Die Erfindung betrifft eine Turbine für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.

Der DE 102013 002 894 B4 ist eine Turbine für einen Abgasturbolader als bekannt zu entnehmen, mit einem Turbinengehäuse, welches zumindest zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte und von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Fluten aufweist.

Des Weiteren offenbart die DE 102020 107 766 A1 eine Regelungsvorrichtung für einen Abgasführungsabschnitt für eines Abgasturboladers. Außerdem ist aus der

DE 10 2021 113262 A1 eine Regelvorrichtung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Turbine für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine sowie eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einer solchen Turbine zu schaffen, sodass ein besonders effizienter Betrieb realisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Turbine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Turbine für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine. Die Turbine weist ein Turbinengehäuse auf, welches zumindest zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte und von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Fluten aufweist. Die auch als Verbrennungsmotor oder Motor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine weist beispielsweise wenigstens einen oder mehrere Brennräume auf. In dem jeweiligen Brennraum laufen während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge ab. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt, woraus das Abgas resultiert. Das Gemisch umfasst Luft sowie einen vorzugsweise flüssigen Kraftstoff. Ferner ist es denkbar, dass es sich bei dem Kraftstoff um einen gasförmigen Kraftstoff handelt. Das Abgas kann aus dem jeweiligen Brennraum ausströmen und das Turbine durchströmen. Insbesondere kann das Abgas die auch als Abgasfluten bezeichneten Fluten durchströmen. Beispielsweise sind die Fluten mittels einer insbesondere zwischen den Fluten angeordneten Trennwand getrennt, insbesondere zumindest bereichsweise und ganz insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig.

Die Turbine weist ein in dem Turbinenrad, insbesondere drehbar, angeordnetes Turbinenrad auf, welches insbesondere in einem Aufnahmebereich des Turbinengehäuses aufgenommen ist. Das Turbinenrad ist von dem das Turbinengehäuse durchströmenden Abgas antreibbar und dadurch insbesondere um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse drehbar. Insbesondere kann das Abgas mittels der Fluten zu dem Turbinenrad, insbesondere zu dem und in den Aufnahmebereich, geführt werden, sodass beispielsweise das die Fluten durchströmende Abgas aus den Fluten ausströmen und das Turbinenrad anströmen und dadurch das Turbinenrad antreiben kann.

Die Turbine weist wenigstens einen Umgehungskanal auf, welcher auch als Bypass- oder Bypass-Kanal bezeichnet wird. Insbesondere ist denkbar, dass sich der Umgehungskanal zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, in dem Turbinengehäuse erstreckt, insbesondere direkt, durch das Turbinengehäuse begrenzt ist. Über den Umgehungskanal kann das Turbinenrad zumindest von einem Teil des das Turbinengehäuse durchströmenden Abgases umgangen werden. Mit anderen Worten kann zumindest der genannte Teil des Abgases das Turbinenrad über den Umgehungskanal umgehen. Das bedeutet, dass das den Umgehungskanal durchströmende und dadurch das Turbinenrad umgehende Abgas das Turbinenrad nicht antreibt. Dieses Umgehen des Turbinenrads durch das Abgas wird auch als Bypassieren, Abblasung oder Ablasen bezeichnet, sodass der den Umgehungskanal durchströmende und somit das Turbinenrad umgehende Teil des Abgases einen sogenannten Abblasemassenstrom bildet oder ist. Mit anderen Worten wird das den Umgehungskanal durchströmende und somit das Turbinenrad umgehende Abgas auch als Abblasemassenstrom oder Abblaseabgas bezeichnet.

Die Turbine weist auch wenigstens eine Durchströmöffnung auf, über welche die Fluten fluidisch miteinander verbindbar sind. Insbesondere ist die Durchströmöffnung beispielsweise in der Trennwand ausgebildet, insbesondere derart, dass die Durchströmöffnung entlang ihrer Umfangsrichtung vollständig umlaufend durch die Trennwand, insbesondere direkt, begrenzt ist. Insbesondere ist die Trennwand Bestandteil des Turbinengehäuses. Unter dem zuvor genannten Merkmal, dass die Fluten insbesondere mittels der Trennwand vollständig voneinander getrennt sein können, ist insbesondere zu verstehen, dass die Fluten dann vollständig voneinander getrennt sein können, wenn die Durchströmöffnung verschlossen, das heißt fluidisch versperrt ist. Insbesondere ist die Durchströmöffnung an einer Verbindungsstelle angeordnet, an welcher die Fluten über die Durchströmöffnung fluidisch miteinander verbindbar sind. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbindungsstelle die einzige Stelle in dem Turbinengehäuse ist, an der die Fluten fluidisch miteinander verbindbar sind.

