and each impeller is associated with a flood.

Im Gegensatz zum Stand der Technik verfügt die zweiflutige Radialturbine der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine über zwei Laufräder. Jeder der zwei Fluten ist jeweils ein Laufrad zugeordnet, so dass jedes Laufrad – in Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Gehäusewandung – im Wesentlichen bzw. ausschließlich mit dem Abgas einer Zylindergruppe, d. h. mit Abgas aus einer einzigen Flut beaufschlagt wird. Im Einzelfall wird eine Interaktion zwischen den Fluten stromaufwärts der Laufräder vollständig unterbunden, d. h. ein Rückströmen von einer Flut in die andere Flut praktisch unmöglich gemacht. Eine derartige Ausgestaltung der Turbine gestattet es, für beide Fluten laufradseitig gleiche Bedingungen, insbesondere gleiche strömungstechnische Randbedingungen, zu schaffen, so dass die aus den Fluten stammenden Abgasströme das jeweilige Laufrad auf gleiche Weise durchströmen und – über der Zeit gemittelt – gleichgroße bzw. ähnlich große Wirkungsgrade erzielen. D. h. jede Flut bzw. jedes Laufrad nutzt die Enthalpie des dazugehörigen Abgasstroms gleich effektiv. Der Gesamtwirkungsgrad der Radialturbine wird dadurch deutlich angehoben. In contrast to the prior art, the double-flow radial turbine of the internal combustion engine according to the invention has two wheels. Each of the two floods is in each case assigned an impeller, so that each impeller - depending on the design of the housing wall - substantially or exclusively with the exhaust gas of a cylinder group, d. H. with exhaust gas from a single flood is applied. In individual cases, an interaction between the floods upstream of the wheels is completely prevented, d. H. a return flow from one flood to the other is practically impossible. Such a design of the turbine makes it possible for both floods on the same impeller side conditions, in particular the same fluidic boundary conditions, so that the originating from the floods exhaust streams flow through the respective impeller in the same way and - averaged over time - the same size or similar Achieve efficiencies. Ie. each flood or impeller uses the enthalpy of the associated exhaust stream equally effectively. The overall efficiency of the radial turbine is thereby significantly increased.

Um für beide Fluten der zweiflutigen Radialturbine laufradseitig gleiche Bedingungen zu schaffen, verfügt die erfindungsgemäße Radialturbine zumindest laufradseitig über einen symmetrischen Aufbau. Die zwei Laufräder sind spiegelbildlich zueinander auf der Welle angeordnet, wobei sich die laufschaufelfreien Rückseiten der Trägerplatten gegenüber liegen bzw. aneinander liegen. Im montierten Zustand der Radialturbine können die Trägerplatten der Laufräder und damit die Laufräder als solche an den Rückseiten lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sein. In order to create the same conditions on both sides of the double-flow radial turbine, the radial turbine according to the invention has a symmetrical design at least on the impeller side. The two wheels are arranged in mirror image to each other on the shaft, with the blade-free backs of the carrier plates are opposite or lie against each other. In the mounted state of the radial turbine, the carrier plates of the wheels and thus the wheels as such on the backs can be releasably or permanently connected to each other.

Dann erstrecken sich die flügelartigen Laufschaufeln des ersten Laufrades ausgehend von der Vorderseite der ersten Trägerplatte entlang der Welle in die eine Richtung und die flügelartigen Laufschaufeln des zweiten Laufrades ausgehend von der Vorderseite der zweiten Trägerplatte entlang der Welle in die entgegengesetzte Richtung. Then, the wing-like blades of the first impeller extend from the front of the first support plate along the shaft in the one direction and the wing-like blades of the second impeller from the front of the second support plate along the shaft in the opposite direction.

Der erfindungsgemäße Aufbau der Radialturbine mit zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten Laufrädern hat neben dem höheren Gesamtwirkungsgrad weitere Vorteile. Die beim Durchströmen der Laufräder in jedem Laufrad generierten aerodynamische Kräfte beeinflussen sich in vorteilhafter Weise und vermindern sich gegenseitig, soweit diese entgegensetzt gerichtet sind. Eine vollständige Kompensation dieser Kräfte, insbesondere in axialer Richtung, kann aber in der Regel nicht erzielt werden, da die Zylinder der Brennkraftmaschine einen thermodynamischen Versatz aufweisen und die Druck- und Strömungsverhältnisse der beiden Fluten sich diesem thermodynamischen Versatz entsprechend nur zeitlich versetzt ähnlich sind. Während sich die thermodynamischen Zustandsgrößen in den Fluten zu einem konkreten Zeitpunkt weiterhin unterscheiden, ergeben sich diesbezüglich über die Zeit gemittelt Ähnlichkeiten. The inventive construction of the radial turbine with two mirror images of each other arranged wheels in addition to the higher overall efficiency further advantages. The aerodynamic forces generated in the flow of the wheels in each wheel affect each other in an advantageous manner and reduce each other, as far as they are directed opposite. A complete Compensation of these forces, especially in the axial direction, but can not be achieved as a rule, since the cylinders of the internal combustion engine have a thermodynamic offset and the pressure and flow conditions of the two floods are similar to this thermodynamic offset only offset in time. While the thermodynamic state variables in the floods continue to differ at a specific point in time, averaged similarities arise over time in this respect.

Nichtsdestotrotz kompensieren sich die aerodynamischen Kräfte zumindest teilweise, weshalb auch die axialen Lagerkräfte des Abgasturboladers weniger groß sind. Mit der Reduzierung der Lagerkräfte nimmt auch die Lagerreibung ab und die Reibleistung der Radialturbine verringert ist. Auch dies trägt zu einem höheren Gesamtwirkungsgrad der erfindungsgemäßen Radialturbine bei. Nevertheless, the aerodynamic forces compensate at least partially, which is why the axial bearing forces of the exhaust gas turbocharger are less large. With the reduction of the bearing forces, the bearing friction also decreases and the friction power of the radial turbine is reduced. This also contributes to a higher overall efficiency of the radial turbine according to the invention.

Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird folglich die erste der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich eine aufgeladene Brennkraftmaschine bereitgestellt, deren zweiflutige Radialturbine optimiert ist, insbesondere hinsichtlich des Wirkungsgrades. The internal combustion engine according to the invention consequently achieves the first object on which the invention is based, namely providing a supercharged internal combustion engine whose twin-flow radial turbine is optimized, in particular with regard to the degree of efficiency.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert. Further advantageous embodiments of the supercharged internal combustion engine are discussed in connection with the subclaims.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die zwei Fluten – in Fortsetzung der Gesamtabgasleitungen – bis hin zu den zwei Laufrädern mittels Gehäusewandung voneinander getrennt sind. Dann werden auch die Abgasabführsysteme der Zylindergruppen bis zum Eintritt in die Laufräder mittels Gehäusewandung voneinander getrennt. Advantageous embodiments of the supercharged internal combustion engine, in which the two floods - in continuation of the total exhaust gas lines - are separated from each other up to the two wheels by means of housing wall. Then the Abgasabführsysteme the cylinder groups are separated by entry into the wheels by means of housing wall.

Die Gehäusewandung weist laufradseitig ein freies zungenartiges Ende, welches vorliegend so nahe wie möglich an die Laufräder heranreichen sollte. Dies maximiert den Trennungsgrad der Fluten bzw. der Abgasabführsysteme. Ein mehr oder weniger großer Spalt zwischen der Gehäusewandung und den Laufrädern muss verbleiben, damit die Laufräder ungehindert rotieren können, ohne an der Gehäusewandung zu reiben. Vorzugsweise sollte dieser Spalt aber so schmal wie möglich ausgeführt werden. The housing wall has impeller side a free tongue-like end, which in the present case should come as close as possible to the wheels. This maximizes the degree of separation of the floods or Abgasabführsysteme. A more or less large gap between the housing wall and the wheels must remain, so that the wheels can rotate freely without rubbing against the housing wall. Preferably, however, this gap should be made as narrow as possible.

Bei einem entsprechenden Aufbau der Radialturbine können die Trägerplatten der beiden Laufräder die Abgasabführsysteme der beiden Zylindergruppen in Fortsetzung der Gehäusewandung beim Eintritt in die Laufräder voneinander trennen, so dass die einzelnen Abgasströme der Zylindergruppen bzw. der Fluten die Laufräder tatsächlich exklusiv und getrennt voneinander durchströmen. With a corresponding construction of the radial turbine, the carrier plates of the two wheels can separate the Abgasabführsysteme the two cylinder groups in continuation of the housing wall when entering the wheels, so that the individual exhaust gas flows of the cylinder groups or the floods actually flow through the wheels exclusively and separately.

Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die die zwei Fluten zumindest abschnittsweise voneinander trennende Gehäusewandung laufradseitig ein freies zungenartiges Ende aufweist und unter Ausbildung eines Zungenabstandes beabstandet zu den zwei Laufrädern endet. Also advantageous are embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the two floods at least partially separated from each other housing housing impeller side has a free tongue-like end and spaced to form a tongue spacing spaced from the two wheels ends.

Eine Interaktion zwischen den Abgassystemen bzw. den Fluten wird vorliegend nicht unterbunden, sondern zugelassen. Die Abgasabführsysteme der Zylindergruppen können im Bereich der Fluten stromaufwärts der Laufräder der Turbine miteinander kommunizieren. An interaction between the exhaust systems or the floods is not prevented in the present case, but allowed. The exhaust gas removal systems of the cylinder groups can communicate with each other in the region of the floods upstream of the turbine wheels.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang insbesondere Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das zungenartige Ende zwecks Veränderung des Zungenabstandes variabel ausgebildet ist, insbesondere zwecks Verkleinerung des Zungenabstandes in Richtung der Laufräder verlängerbar ist. Particularly advantageous in this context are embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the tongue-like end is designed to be variable for the purpose of changing the tongue spacing, in particular for the purpose of reducing the tongue spacing in the direction of the wheels.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die tellerförmigen Trägerplatten senkrecht zur Welle verlaufen. Eine senkrecht zur Welle verlaufende Trägerplatte ist Voraussetzung für die Ausbildung eines rotationssymmetrischen Laufrades und eignet sich in besonderer Weise, um die Trägerplatte des Laufrades als Fortsetzung der Gehäusewandung auszubilden bzw. zu nutzen und auf diese Weise die Abgasabführsysteme der beiden Zylindergruppen auch beim Eintritt in die Laufräder voneinander zu trennen. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the plate-shaped carrier plates extend perpendicular to the shaft are advantageous. A perpendicular to the shaft support plate is a prerequisite for the formation of a rotationally symmetrical impeller and is particularly suitable to form the support plate of the impeller as a continuation of the housing or use and in this way the Abgasabführsysteme the two cylinder groups even when entering the wheels separate from each other.

Aus den vorstehend genannten Gründen sind auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine vorteilhaft, bei denen die tellerförmigen Trägerplatten mit der Gehäusewandung fluchten. For the reasons mentioned above, embodiments of the supercharged internal combustion engine are also advantageous in which the plate-shaped carrier plates are aligned with the housing wall.

