DE102024116816A1

DE102024116816A1 - Drive unit for a motor vehicle, in particular for a motor car, as well as motor vehicle

Info

Publication number: DE102024116816A1
Application number: DE102024116816.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Waldhaeusl; Klaus Oppenauer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2024-06-14
Filing date: 2024-06-14
Publication date: 2025-12-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem mit einem Brennstoff und mit Luft versorgbaren Energiewandler (2), mit einem von der Luft durchströmbaren Einlasstrakt (4), mittels welchem die den Einlasstrakt (4) durchströmende Luft dem Energiewandler (2) zuführbar ist, mit einem in dem Einlasstrakt (4) angeordneten Verdichter (6), welcher ein Verdichterrad (7), mittels welchem die den Einlasstrakt (4) durchströmende Luft zu verdichten ist, und einen stromauf des Verdichterrads (7) angeordneten Eintrittsbereich (10) aufweist, über welchen die Luft dem Verdichterrad (7) zuführbar ist, und mit einer Drallerzeugungseinrichtung (11), welche eine stromauf des Verdichterrads (7) in den Eintrittsbereich (10) mündende und von einem Gas durchströmbare Kanalanordnung (12) aufweist, mittels welcher das die Kanalanordnung (12) durchströmende Gas stromauf des Verdichterrads (7) derart in den Eintrittsbereich (10) einleitbar ist, dass das aus der Kanalanordnung (12) ausströmende und dadurch in den Eintrittsbereich (10) einströmende Gas eine drallförmige Strömung der Luft bewirkt. The invention relates to a drive device (1) for a motor vehicle, comprising at least one energy converter (2) that can be supplied with fuel and air, an inlet tract (4) through which air can flow, by means of which the air flowing through the inlet tract (4) can be supplied to the energy converter (2), a compressor (6) arranged in the inlet tract (4), which has a compressor wheel (7) by means of which the air flowing through the inlet tract (4) is to be compressed, and an inlet area (10) arranged upstream of the compressor wheel (7), through which the air can be supplied to the compressor wheel (7), and a swirl generation device (11) which has a channel arrangement (12) opening upstream of the compressor wheel (7) into the inlet area (10) and through which a gas can flow, by means of which the gas flowing through the channel arrangement (12) can be introduced upstream of the compressor wheel (7) into the inlet area (10) in such a way that that the gas flowing out of the channel arrangement (12) and thereby into the inlet area (10) causes a swirling flow of air.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit einer solchen Antriebseinrichtung.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, in particular for a car, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle, in particular a car, with such a drive device.

Der EP 2 137 397 B1 ist eine Anordnung zur Versorgung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsluftstrom als bekannt zu entnehmen. Die KR 20130091445 A offenbart ein Gasfolien-Gleitlager. Außerdem ist aus der US 2007/0271921 A1 ein Verdichter bekannt.The EP 2 137 397 B1 An arrangement for supplying a combustion air stream to an internal combustion engine of a motor vehicle is known. KR 20130091445 A reveals a gas foil sliding bearing. Furthermore, the US 2007/0271921 A1 a compressor is known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Antriebseinrichtung zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb der Antriebseinrichtung realisiert werden kann.The object of the present invention is to create a drive device for a motor vehicle and a motor vehicle with such a drive device, so that a particularly advantageous operation of the drive device can be realized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by a drive device with the features of claim 1 and by a motor vehicle with the features of claim 10. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Antriebseinrichtung aufweist und mittels der Antriebseinrichtung antreibbar ist. Die Antriebseinrichtung weist wenigstens einen Energiewandler auf, welcher mit einem beispielsweise flüssigen oder gasförmigen Brennstoff sowie mit, insbesondere verdichteter, Luft, welche auch als Frischluft oder Verbrennungsluft bezeichnet wird, versorgbar ist. Dies bedeutet, dass bei einem Verfahren zum Betreiben der Antriebseinrichtung der Energiewandler mit dem Brennstoff und mit der Verbrennungsluft versorgt wird. Insbesondere wird bei dem Verfahren insbesondere mittels der Antriebseinrichtung das Kraftfahrzeug angetrieben. A first aspect of the invention relates to a drive device for a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle, which is preferably designed as a motor car, in particular a passenger car. This means that the motor vehicle, in its fully manufactured state, has the drive device and can be driven by means of the drive device. The drive device has at least one energy converter, which can be supplied with, for example, a liquid or gaseous fuel and with, in particular, compressed, air, which is also referred to as fresh air or combustion air. This means that in a method for operating the drive device, the energy converter is supplied with the fuel and with the combustion air. In particular, in the method, the motor vehicle is driven, especially by means of the drive device.