Die Turbine weist auch ein Ventilelement auf, welches vorzugsweise in dem Turbinengehäuse angeordnet ist. Das Ventilelement ist zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung relativ zu dem Turbinengehäuse bewegbar, insbesondere verschwenkbar. In der Schließstellung sind der Umgehungskanal und die Durchströmöffnung mittels des Ventilelements gleichzeitig verschlossen, sodass die Fluten an der Verbindungsstelle fluidisch voneinander getrennt sind und sodass kein Abgas aus den Fluten in den Umgehungskanal einströmen kann, und sodass kein Abgas aus den Fluten das Turbinenrad umgehen kann. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass in der Schließstellung des Ventilelements die Durchströmöffnung mittels des Ventilelements, insbesondere vollständig, versperrt ist.

Beispielsweise weist der Umgehungskanal eine Einströmöffnung auf, welche beispielsweise entlang ihrer Umfangsrichtung vollständig umlaufend durch das Turbinengehäuse, insbesondere direkt, begrenzen ist. Dabei ist es denkbar, dass in der Schließstellung das Ventilelement die Einströmöffnung, insbesondere vollständig, verschließt. Somit sind beispielsweise in der Schließstellung mittels des Ventilelements die Durchströmöffnung und die Einströmöffnung gleichzeitig fluidisch versperrt, mithin verschlossen. In der wenigstens einen Offenstellung gibt das Ventilelement den Umgehungskanal und die Durchströmöffnung gleichzeitig jeweils bereichsweise frei, insbesondere derart, dass in der wenigstens einen Offenstellung das Ventilelement die Durchströmöffnung und die Einströmöffnung jeweils zumindest teilweise gleichzeitig freigibt. Somit ist in der Offenstellung der Umgehungskanal freigegeben, und gleichzeitig sind die Fluten an der Verbindungsstelle fluidisch miteinander verbunden, da die Durchströmöffnung zumindest teilweise freigegeben ist. Somit kann der zuvor genannte Abblasestrom aus den Fluten in den Umgehungskanal einströmen, beispielsweise dadurch, dass der Abblasemassenstrom die Einströmöffnung durchströmt, und in der Folge kann der Abblasemassenstrom den Umgehungskanal durchströmen und somit das Turbinenrad umgehen. Insbesondere ist es denkbar, dass das Ventilelement bei einer insbesondere relativ zu dem Turbinengehäuse erfolgenden Verstellung oder Bewegung des Ventilelements aus der Schließstellung in die wenigstens eine Offenstellung gleichzeitig sowohl den Umgehungskanal, insbesondere die Einströmöffnung, als auch die Durchströmöffnung freigibt, sodass beispielsweise keine Stellung des Ventilelements existiert, in der das Ventilelement den Umgehungskanal freigibt und die Durchströmöffnung versperrt, und vorzugsweise gibt es keine Stellung des Ventilelements, in der das Ventilelement den Umgehungskanal versperrt und die Durchströmöffnung freigibt. Somit können gleichzeitig sowohl eine besonders vorteilhafte Flutenverbindung als auch eine besonders vorteilhafte Abblasung dargestellt werden.