Vorteilhaft sind dabei insbesondere Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Radialturbine zumindest in einem Halbquerschnitt, in dem die Welle liegt, symmetrisch aufgebaut ist. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the radial turbine has a symmetrical construction, at least in a half cross section in which the shaft lies, are particularly advantageous.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen sich die Rückseiten der zwei Turbinenlaufräder abstandslos gegenüber liegen. Dies gewährleistet eine kompakte Bauweise der Turbine und damit des gesamten Abgasturboladers. Advantageous embodiments of the supercharged internal combustion engine, in which the rear sides of the two turbine wheels are spaced apart. This ensures a compact design of the turbine and thus the entire exhaust gas turbocharger.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Rückseiten der zwei Turbinenlaufräder einteilig ausgebildet sind und ein monolithisches Bauteil bilden. Die zwei Laufräder bilden dann ein Bauteil, d. h. sind stoffschlüssig untrennbar miteinander verbunden. In this context, embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the rear sides of the two turbine runners are integrally formed and form a monolithic component are advantageous. The two wheels then form a component, ie are materially inseparable from each other.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die jeweils durch zwei benachbarte Laufschaufeln gebildeten Laufschaufelkanäle mindestens eines Laufrades im Austrittsbereich des Laufrades im Wesentlichen axial verlaufen. Die Abströmung aus den Laufschaufeln heraus erfolgt dann im Wesentlichen axial. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the blade channels of at least one impeller formed by two adjacent blades extend substantially axially in the exit region of the impeller are advantageous. The outflow from the blades out then takes place substantially axially.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen der Verdichter ein Radialverdichter ist. Bei einem Radialverdichter ist die Richtung der Abströmung aus den Laufschaufeln heraus im Wesentlichen radial. Im Wesentlichen radial bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Geschwindigkeitskomponente in radialer Richtung größer ist als die axiale Geschwindigkeitskomponente. Die Anströmung kann und sollte vorzugsweise axial erfolgen. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the compressor is a radial compressor are advantageous. In a centrifugal compressor, the direction of outflow from the blades is substantially radial. In this context, essentially radial means that the velocity component in the radial direction is greater than the axial velocity component. The flow can and should preferably be axial.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen zur Steuerung des Ladungswechsels mindestens ein variabler Ventiltrieb umfassend mindestens ein Ventil für jeden Zylinder und eine Ventilbetätigungseinrichtung zur Betätigung der Ventile vorgesehen ist. Sollen sowohl die Steuerzeiten auf der Einlassseite als auch auf der Auslassseite variiert werden, sind mindestens zwei variable Ventiltriebe erforderlich. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which at least one variable valve train comprising at least one valve for each cylinder and a valve actuating device for actuating the valves are provided for controlling the charge exchange are advantageous. If both the timing on the inlet side and on the outlet side are to be varied, at least two variable valve trains are required.

Problematisch ist der Kraftstoffverbrauch insbesondere bei Ottomotoren. Der Grund hierfür liegt im prinzipiellen Arbeitsverfahren des Ottomotors, nämlich der Quantitätsregelung. Die Laststeuerung erfolgt in der Regel mittels einer im Ansaugtrakt vorgesehenen Drosselklappe. Durch Verstellen der Drosselklappe kann der Druck der angesaugten Luft hinter der Drosselklappe mehr oder weniger stark reduziert werden. Diese Art der Laststeuerung erweist sich besonders im Teillastbereich als nachteilig, denn geringe Lasten erfordern eine hohe Drosselung und Druckabsenkung im Ansaugsystem. The problem is the fuel consumption, especially in gasoline engines. The reason for this lies in the principle working method of the gasoline engine, namely the quantity regulation. The load control is usually carried out by means of a throttle valve provided in the intake tract. By adjusting the throttle, the pressure of the intake air behind the throttle valve can be reduced more or less. This type of load control proves to be particularly disadvantageous in the partial load range, because low loads require high throttling and pressure reduction in the intake system.

Ein Lösungsansatz zur Entdrosselung des ottomotorischen Arbeitsverfahrens besteht in der Verwendung eines variablen Ventiltriebs. Im Gegensatz zu konventionellen Ventiltrieben, bei denen sowohl der Hub der Ventile als auch die Steuerzeiten unveränderlich sind, können diese den Verbrennungsprozess und damit den Kraftstoffverbrauch beeinflussenden Parameter mittels variabler Ventiltriebe mehr oder weniger stark variiert werden. Spürbare Kraftstoffeinsparungen können aber auch mit nur teilweise variablen Ventiltrieben erzielt werden. One approach to de-throttling the Otto engine method is to use a variable valve train. In contrast to conventional valve trains, in which both the stroke of the valves and the control times are fixed, these parameters influencing the combustion process and thus the fuel consumption can be varied more or less by means of variable valve trains. Noticeable fuel savings can also be achieved with only partially variable valve trains.

Es gibt eine Vielzahl anderer Lösungsansätze zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs von Ottomotoren bzw. zur Entdrosselung des ottomotorischen Arbeitsverfahrens. Insbesondere die Einspritzung von Kraftstoff direkt in den Brennraum der Zylinder wird als eine geeignete Maßnahme angesehen, den Kraftstoffverbrauch auch bei Ottomotoren spürbar zu reduzieren. There are a variety of other approaches to improve the fuel consumption of gasoline engines or for dethrottling the ottomotorischen work process. In particular, the injection of fuel directly into the combustion chamber of the cylinder is considered as a suitable measure to reduce fuel consumption noticeably even with gasoline engines.

Mittels direkter Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum kann eine geschichtete Brennraumladung realisiert werden, die zur Entdrosselung des ottomotorisches Arbeitsverfahren beiträgt, da die Brennkraftmaschine mit Hilfe des Schichtladebetriebs sehr weit abgemagert werden kann, was insbesondere im Teillastbetrieb, d. h. im unteren und mittleren Lastbereich, wenn nur geringe Kraftstoffmengen einzuspritzen sind, thermodynamische Vorteile bietet. Weitere Vorteile ergeben sich aufgrund der mit einer Direkteinspritzung prinzipbedingt verbundenen Innenkühlung des Brennraums bzw. des Gemisches. By means of direct injection of the fuel into the combustion chamber, a stratified combustion chamber charge can be realized, which contributes to the dethrottling of the Otto engine operating method, since the internal combustion engine can be emptied very far with the aid of the stratified charge operation, which is particularly advantageous in part-load operation, ie. H. In the lower and middle load range, when only small amounts of fuel are to be injected, it offers thermodynamic benefits. Further advantages result from the internal cooling of the combustion chamber or mixture, which is inherently associated with direct injection.