Beispielsweise ist oder wird aus der Verbrennungsluft und dem Brennstoff ein Gemisch erzeugbar oder erzeugt, welches beispielsweise verbrannt wird. Unter dem Verbrennen des Gemisches ist insbesondere zu verstehen, dass der Brennstoff mit der Luft, das heißt mit in der Luft enthaltenem Sauerstoff oxidierbar oder oxidiert wird.For example, a mixture can be produced from the combustion air and the fuel, which is then burned. The combustion of the mixture specifically means that the fuel is oxidized or becomes oxidized with the air, that is, with the oxygen contained in the air.

Die Antriebseinrichtung weist einen von der Verbrennungsluft durchströmbaren Einlasstrakt auf, mittels welchem zum Versorgen des Energiewandlers mit der Luft (Verbrennungsluft) die den Einlasstrakt durchströmende Verbrennungsluft dem Energiewandler zuführbar ist. Wenn im Folgenden von der Luft die Rede ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die Verbrennungsluft zu verstehen.The drive unit has an inlet tract through which combustion air flows, supplying the energy converter with air (combustion air). Unless otherwise specified, the term "air" in the following text refers to combustion air.

Die Antriebseinrichtung weist außerdem einen in dem Einlasstrakt angeordneten Verdichter auf, welcher in Strömungsrichtung der den Einlasstrakt durchströmenden und dadurch hin zu dem Energiewandler strömenden Verbrennungsluft stromauf des Energiewandlers angeordnet ist. Der Verdichter weist ein Verdichterrad auf, welches beispielsweise um eine Drehachse relativ zu einem Gehäuse der Antriebseinrichtung, insbesondere des Verdichters, drehbar ist. Der Verdichter wird auch als erster Verdichter bezeichnet. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Verdichter ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, der erste Verdichter zu verstehen. Mittels des Verdichterrads ist durch insbesondere um die Drehachse und relativ zu dem Gehäuse erfolgendes Drehen des Verdichterrads die den Einlasstrakt durchströmende Verbrennungsluft zu verdichten, sodass der Energiewandler mit der mittels des Verdichterrads verdichteten Verbrennungsluft versorgbar ist. Der Verdichter weist außerdem einen einfach auch als Eintritt bezeichneten Eintrittsbereich auf, welcher in Strömungsrichtung der den Einlasstrakt durchströmenden Verbrennungsluft stromauf des Verdichterrads angeordnet ist. Über den Eintrittsbereich ist die Verbrennungsluft dem Verdichterrad zuführbar. Dies bedeutet, dass beispielsweise in dem zuvor genannten Verfahren die Verbrennungsluft den Eintrittsbereich durchströmt und über den Eintrittsbereich dem Verdichterrad zugeführt wird.The drive unit also includes a compressor located in the inlet tract, which is positioned upstream of the energy converter in the direction of flow of the combustion air flowing through the inlet tract and thus towards the energy converter. The compressor has a compressor wheel which is rotatable, for example, about an axis of rotation relative to a housing of the drive unit, in particular the compressor. The compressor is also referred to as the first compressor. Whenever the term "compressor" is used before and below, it refers to the first compressor unless otherwise specified. By means of the compressor wheel, the combustion air flowing through the inlet tract is compressed, particularly by rotating the compressor wheel about the axis of rotation and relative to the housing, so that the energy converter can be supplied with the combustion air compressed by the compressor wheel. The compressor also has an inlet area, also simply referred to as the inlet, which is positioned upstream of the compressor wheel in the direction of flow of the combustion air flowing through the inlet tract. The combustion air can be supplied to the compressor wheel via the inlet area. This means that, for example, in the previously mentioned process, the combustion air flows through the inlet area and is supplied to the compressor wheel via the inlet area.