Um nun einen besonders effizienten Betrieb der Turbine und somit der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in der wenigstens einen Offenstellung ein erster Oberflächenbereich des Ventilelements und ein zweiter Oberflächenbereich des Turbinengehäuses einen ersten Strömungsquerschnitt, insbesondere jeweils direkt, begrenzen, welcher von dem Abblasemassenstrom auf dessen Weg von der jeweiligen Flut zu dem Umgehungskanals, insbesondere zu der Einströmöffnung, durchströmbar ist. Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in der wenigstens einen Offenstellung ein von dem ersten Oberflächenbereich beabstandeter, dritter Oberflächenbereich des Ventilelements und ein von dem zweiten Oberflächenbereich beabstandeter, vierter Oberflächenbereich des Turbinengehäuses einen zweiten Strömungsquerschnitt, insbesondere direkt, begrenzen, welcher von dem Abblasemassenstrom auf dessen Weg von der jeweiligen Flut zu dem Umgehungskanal, insbesondere der Einströmöffnung, durchströmbar ist. In Strömungsrichtung des in der wenigstens einen Offenstellung von der jeweiligen Flut hin zu dem Umgehungskanal, insbesondere der Einströmöffnung, strömenden Abblasemassenstroms ist der zweite Strömungsquerschnitt stromab des ersten Strömungsquerschnitts angeordnet, sodass in der wenigstens einen Offenstellung der Abblasemassenstrom auf dessen Weg von der jeweiligen Flut zu dem Umgehungskanal, insbesondere der Einströmöffnung, zunächst durch den ersten Strömungsquerschnitt und daraufhin durch den zweiten Strömungsquerschnitt hindurchströmt, welcher von dem ersten Strömungsquerschnitt beabstandet ist. Die Strömungsquerschnitte sind somit in Reihe geschaltet.

Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der erste Strömungsquerschnitt und der zweite Strömungsquerschnitt jeweils kleiner sind als alle in Strömungsrichtung des in der wenigstens einen Offenstellung von dem ersten Strömungsquerschnitt hin zu dem zweiten Strömungsquerschnitt strömenden Abblasemassenstroms zwischen dem ersten Strömungsquerschnitt und dem zweiten Strömungsquerschnitt, mithin stromab des ersten Strömungsquerschnitts und stromauf des zweiten Strömungsquerschnitts, angeordnete und von dem Abblasemassenstrom auf dessen Weg von dem ersten Strömungsquerschnitt zu dem zweiten Strömungsquerschnitt durchströmbare Strömungsquerschnitte. Daher sind oder bilden der erste Strömungsquerschnitt und der zweite Strömungsquerschnitt jeweilige Engstellen, die von dem Abblasemassenstrom auf dessen Weg von der jeweiligen Flut hin zu dem Umgehungskanal, insbesondere der Einströmöffnung, durchströmt werden. Der Abblasemassenstrom strömt auf seinem Weg von der jeweiligen Flut zu dem Umgehungskanal, insbesondere der Einströmöffnung, durch die Engstellen sowie durch die genannten, zwischen den Engstellen angeordneten Strömungsquerschnitte, wobei alle zwischen den Engstellen angeordneten Strömungsquerschnitte, die von dem Abblasemassenstrom auf dessen Weg von der jeweiligen Flut zu dem Umgehungskanal durchströmt werden, größer als die Engstellen sind. Die Engstellen sind oder bilden somit zwei in Reihe geschaltete Drosseln, welche eine besonders effektive Spaltreduzierung bewirken und somit im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen Funktionsbereiche ermöglichen, die bisher bei herkömmlichen Lösungen in Zusammenspiel mit einer auch als Flutenverbindungsfläche bezeichneten Fläche der Durchströmöffnung, deren Flutenverbindungsfläche beispielsweise von dem Abgas auf dessen Weg von einer der Fluten über die Durchströmöffnung in die andere der Fluten durchströmbar ist, unerreichbar waren. Mit anderen Worten, da in der wenigstens einen Offenstellung das Ventilelement die Durchströmöffnung freigibt, ist in der wenigstens einen Offenstellung ermöglicht, dass zumindest ein Teil des Abgases von oder aus einer der Fluten die zumindest teilweise freigegebene Durchströmöffnung durchströmt und somit in die andere der Fluten einströmt beziehungsweise umgekehrt. In der wenigstens einen Offenstellung sind somit die Fluten über die Durchströmöffnung fluidisch miteinander verbunden, was auch als Flutenverbindung bezeichnet wird. In der Schließstellung ist die Durchströmöffnung fluidisch versperrt, sodass die Fluten zumindest an der Verbindungsstelle fluidisch voneinander getrennt sind, was auch als Flutentrennung bezeichnet wird. Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Der Umgehungskanal und das Ventilelement sind beispielsweise Bestandteile einer Abblasevorrichtung, da mittels des Umgehungskanals und mittels des Ventilelements das zuvor beschriebene Abblasen bewirkt werden kann. Insbesondere kann mittels des Ventilelements eine Menge des den Umgehungskanal durchströmenden und somit das Turbinenrad umgehenden Abgases eingestellt werden. Die Gestaltung von solchen Abblasevorrichtungen und insbesondere von zweiflutigen Turbinen umfasst üblicherweise einen Zielkonflikt zwischen der Flutenverbindung, mithin der fluidischen Verbindung der Fluten über die Durchströmöffnung, und dem Abblasen des Abgases. Dabei wird das Ventilelement als Stellorgan verwendet, um bedarfsweise zwischen der Flutentrennung und der Flutenverbindung umzuschalten und bedarfsweise den Umgehungskanal freizugeben und zu versperren. Das Ventilelement wird üblicherweise hinsichtlich seiner Geometrie, mithin geometrisch an jeweilige Anforderungen angepasst, insbesondere optimiert, insbesondere mit dem Ziel, einen hohen Wirkungsgrad der Turbine zu realisieren. Das Ventilelement ist oder umfasst einen Strömungskörper, der bewegt wird, um zwischen der Flutenverbindung und der Flutentrennung umzuschalten und um den Umgehungskanal wahlweise freizugeben oder zu versperren. Dabei entstehen üblicherweise zwei Funktionsflächen. Diese bilden, insbesondere stets, die strömungstechnisch engsten Flächen zu einer Umgebung aus. Einer der Flächen ist eine Flutenverbindungsfläche, über welche die Fluten insbesondere in der wenigstens einen Offenstellung fluidisch miteinander verbunden sind, und die andere der Flächen ist eine Abblasefläche, über welche beispielsweise der Abblasemassenstrom die Einströmöffnung durchströmen beziehungsweise in den Umgehungskanal einströmen kann. Wünschenswert ist, insbesondere die Abblasefläche zu minimieren, mithin möglich gering zu halten, gleichzeitig jedoch funktionsbedingt minimale Spalte aufrechtzuerhalten, um eine mechanische Beweglichkeit des Ventilelements insbesondere relativ zu dem Turbinengehäuse zu ermöglichen. Um dem oben beschriebenen Zielkonflikt zu begegnen, werden bei der Erfindung die Engstellen vorgesehen. Der Abblasemassenstrom muss somit auf seinem Weg von der jeweiligen Flut zu dem Umgehungskanal, insbesondere der Einströmöffnung, zunächst den ersten Strömungsquerschnitt, welcher beispielsweise ein erster Spalt ist oder durch einen ersten Spalt gebildet ist, und daraufhin durch den zweiten Strömungsquerschnitt, welcher beispielsweise ein zweiter Spalt ist oder durch einen zweiten Spalt gebildet ist, hindurchströmen. Hierdurch kann beispielsweise die Abblasefläche in der wenigstens einen Offenstellung und somit bei geöffneter Abblasevorrichtung beziehungsweise geöffnetem Ventilelement vorteilhaft gering gehalten werden, wodurch die Flutenverbindung im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen verbessert werden kann. Dadurch können besonders hohe Wirkungsgrade der Turbine erreicht werden. Insbesondere in Verbindung mit zweiflutigen, insbesondere mehrflutigen, Turbinen kann dadurch ein Zielkonflikt zwischen Ladedruckaufbau im Bereich niedriger Motordrehzahlen und gleichzeitig hohem Ladedruck und Wirkungsgrad bei Nenndrehzahl aufgelöst oder verbessert werden. In der Folge kann ein besonders kraftstoffverbrauchs- und somit CC>2-emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden.