Aus den vorstehend genannten Gründen sind daher auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine vorteilhaft, bei denen eine Direkteinspritzung als Kraftstoffversorgung vorgesehen ist, um Kraftstoff direkt in die mindestens zwei Zylinder einzubringen. For the reasons mentioned above, therefore, embodiments of the supercharged internal combustion engine are advantageous in which a direct injection is provided as a fuel supply to introduce fuel directly into the at least two cylinders.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen ein Zylinderkopf mit vier entlang der Längsachse des Zylinderkopfes in Reihe angeordneten Zylindern vorgesehen ist. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which a cylinder head with four cylinders arranged in series along the longitudinal axis of the cylinder head are advantageous are advantageous.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die innenliegenden Zylinder eine erste Zylindergruppe und die außenliegenden Zylinder eine zweite Zylindergruppe bilden. In this context, embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the inner cylinders form a first cylinder group and the outer cylinders form a second cylinder group are advantageous.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die beiden Abgasabführsysteme der zwei Zylindergruppen durch Freigeben mindestens eines Überströmkanals miteinander verbindbar sind. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the two exhaust gas removal systems of the two cylinder groups can be connected to each other by releasing at least one overflow channel are advantageous.

Wie bereits dargelegt, ist eine Gruppierung der Zylinder vorteilhaft zur Realisierung einer Stoßaufladung, um die Abgasabführsysteme der Zylindergruppen voneinander zu trennen, vorzugsweise bis hin zu den Laufrädern, d. h. bis zum Eintritt in die Laufräder. As already stated, a grouping of the cylinders is advantageous for realizing a bumping charge to separate the exhaust gas discharge systems of the cylinder groups from each other, preferably to the wheels, d. H. until entry into the wheels.

Hinsichtlich einer Stauaufladung ist es hingegen vorteilhaft, die Abgasabführsysteme der Zylindergruppen zu verbinden, um ein möglichst großes Abgasvolumen stromaufwärts der Turbinenlaufräder zu realisieren und die Druckpulsationen im Abgassystem zu glätten. With regard to a charge accumulation, however, it is advantageous to connect the Abgasabführsysteme the cylinder groups in order to realize the largest possible volume of exhaust gas upstream of the turbine wheels and to smooth the pressure pulsations in the exhaust system.

Ausgehend von zwei voneinander getrennten Abgasabführsystemen kann es daher vorteilhaft sein, die beiden Abgasabführsysteme der zwei Zylindergruppen durch Freigeben mindestens eines Überströmkanals miteinander zu verbinden, um von der Stoßaufladung zur Stauaufladung zu wechseln. Hierzu bieten sich verschiedene Konzepte an. On the basis of two separate Abgasabführsystemen it may therefore be advantageous to connect the two Abgasabführsysteme the two cylinder groups by releasing at least one overflow channel with each other to switch from the supercharging to the accumulation charge. Various concepts are available for this.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang beispielsweise Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die beiden Abgaskrümmer der zwei Zylindergruppen durch Freigeben mindestens eines Überströmkanals miteinander verbindbar sind. Das Abgasabführsystem der Brennkraftmaschine wird entsprechend der momentanen Zielsetzung konfiguriert, um die Brennkraftmaschine durch Trennen der Abgaskrümmer mittels Stoßaufladung oder durch Verbinden der Abgaskrümmer mittels Stauaufladung aufladen zu können. For example, embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the two exhaust manifolds of the two cylinder groups can be connected to one another by releasing at least one overflow channel are advantageous in this connection. The exhaust gas discharge system of the internal combustion engine is configured according to the current objective to charge the internal combustion engine by disconnecting the exhaust manifolds by means of bump charging or by connecting the exhaust manifolds by means of accumulation charging.

Die Verbindung der Abgaskrümmer ist eine Verbindung nahe der Auslassöffnungen der Zylinder, wodurch die bereits erwähnte Restgasproblematik und die damit einhergehende Klopfproblematik im Einzelfall Vorschub erhalten und sich ganz allgemein die Problematik der gegenseitigen Einflussnahme beim Ladungswechsel verschärfen könnte. The connection of the exhaust manifold is a connection near the outlet openings of the cylinder, whereby the already mentioned residual gas problem and the associated Kloptproblematik be given in individual cases feed and could generally aggravate the problem of mutual influence during charge exchange.

Vorteilhaft sind daher insbesondere Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die beiden Abgasabführsysteme der zwei Zylindergruppen durch Freigeben mindestens eines Überströmkanals zwischen den zwei Fluten miteinander verbindbar sind. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the two exhaust gas removal systems of the two cylinder groups can be connected to one another by releasing at least one overflow channel between the two floods are therefore particularly advantageous.

Gegenüber dem Verbinden der beiden Abgaskrümmer hat diese Vorgehensweise den Vorteil, dass der die Abgasabführsysteme verbindende Überströmkanal weiter von den Auslassöffnungen der Zylinder entfernt ist, wodurch sich die Wegstrecke zwischen zwei Zylindern unterschiedlicher Gruppen im Abgassystem vergrößert. Die Gefahr der gegenseitigen Einflussnahme beim Ladungswechsel wird dadurch gemindert. Compared with connecting the two exhaust manifolds, this procedure has the advantage that the overflow channel connecting the exhaust-gas removal systems is further away from the outlet openings of the cylinders, which increases the distance between two cylinders of different groups in the exhaust system. The risk of mutual interference during the change of charge is thereby reduced.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe innerhalb des Zylinderkopfes unter Ausbildung von zwei Abgaskrümmern jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the exhaust gas lines of the cylinders of each cylinder group within the cylinder head, with the formation of two exhaust manifolds, in each case combine to form an overall exhaust gas line, are advantageous.