Um einen besonders effizienten Betrieb zu ermöglichen, ist es in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der erste Strömungsquerschnitt und der zweite Strömungsquerschnitt jeweils kleiner sind als alle in Strömungsrichtung des von der jeweiligen Flut zu dem ersten Strömungsquerschnitt strömenden Abblasemassenstroms stromauf des ersten Strömungsquerschnitts und stromab der jeweiligen Flut angeordneten, von dem Abblasemassenstrom auf dessen Weg von der jeweiligen Flut zu dem ersten Strömungsquerschnitt durchströmbaren Strömungsquerschnitte.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Strömungsquerschnitt und der zweite Strömungsquerschnitt jeweils kleiner sind alle in Strömungsrichtung des von der jeweiligen Flut zu dem Umgehungskanal, insbesondere der Einströmöffnung, durchströmenden Abblasemassenstroms stromab des zweiten Strömungsquerschnitts und stromauf des Umgehungskanals, insbesondere der Einströmöffnung, angeordneten und von dem Abblasemassenstrom auf dessen Weg von der jeweiligen Flut zu dem Umgehungskanals, insbesondere der Einströmöffnung, durchströmbaren Strömungsquerschnitte. Dadurch kann ein besonders hoher Wirkungsgrad der Turbine realisiert werden. Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Ventilelement eine erste Dichtfläche aufweist, welche zum Versperren des Umgehungskanals, insbesondere der Einströmöffnung, an einer korrespondierenden, zweiten Dichtfläche des Turbinengehäuses, insbesondere direkt, anliegt und in der wenigstens einen Offenstellung zumindest teilweise von der zweiten Dichtfläche beabstandet ist. Hierdurch kann der Umgehungskanal effektiv und effizient versperrt werden, sodass ein besonders effizienter Betrieb darstellbar ist.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der dritte Oberflächenbereich durch die erste Dichtfläche und der vierte Oberflächenbereich durch die zweite Dichtfläche gebildet ist. Dadurch kann der zweite Strömungsquerschnitt besonders vorteilhaft ausgebildet werden, sodass ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb darstellbar ist. Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der zweite Oberflächenbereich durch eine auch als Vorsprung bezeichnete Ausbuchtung des Turbinengehäuses gebildet ist, dessen Ausbuchtung gegenüber einem sich zu dem Umgehungskanal, insbesondere zu der Einströmöffnung, hin an die Ausbuchtung anschließenden Teilbereich des Turbinengehäuses und in der wenigstens einen Offenstellung zu dem Ventilelement hin erhaben ist. Dadurch kann der erste Strömungsquerschnitt vorteilhaft klein gestaltet werden, und das auf besonders einfache Weise, wodurch ein besonders effizienter Betrieb darstellbar ist.

Dabei hat es sich zur Realisierung eines besonders effektiven und effizienten Betriebs als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Ausbuchtung konvex ist.

Um besonders strömungsgünstige Bedingungen und somit einen besonders effizienten Betrieb schaffen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Ausbuchtung einen Radius aufweist beziehungsweise durch einen Radius gebildet ist.

Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der erste Oberflächenbereich des Ventilelements gekrümmt, insbesondere konvex, ist. Dadurch können besonders gute Strömungsbedingungen realisiert werden, sodass ein besonders effizienter Betrieb darstellbar ist.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, wobei die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als Ottomotor oder aber als Dieselmotor ausgebildet sein kann. Die Verbrennungskraftmaschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist wenigstens eine Turbine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Turbine für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine;

Fig. 2 ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht der Turbine, wobei sich ein Ventilelement in seiner Schließstellung befindet;

Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht der Turbine gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Turbine, wobei sich das Ventilelement in einer ersten Offenstellung befindet;

Fig. 5 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Turbine, wobei sich das Ventilelement in einer zweiten Offenstellung befindet; und

Fig. 6 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht der Turbine gemäß Fig. 5.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht einer Turbine 10 für einen Abgasturbolader einer in den Figuren nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet und weist mehrere Brennräume auf, wobei der jeweilige Brennraum beispielsweise durch einen jeweiligen Zylinder zumindest teilweise begrenzt ist. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine, deren befeuerter Betrieb auch als gefeuerter Betrieb bezeichnet wird, laufen in dem jeweiligen Brennraum Verbrennungsvorgänge ab, aus welchen Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Insbesondere kann ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug mit der Verbrennungskraftmaschine ausgestattet und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen Kraftwagen.

Die Turbine 10 weist ein in Fig. 1 ausschnittsweise erkennbares Turbinengehäuse 12 mit einem in Fig. 1 nicht erkennbaren Aufnahmeraum auf. In dem Aufnahmeraum ist ein in den Figuren nicht erkennbares Turbinenrad der Turbine 10 aufgenommen. Das Turbinenrad ist um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse 12 drehbar. Das Turbinengehäuse 12 weist darüber hinaus wenigstens oder genau zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte Fluten 14 und 16 auf. Wie durch Richtungspfeile 18 und 20 veranschaulicht ist, sind die Fluten 14 und 16 von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbar. In Fig. 1 ist eine auch als Trennwand oder Trennwandung oder Zwischenwand bezeichnete Zwischenwandung 22 des Turbinengehäuses 12 erkennbar. Mittels der Zwischenwandung 22 sind die Fluten 14 und 16 fluidisch voneinander getrennt.