Die zweiflutige Radialturbine kann dann sehr nah am Auslass der Brennkraftmaschine, d. h. nahe an den Auslassöffnungen der Zylinder, angeordnet werden. Dies hat gleich mehrere Vorteile, insbesondere weil sich die Abgasleitungen zwischen den Zylindern und der Radialturbine verkürzen. The twin-flow radial turbine can then be very close to the outlet of the engine, d. H. be arranged close to the outlet openings of the cylinder. This has several advantages, especially because shorten the exhaust pipes between the cylinders and the radial turbine.

Mit der Länge der Abgasleitungen nimmt auch das Volumen des Abgasabführsystems stromaufwärts der Radialturbine ab. Die thermische Trägheit des Abgasabführsystems nimmt durch Reduzierung der Masse und der Länge der beteiligten Abgasleitungen ebenfalls ab. With the length of the exhaust pipes and the volume of Abgasabführsystems decreases upstream of the radial turbine. The thermal inertia of the Abgasabführsystems also decreases by reducing the mass and the length of the involved exhaust pipes.

Auf diese Weise kann die Abgasenthalpie der heißen Abgase, die maßgeblich vom Abgasdruck und der Abgastemperatur bestimmt wird, optimal genutzt und ein schnelles Ansprechverhalten der Radialturbine gewährleistet werden. In this way, the exhaust enthalpy of the hot exhaust gases, which is largely determined by the exhaust pressure and the exhaust gas temperature, optimally used and a fast response of the radial turbine can be ensured.

Die Integration der Abgaskrümmer in den Zylinderkopf führt des Weiteren zu einer kompakten Bauweise des Zylinderkopfes und damit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine und gestattet ein dichtes Packaging der gesamten Antriebseinheit. Zudem kann auf diese Weise an einer gegebenenfalls im Zylinderkopf vorgesehenen Flüssigkeitskühlung partizipiert werden, so dass die Krümmer nicht aus thermisch hochbelastbarem und damit kostenintensiven Werkstoffen gefertigt werden müssen. The integration of the exhaust manifold in the cylinder head further leads to a compact design of the cylinder head and thus the internal combustion engine according to the invention and allows a dense packaging of the entire drive unit. In addition, in this way it is possible to participate in a liquid cooling system, which may be provided in the cylinder head, so that the manifolds do not have to be manufactured from thermally highly stressable and thus cost-intensive materials.

Die Verkürzung der Leitungslängen und die damit einhergehende Verkleinerung des Abgasvolumens stromaufwärts der Laufräder der Radialturbine unterstützt die Stoßaufladung im unteren Drehzahlbereich. The shortening of the line lengths and the concomitant reduction of the exhaust gas volume upstream of the impellers of the radial turbine support the boost charging in the lower speed range.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die zweiflutige Radialturbine eine Zwillingsstromturbine ist, bei der die beiden Fluten die zwei Laufräder – nebeneinander angeordnet – zumindest entlang eines bogenförmigen Abschnitts spiralförmig auf gleichgroßen Radien umschließen. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the twin-flow radial turbine is a twin-flow turbine are advantageous in which the two floods surround the two impellers, arranged side by side, at least along an arcuate section in a spiral to equal radii.

Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe, nämlich ein Verfahren zum Betreiben eines aufgeladenen Vierzylinder-Reihenmotors einer zuvor beschriebenen Art aufzuzeigen, bei dem die innenliegenden Zylinder eine erste Zylindergruppe und die außenliegenden Zylinder eine zweite Zylindergruppe bilden, wird gelöst durch ein Verfahren, bei dem die Verbrennung abwechselnd in einem innenliegenden Zylinder und in einem außenliegenden Zylinder initiiert wird. The second sub-problem underlying the invention, namely to show a method for operating a supercharged four-cylinder in-line engine of a type described above, in which the inner cylinder a first cylinder group and the outer cylinder form a second cylinder group is achieved by a method in which the Combustion is initiated alternately in an inner cylinder and in an outer cylinder.

Bei einer Brennkraftmaschine mit vier in Reihe angeordneten Zylindern ist es vorteilhaft, zwei Zylinder, die einen Zündabstand von 360°KW aufweisen, jeweils zu einer Zylindergruppe zusammen zu fassen bzw. abwechselnd einen innenliegenden Zylinder und einen außenliegenden Zylinder zu zünden. Dann weisen die Zylinder einer Gruppe den größtmöglichen thermodynamischen Versatz auf. In an internal combustion engine with four cylinders arranged in series, it is advantageous to take two cylinders, which have a firing interval of 360 ° CA, in each case to form a cylinder group or to alternately fire an inner cylinder and an outer cylinder. Then the cylinders of a group have the greatest possible thermodynamic offset.

Das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine Gesagte gilt ebenfalls für das erfindungsgemäße Verfahren. The comments made in connection with the internal combustion engine according to the invention also apply to the inventive method.

Bei Brennkraftmaschinen, bei denen sich die beiden Abgasabführsysteme der zwei Zylindergruppen durch Freigeben mindestens eines Überströmkanals miteinander verbinden lassen, sind Verfahrensvariante vorteilhaft, bei denen die beiden Abgasabführsysteme der zwei Zylindergruppen miteinander verbunden werden, um von der Stoßaufladung zur Stauaufladung zu wechseln. In internal combustion engines, in which the two exhaust gas removal systems of the two cylinder groups can be connected to each other by releasing at least one overflow channel, process variants are advantageous in which the two exhaust gas removal systems of the two cylinder groups are interconnected in order to change from the supercharging to the accumulation charge.

Vorteilhaft sind dabei Varianten, bei denen die beiden Abgasabführsysteme der zwei Zylindergruppen miteinander verbunden werden, wenn die Drehzahl eine erste vorgebbare Drehzahl übersteigt. In this case, variants are advantageous in which the two exhaust gas removal systems of the two cylinder groups are connected to one another when the rotational speed exceeds a first presettable rotational speed.