Ein erster Teil oder eine erste Gruppe der Brennräume ist beispielsweise mit der Flut 14 fluidisch verbunden, sodass das Abgas aus der ersten Gruppe der Brennräume zu der und in die Flut 14 zusammengeführt wird. Ein von dem ersten Teil unterschiedlicher und zusätzlich zu dem ersten Teil vorgesehener, zweiter Teil beziehungsweise eine zweite Gruppe der Brennräume ist fluidisch mit der Flut 16 verbunden, sodass das Abgas aus der zweiten Gruppe zu der oder in die Flut 16 zusammengeführt wird. Mit anderen Worten wird somit das Abgas aus den zu der ersten Gruppe gehörenden Brennräumen der Flut 14 zugeführt, wobei oder während das Abgas aus den zu der zweiten Gruppe gehörenden Brennräumen der Flut 16 zugeführt wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt fördern die zu der ersten Gruppe gehörenden Brennräume ihr Abgas zu der und in die Flut 14, wobei die zu der zweiten Gruppe gehörenden Brennräume ihr Abgas zu der und in die Flut 16 fördern.

Sind die Fluten 14 und 16 fluidisch voneinander getrennt, so wird dies auch als Flutentrennung bezeichnet. Durch diese Flutentrennung ist gegenüber den Brennräumen insgesamt eine Verkleinerung von abgasführenden Volumina zwischen den Brennräumen und dem Turbinenrad geschaffen, was zum Effekt der sogenannten Stoßaufladung führen kann. Mit anderen Worten sind der Abgasturbolader und somit die Verbrennungskraftmaschine durch die Flutentrennung in einem Stoßaufladebetrieb betreibbar, in welchem die Verbrennungskraftmaschine mittels der Stoßaufladung aufgeladen, das heißt mit verdichteter Luft versorgt wird. Die Turbine 10 umfasst einen Umgehungskanal 24, welcher sich zumindest teilweise in das Turbinengehäuse 12 erstrecken kann. Über den Umgehungskanal 24 ist das Turbinenrad zumindest von einem Teil des Abgases zu umgehen. Mit anderen Worten ist mittels des Umgehungskanals 24 zumindest ein Teil des Abgases aus den Brennräumen in Strömungsrichtung des Abgases stromauf des Turbinenrads abzweigbar und insbesondere in den Umgehungskanal 24 einleitbar, sodass das abgezweigte und den Umgehungskanal 24 durchströmende Abgas das Turbinenrad umgeht und somit nicht antreibt. Das den Umgehungskanal 24 durchströmende und somit das Turbinenrad umgehende Abgas, mithin der den Umgehungskanal 24 durchströmende und somit das Turbinenrad umgehende Teil des Abgases ist oder bildet einen Abblasemassenstrom.

Die Turbine 10 weist darüber hinaus ein Ventilelement 26, welches zwischen einer in Fig. 1 durch durchgezogene Linie gezeigten Schließstellung und wenigstens einer in Fig. 1 durch gestrichelte Linien gezeigten Offenstellung relativ zu dem Turbinengehäuse 12 bewegbar, insbesondere verschwenkbar, ist. Die Schließstellung ist auch in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Fig. 4 zeigt die wenigstens eine Offenstellung, welche auch als erste Offenstellung bezeichnet wird. Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Offenstellung des Ventilelements 26. Insbesondere ist es denkbar, dass die Schließstellung und die zweite Offenstellung jeweilige Endstellungen des Ventilelements 26 sind, sodass das Ventilelement 26 relativ zu dem Turbinengehäuse 12 zwischen den Endstellungen und von Endstellung zu Endstellung bewegt, jedoch nicht über die jeweilige Endstellung hinausbewegt werden kann. Auf seinem Weg von einer der Endstellungen in die andere Endstellung kommt es das Ventilelement 26 in die erste Offenstellung, mithin in die wenigstens eine Offenstellung. Wenn im Folgenden die Rede von der Offenstellung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die wenigstens eine Offenstellung, mithin die erste Offenstellung zu verstehen.

Um das Ventilelement 26 relativ zu dem Turbinengehäuse 12 bewegen und somit verstellen zu können, ist das Ventilelement 26 bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem Schwenkarm 28 gekoppelt, welcher um eine Schwenkachse 30 relativ zu dem Turbinengehäuse 12 verschwenkbar ist. Somit ist das Ventilelement 26 zwischen der Schließstellung und der zweiten Offenstellung und somit zwischen der Schließstellung und der ersten Offenstellung um die Schwenkachse 30 relativ zu dem Turbinengehäuse 12 verschwenkbar. In der Schließstellung ist der Umgehungskanal 24 mittels des Ventilelements 26 fluidisch versperrt, das heißt verschlossen, sodass kein Abgas aus den Fluten 14 und 16 in den Umgehungskanal 24 strömen und diesen durchströmen kann. In der wenigstens einen Offenstellung und auch in der zweiten Offenstellung gibt das Ventilelement 26 den Umgehungskanal 24 frei, sodass der Umgehungskanal 24 freigegeben ist. Durch das Bewegen des Ventilelements 26 aus der Schließstellung in die Offenstellung und durch das damit einhergehende Freigeben des Umgehungskanals 24 kann ein Ladedruck des Abgasturboladers eingestellt, insbesondere gesteuert oder geregelt, werden.

Insbesondere kann der Ladedruck eingestellt werden, indem durch relativ zu dem Turbinengehäuse 12 erfolgendes Bewegen des Ventilelements 26 eine den Umgehungskanal 24 durchströmende Menge des Abgases eingestellt, das heißt variiert wird.

Die Turbine 10 weist auch eine stromauf des Turbinenrads angeordnete Durchströmöffnung 32 auf, welche vorliegend in der Zwischenwandung 22 ausgebildet ist. Über die Durchströmöffnung 32 sind die Fluten 14 und 16 fluidisch miteinander verbindbar ist, insbesondere an einer Verbindungsstelle, an welcher die Durchströmöffnung 32 angeordnet ist. Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, zweigt von der Flut 14 ein erster Abzweigkanal 34 ab, wobei von der Flut 16 ein zweiter Abzweigkanal 36 abzweigt. Der fluidisch mit der Flut 14 verbundene Abzweigkanal 34 ist über die Durchströmöffnung 32 fluidisch mit dem fluidisch mit der Flut 16 verbundenen Abzweigkanal 36 verbindbar.

Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, ist die Durchströmöffnung 32 in der Schließstellung des Ventilelements 26 mittels des Ventilelements 26 ebenfalls fluidisch versperrt, das heißt verschlossen. Wird nun das Ventilelement 26 aus seiner Schließstellung in die wenigstens eine Offenstellung verstellt, so werden die Fluten 14 und 16 fluidisch miteinander verbunden, indem das Ventilelement 26 die Durchströmöffnung 32 zumindest teilweise freigibt, und gleichzeitig gibt das Ventilelement 26 den Umgehungskanal 24, insbesondere eine Einströmöffnung des Umgehungskanals 24, zumindest teilweise frei. Über die Einströmöffnung kann der Abblasemassenstrom aus den Fluten 14 und 16 in den Umgehungskanal 24 einströmen, wobei beispielsweise in der Schließstellung das Ventilelement 26 mittels des Ventilelements 26 die Einströmöffnung fluidisch versperrt ist. Durch zumindest teilweises Freigeben der Durchströmöffnung 32 werden die Fluten 14 und 16 fluidisch miteinander verbunden, was auch als Flutenverbindung bezeichnet wird. Durch Freigeben der Durchströmöffnung 32, das heißt durch fluidisches Verbinden der Fluten 14 und 16 miteinander, kann beispielsweise von der Stoßaufladung zu einer oder in eine Stauaufladung umgeschaltet werden. Das Ventilelement 26 gibt bei einer Verstellung des Ventilelements 26 aus der Schließstellung in die wenigstens eine Offenstellung gleichzeitig sowohl den Umgehungskanal 24 als auch die Durchströmöffnung 32 frei, sodass es beispielsweise keine Stellung des Ventilelements gibt, in der das Ventilelement den Umgehungskanal 24 versperrt und die Durchströmöffnung 32 freigibt, und vorzugsweise gibt es auch keine Stellung des Ventilelements 26, in der das Ventilelement 26 den Umgehungskanal freigibt und die Durchströmöffnung 32 versperrt. Wird das Ventilelement 26 somit aus der Schließstellung herausbewegt, insbesondere Richtung der wenigstens einen Offenstellung, so werden unmittelbar und gleichzeitig sowohl die Durchströmöffnung 32 als auch der Umgehungskanal 24 freigegeben.