Vorteilhaft sind auch Varianten, bei denen die beiden Abgasabführsysteme der zwei Zylindergruppen miteinander verbunden werden, wenn die Last eine vorgebbare Last unterschreitet. Also advantageous are variants in which the two Abgasabführsysteme the two cylinder groups are connected together when the load falls below a predetermined load.

Vorteilhaft sind ebenfalls Varianten, bei denen die beiden Abgasabführsysteme der zwei Zylindergruppen miteinander verbunden werden, wenn die Abgasmenge eine erste vorgebbare Abgasmenge übersteigt. Also advantageous are variants in which the two Abgasabführsysteme the two cylinder groups are connected together when the amount of exhaust gas exceeds a first predetermined amount of exhaust gas.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und gemäß den 1a, 1b, 1c und 2 näher beschrieben. Hierbei zeigt: In the following, the invention will be described with reference to an embodiment and according to the 1a . 1b . 1c and 2 described in more detail. Hereby shows:

1a schematisch in einem Halbschnitt durch die Welle des Laufrades eine zweiflutige Radialturbine nach dem Stand der Technik in der Bauweise einer Zwillingsstromturbine mitsamt den Abgasströmen aus den Fluten, 1a schematically in a half section through the shaft of the impeller a double-flow radial turbine according to the prior art in the construction of a twin-flow turbine together with the exhaust gas streams from the floods,

1b am Beispiel der in 1a dargestellten Radialturbine den Zustand des Rückströmens von aus der zweiten Flut stammendem Abgas in die erste Flut, 1b the example of in 1a the illustrated radial turbine, the state of the backflow of exhaust gas from the second flood into the first flood,

1c das Turbinendruckverhältnis p_Flut2,in/p_Flut2,out der zweiten Flut auf der Ordinate über dem Strangdruckverhältnis p_Flut2,in/p_Flut1,in der beiden Fluten auf der Abszisse, und 2 schematisch in einem Halbschnitt durch die Welle der Laufräder die Radialturbine eines Abgasturboladers einer ersten Ausführungsform der aufgeladenen Brennkraftmaschine. 1c the turbine _{pressure ratio} p _{Flut2, in} / p _{Flut2, out of} the second flood on the ordinate over the strand pressure ratio p _{Flut2, in} / p _{Flut1, in} the two floods on the abscissa, and 2 schematically in a half section through the shaft of the wheels, the radial turbine of an exhaust gas turbocharger of a first embodiment of the supercharged internal combustion engine.

Die 1a, 1b und 1c wurden bereits im Zusammenhang mit dem Stand der Technik in der Beschreibungseinleitung erläutert, weshalb an dieser Stelle im Rahmen der Figurenbeschreibung keine weiteren Ausführungen zu diesen Figuren gemacht werden. The 1a . 1b and 1c have already been explained in connection with the prior art in the introduction, why at this point in the context of the description of the figures no further comments are made to these figures.

2 zeigt schematisch in einem Halbschnitt durch die Welle 8 der Laufräder 3a, 3b die Radialturbine 1 eines Abgasturboladers einer ersten Ausführungsform der aufgeladenen Brennkraftmaschine. 2 shows schematically in a half section through the shaft 8th the wheels 3a . 3b the radial turbine 1 an exhaust gas turbocharger of a first embodiment of the supercharged internal combustion engine.

Die dargestellte Radialturbine 1 ist als Zwillingsstromturbine 11 ausgebildet, bei der die beiden Fluten 1a, 1b die zwei Laufräder 3a, 3b nebeneinander angeordnet und zumindest entlang eines bogenförmigen Abschnitts spiralförmig auf gleichgroßen Radien umschließen. Jede Flut 1a, 1b der Radialturbine 1 ist via Gesamtabgasleitung mit einer der beiden Zylindergruppen verbunden (nicht dargestellt). The illustrated radial turbine 1 is as a twin-flow turbine 11 trained at the two floods 1a . 1b the two wheels 3a . 3b arranged side by side and at least along an arcuate portion spirally enclose on equal radii. Every tide 1a . 1b the radial turbine 1 is connected via total exhaust line with one of the two cylinder groups (not shown).

Die Radialturbine 1 ist mit zwei Laufrädern 3a, 3b ausgestattet, die in einem Turbinengehäuse 2 auf einer drehbaren Welle 8 gelagert sind. Die zwei Fluten 1a, 1b sind in Richtung der Laufräder 3a, 3b in Fortsetzung der Gesamtabgasleitungen mittels Gehäusewandung 2a abschnittsweise voneinander getrennt, wobei die Gehäusewandung 2a laufradseitig ein freies zungenartiges Ende aufweist und unter Ausbildung eines Zungenabstandes beabstandet zu den zwei Laufrädern 3a, 3b endet. Insofern besteht bei der in 2 dargestellten Radialturbine 1 eine Verbindung zwischen den Fluten 1a, 1b nahe der Laufräder 3a, 3b und eine Interaktion zwischen den Fluten 1a, 1b ist grundsätzlich möglich. The radial turbine 1 is with two wheels 3a . 3b equipped in a turbine housing 2 on a rotatable shaft 8th are stored. The two floods 1a . 1b are in the direction of the wheels 3a . 3b in continuation of the total exhaust gas lines by means of the housing wall 2a partially separated from each other, wherein the housing wall 2a impeller side has a free tongue-like end and spaced to form a tongue spacing spaced from the two wheels 3a . 3b ends. Insofar, the in 2 illustrated radial turbine 1 a connection between the floods 1a . 1b near the wheels 3a . 3b and an interaction between the floods 1a . 1b is possible in principle.

Jedes Laufrad 3a, 3b verfügt über eine senkrecht zur Welle 8 verlaufende tellerförmige Trägerplatte 4a, 4b mit einer Vorderseite 6a, 6b und einer Rückseite 7a, 7b. Auf den Vorderseiten 6a, 6b der Trägerplatten 4a, 4b schließen sich flügelartige Laufschaufeln 5a, 5b an, die jeweils entlang der Welle 8 verlaufen. Every impeller 3a . 3b has a perpendicular to the shaft 8th extending plate-shaped carrier plate 4a . 4b with a front side 6a . 6b and a back 7a . 7b , On the front pages 6a . 6b the carrier plates 4a . 4b wing-like blades close 5a . 5b on, each along the shaft 8th run.