Um nun einen besonders effizienten Betrieb der Turbine 10 realisieren zu können, ist es bei der Turbine 10 vorgesehen, dass, wie besonders gut aus Fig. 4 erkennbar ist, in der wenigstens einen, in Fig. 4 gezeigten Offenstellung des Ventilelements 26 ein erster Oberflächenbereich 38 des Ventilelements 26 und ein zweiter Oberflächenbereich 40 des Turbinengehäuses 12 einen in der wenigstens einen Offenstellung von dem Abblasemassenstrom auf dessen Weg von der jeweiligen Flut 14, 16 zu dem Umgehungskanal 24, insbesondere zu der Einströmöffnung, durchströmbaren, ersten Strömungsquerschnitt Q1 begrenzen. Außerdem ist es vorgesehen, dass in der wenigstens einen Offenstellung ein von dem ersten Oberflächenbereich 38 beabstandeter, dritter Oberflächenbereich 42 des Ventilelements 26 und ein von dem zweiten Oberflächenbereich 40 beabstandeter, vierter Oberflächenbereich 44 des Turbinengehäuses 12 einen in der wenigstens einen Offenstellung von dem Abblasemassenstrom auf dessen Weg von der jeweiligen Flut 14, 16 zu dem Umgehungskanal 24, insbesondere zu der Einströmöffnung, durchströmbaren und stromab des ersten Strömungsquerschnitts Q1 angeordneten, zweiten Strömungsquerschnitt Q2 begrenzen. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass der erste Strömungsquerschnitt Q1 und der zweite Strömungsquerschnitt Q2 jeweils kleiner sind als alle in Strömungsrichtung des von dem ersten Strömungsquerschnitt Q1 zu dem zweiten Strömungsquerschnitt Q2 strömenden Abblasemassenstroms zwischen dem ersten Strömungsquerschnitt Q1 und dem zweiten Strömungsquerschnitt Q2 angeordnete und von dem Abblasemassenstrom auf dessen Weg von dem Strömungsquerschnitt Q1 zu dem Strömungsquerschnitt Q2 durchströmbare Strömungsquerschnitte. Dadurch sind oder bilden die Strömungsquerschnitte Q1 und Q2 zwei in Reihe geschaltete Drosseln, welche einen besonders effizienten Betrieb ermöglichen. Um das Ventilelement 26 aus der Schließstellung in die wenigstens eine, in Fig. 4 gezeigte Offenstellung zu bewegen, wird das Ventilelement 26 beispielsweise um höchstens 10 Grad, insbesondere um, ganz insbesondere genau, 5 Grad, aus der Schließstellung heraus in Richtung der zweiten Offenstellung verschwenkt, sodass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die vorigen und folgenden Ausführungen zu den Strömungsquerschnitten Q1 und Q2 für die wenigstens eine Offenstellung und für alle anderen Offenstellungen gilt, die zwischen der Schließstellung und der wenigstens einen Offenstellung liegen.

Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Ventilelement 26, wie besonders gut aus Fig. 5 erkennbar ist, eine erste Dichtfläche 46 auf, welche zum Versperren des Umgehungskanals 24 an einer korrespondierenden, zweiten Dichtfläche 48 des Turbinengehäuses 12, insbesondere direkt, anliegt und in der wenigstens einen Offenstellung sowie vorzugsweise auch in allen anderen, zwischen der Schließstellung und der wenigstens einen Offenstellung liegenden Offenstellung des Ventilelements 26, zumindest teilweise von der zweiten Dichtfläche 48 beabstandet ist. Dabei ist beispielsweise der dritte Oberflächenbereich 42 durch die Dichtfläche 46 gebildet, und beispielsweise ist der vierte Oberflächenbereich 44 durch die Dichtfläche 48 gebildet.

Besonders gut aus Fig. 5 ist außerdem erkennbar, dass der zweite Oberflächenbereich 40 durch eine Ausbuchtung 50 des Turbinengehäuses 12 gebildet ist, dessen Ausbuchtung 50 gegenüber einem sich zu dem Umgehungskanal 24 hin an die Ausbuchtung 50 anschließenden Teilbereich 52 des Turbinengehäuses 12 und in der wenigstens einen Offenstellung zu dem Ventilelement 26 hin erhaben ist, mithin absteht. Dabei ist die Ausbuchtung 50 konvex. Insbesondere weist die Ausbuchtung 50 einen in Fig. 2 mit R bezeichneten Radius auf. Daher ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Oberflächenbereich 38 gekrümmt, insbesondere konvex, ist.