Die beiden Laufräder 3a, 3b sind mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten 4a, 4b auf der Welle 8 angeordnet und zwar in der Art, dass sich die laufschaufelfreien Rückseiten 7a, 7b der Trägerplatten 4a, 4b gegenüber liegen und jedem Laufrad 3a, 3b eine Flut 1a, 1b zugeordnet ist. Dabei fluchten die tellerförmigen Trägerplatten 4a, 4b mit der Gehäusewandung 2a. The two wheels 3a . 3b are with opposite support plates 4a . 4b on the wave 8th arranged in such a way that the blade-free backs 7a . 7b the carrier plates 4a . 4b lie opposite and each impeller 3a . 3b a flood 1a . 1b assigned. The plate-shaped carrier plates are aligned 4a . 4b with the housing wall 2a ,

Die Radialturbine 1 weist in dem gezeigten Halbquerschnitt einen symmetrischen Aufbau auf. Auf diese Weise werden für beide Fluten 1a, 1b der zweiflutigen Radialturbine 1 laufradseitig gleiche Bedingungen geschaffen. Das aus der ersten Flut 1a stammende Abgas 9 sowie das aus der zweiten Flut 1b stammende Abgas 10 durchströmen das jeweilige Laufrad 3a, 3b auf ähnlichen, vorzugsweise gleichen, Strömungswegen, wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Radialturbine 1 erhöht wird. The radial turbine 1 has a symmetrical structure in the half-section shown. In this way, for both floods 1a . 1b the double-flow radial turbine 1 same conditions created on the impeller side. That from the first flood 1a originating exhaust 9 as well as from the second flood 1b originating exhaust 10 flow through the respective impeller 3a . 3b on similar, preferably equal, flow paths, thereby increasing the overall efficiency of the radial turbine 1 is increased.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Stand der Technik:

21: zweiflutige Radialturbine
21a: erste Flut
21b: zweite Flut
22: Turbinengehäuse
22a: Gehäusewandung
23: Laufrad
24: tellerförmige Trägerplatte des Laufrades
25: Laufschaufeln des Laufrades
26: Vorderseite der tellerförmigen Trägerplatte des Laufrades
27: Rückseite der tellerförmigen Trägerplatte des Laufrades
28: Drehachse, Welle
29: Abgasstrom der ersten Flut
30: Abgasstrom der zweiten Flut

State of the art:

21: double-flow radial turbine
21a: first tide
21b: second tide
22: turbine housing
22a: housing
23: Wheel
24: plate-shaped carrier plate of the impeller
25: Blades of the impeller
26: Front of the plate-shaped carrier plate of the impeller
27: Rear side of the plate-shaped carrier plate of the impeller
28: Rotation axis, shaft
29: Exhaust flow of the first tide
30: Exhaust flow of the second tide

Claims

Aufgeladene Brennkraftmaschine mit – mindestens einem Zylinderkopf mit mindestens zwei Zylindern, wobei jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem aufweist und sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt, – einem Ansaugsystem zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Ladeluft, und – mindestens einem Abgasturbolader, bei dem ein Verdichter im Ansaugsystem und eine zweiflutige Radialturbine (1) im Abgasabführsystem auf derselben drehbaren Welle (8) angeordnet sind, bei der – mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass sie zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden, – die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe unter Ausbildung eines Abgaskrümmers jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, und – die beiden Gesamtabgasleitungen mit der zweiflutigen Radialturbine (1), die mindestens ein in einem Turbinengehäuse (2) auf der drehbaren Welle (8) gelagertes Laufrad (3a, 3b) umfasst, in der Art verbunden sind, dass jeweils eine Gesamtabgasleitung mit einer der zwei Fluten (1a, 1b) der Radialturbine (1) verbunden ist, wobei die zwei Fluten (1a, 1b) in Richtung des mindestens einen Laufrades (3a, 3b) zumindest abschnittsweise – in Fortsetzung der Gesamtabgasleitungen – mittels Gehäusewandung (2a) voneinander getrennt sind und damit auch die Abgasabführsysteme der Zylindergruppen, dadurch gekennzeichnet, dass – die Radialturbine (1) mit zwei Laufrädern (3a, 3b) ausgestattet ist, und – jedes Laufrad (3a, 3b) über eine quer zur Welle (8) verlaufende tellerförmige Trägerplatte (4a, 4b) verfügt, die eine Vorderseite (6a, 6b) und eine Rückseite (7a, 7b) aufweist und an die sich einseitig auf der Vorderseite (6a, 6b) flügelartige Laufschaufeln (5a, 5b) anschließen, die entlang der Welle (8) verlaufen, wobei die zwei Laufräder (3a, 3b) mit sich gegenüber liegenden Trägerplatten (4a, 4b) auf der Welle (8) angeordnet sind, in der Art, dass sich die laufschaufelfreien Rückseiten (7a, 7b) der Trägerplatten (4a, 4b) gegenüber liegen und jedem Laufrad (3a, 3b) eine Flut (1a, 1b) zugeordnet ist. Supercharged internal combustion engine with - at least one cylinder head with at least two cylinders, each cylinder having at least one outlet opening for discharging the exhaust gases via Abgasabführsystem and connects to each outlet an exhaust pipe, - an intake system for supplying the internal combustion engine with charge air, and - at least one exhaust gas turbocharger, in which a compressor in the intake system and a double-flow radial turbine ( 1 ) in Abgasabführsystem on the same rotatable shaft ( 8th ) are arranged, in which - at least two cylinders are configured in such a way that they form two groups each having at least one cylinder, - merge the exhaust gas lines of the cylinders of each cylinder group to form an exhaust manifold to form an overall exhaust line, and - the two total exhaust gas lines with the double-flow radial turbine ( 1 ), which at least one in a turbine housing ( 2 ) on the rotatable shaft ( 8th ) stored impeller ( 3a . 3b ), are connected in such a way that in each case a total exhaust gas line with one of the two floods ( 1a . 1b ) of the radial turbine ( 1 ), the two floods ( 1a . 1b ) in the direction of the at least one impeller ( 3a . 3b ) at least in sections - in continuation of the total exhaust gas lines - by means of housing wall ( 2a ) and thus also the Abgasabführsysteme the cylinder groups, characterized in that - the radial turbine ( 1 ) with two wheels ( 3a . 3b ), and - each impeller ( 3a . 3b ) over a transverse to the shaft ( 8th ) extending plate-shaped carrier plate ( 4a . 4b ), which has a front side ( 6a . 6b ) and a back ( 7a . 7b ) and to which one-sided on the front ( 6a . 6b ) wing-like blades ( 5a . 5b ), along the shaft ( 8th ), whereby the two wheels ( 3a . 3b ) with opposite carrier plates ( 4a . 4b ) on the shaft ( 8th ) are arranged in such a way that the blade-free backs ( 7a . 7b ) of the carrier plates ( 4a . 4b ) and each impeller ( 3a . 3b ) a flood ( 1a . 1b ) assigned.

Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Fluten (1a, 1b) – in Fortsetzung der Gesamtabgasleitungen – bis hin zu den zwei Laufrädern (3a, 3b) mittels Gehäusewandung (2a) voneinander getrennt sind. Supercharged internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the two floods ( 1a . 1b ) - in continuation of the total exhaust pipes - up to the two wheels ( 3a . 3b ) by means of housing wall ( 2a ) are separated from each other.

Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die zwei Fluten (1a, 1b) zumindest abschnittsweise voneinander trennende Gehäusewandung (2a) laufradseitig ein freies zungenartiges Ende aufweist und unter Ausbildung eines Zungenabstandes beabstandet zu den zwei Laufrädern (3a, 3b) endet. Supercharged internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the two floods ( 1a . 1b ) at least partially separated from each other housing wall ( 2a ) impeller-side has a free tongue-like end and spaced to form a tongue spacing spaced from the two wheels ( 3a . 3b ) ends.

Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tellerförmigen Trägerplatten (4a, 4b) senkrecht zur Welle (8) verlaufen. Supercharged internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the plate-shaped carrier plates ( 4a . 4b ) perpendicular to the shaft ( 8th ).

Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tellerförmigen Trägerplatten (4a, 4b) mit der Gehäusewandung (2a) fluchten. Supercharged internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the plate-shaped carrier plates ( 4a . 4b ) with the housing wall ( 2a ) are aligned.

Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialturbine (1) zumindest in einem Halbquerschnitt, in dem die Welle (8) liegt, symmetrisch aufgebaut ist. Supercharged internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the radial turbine ( 1 ) at least in a half cross section, in which the shaft ( 8th ) is symmetrical.

Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils durch zwei benachbarte Laufschaufeln (5a, 5b) gebildeten Laufschaufelkanäle mindestens eines Laufrades (3a, 3b) im Austrittsbereich des Laufrades (3a, 3b) im Wesentlichen axial verlaufen. Supercharged internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that in each case by two adjacent blades ( 5a . 5b ) formed rotor channels of at least one impeller ( 3a . 3b ) in the exit area of the impeller ( 3a . 3b ) extend substantially axially.

Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter ein Radialverdichter ist. Supercharged internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the compressor is a centrifugal compressor.

Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylinderkopf mit vier entlang der Längsachse des Zylinderkopfes in Reihe angeordneten Zylindern vorgesehen ist. Supercharged internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a cylinder head is provided with four along the longitudinal axis of the cylinder head arranged in series cylinders.

Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegenden Zylinder eine erste Zylindergruppe und die außenliegenden Zylinder eine zweite Zylindergruppe bilden. Supercharged internal combustion engine according to claim 9, characterized in that the inner cylinder form a first cylinder group and the outer cylinder form a second cylinder group.

Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abgasabführsysteme der zwei Zylindergruppen durch Freigeben mindestens eines Überströmkanals miteinander verbindbar sind. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the two Abgasabführsysteme the two cylinder groups are connected to each other by releasing at least one overflow.

Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abgaskrümmer der zwei Zylindergruppen durch Freigeben mindestens eines Überströmkanals miteinander verbindbar sind. Internal combustion engine according to claim 11, characterized in that the two exhaust manifolds of the two cylinder groups can be connected to each other by releasing at least one overflow channel.

Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abgasabführsysteme der zwei Zylindergruppen durch Freigeben mindestens eines Überströmkanals zwischen den zwei Fluten (1a, 1b) miteinander verbindbar sind. Internal combustion engine according to claim 11, characterized in that the two Abgasabführsysteme the two cylinder groups by releasing at least one overflow between the two floods ( 1a . 1b ) are connectable to each other.

Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe innerhalb des Zylinderkopfes unter Ausbildung von zwei Abgaskrümmern jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas lines of the cylinder merge each cylinder group within the cylinder head to form two exhaust manifolds in each case to form an overall exhaust gas line.

Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiflutige Radialturbine (1) eine Zwillingsstromturbine ist, bei der die beiden Fluten (1a, 1b) die zwei Laufräder (3a, 3b) – nebeneinander angeordnet – zumindest entlang eines bogenförmigen Abschnitts spiralförmig auf gleichgroßen Radien umschließen. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the twin-flow radial turbine ( 1 ) is a twin-flow turbine, in which the two floods ( 1a . 1b ) the two wheels ( 3a . 3b ) - arranged side by side - at least along an arcuate portion spirally enclose on equal radii.

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung abwechselnd in einem innenliegenden Zylinder und in einem außenliegenden Zylinder initiiert wird. Method for operating an internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the combustion is initiated alternately in an inner cylinder and in an outer cylinder.