Die Antriebseinrichtung weist auch eine Drallerzeugungseinrichtung auf, welche eine von einem Gas durchströmbare Kanalanordnung aufweist. Die Kanalanordnung mündet in Strömungsrichtung der den Einlasstrakt durchströmenden Verbrennungsluft stromauf des Verdichterrads, insbesondere direkt, in den Eintrittsbereich, sodass mittels der Kanalanordnung das die Kanalanordnung durchströmende und aus der Kanalanordnung ausströmende Gas in Strömungsrichtung der den Einlasstrakt durchströmenden Verbrennungsluft stromauf des Verdichterrads derart in den Eintrittsbereich einleitbar ist, dass das aus der Kanalanordnung ausströmende und dadurch, insbesondere direkt, in den Eintrittsbereich einströmende und sich beispielsweise mit der den Eintrittsbereich durchströmenden Verbrennungsluft vermischende Gas eine drallförmige, das heißt eine drallförmig um die Drehachse herumverlaufende beziehungsweise bezüglich der Drehachse drallförmige Strömung der Luft beziehungsweise eines Gemisches bewirkt, dass dadurch entsteht oder gebildet wird, dass sich das Gas mit der Verbrennungsluft vermischt. Mit anderen Worten ist oder wird dadurch, dass mittels der Kanalanordnung das die Kanalanordnung durchströmende Gas in den Eintrittsbereich einleitbar ist oder eingeleitet wird, die den Eintrittsbereich durchströmende Verbrennungsluft mit einem Drall versehen, der insbesondere um die Drehachse herumverläuft. Dies bedeutet, dass unter der drallförmigen Strömung der Verbrennungsluft, das heißt unter dem Drall eine zumindest im Wesentlichen schraubenförmig um die Drehachse herumverlaufende Strömung der Verbrennungsluft zu verstehen ist. In der Folge kann die mit dem Drall versehende Verbrennungsluft das Verdichterrad mit der drallförmigen Strömung, das heißt drallförmig anströmen. Mit anderen Worten ist oder wird mittels der Drallerzeugungseinrichtung die Verbrennungsluft mit dem Drall versehen, bevor die Verbrennungsluft das Verdichterrad anströmt und mittels des Verdichterrads verdichtet wird.The drive unit also includes a swirl generation device, which has a channel arrangement through which a gas flows. The channel arrangement opens upstream of the compressor wheel, in particular directly, into the inlet area in the direction of flow of the combustion air flowing through the inlet tract, so that the gas flowing through and out of the channel arrangement can be introduced into the inlet area in the direction of flow of the combustion air flowing through the inlet tract, upstream of the compressor wheel, in such a way that the gas flowing out of the channel arrangement and thereby, in particular directly, into the inlet area, and mixing, for example, with the combustion air flowing through the inlet area, causes a swirl flow of the air or mixture, i.e., a swirl flow around the axis of rotation or a swirl flow with respect to the axis of rotation, such that this creates or The process is such that the gas mixes with the combustion air. In other words, by means of the channel arrangement, the gas flowing through the channel arrangement can be introduced into the inlet area, thus imparting a swirl to the combustion air flowing through the inlet area, particularly around the axis of rotation. This means that the swirl flow of the combustion air, i.e., the swirl, is understood to be a flow of the combustion air that is at least substantially helical around the axis of rotation. Consequently, the combustion air imparted with the swirl can then flow towards the compressor wheel in a swirl pattern. In other words, the combustion air is imparted with the swirl by the swirl-generating device before it flows towards the compressor wheel and is compressed by the compressor wheel.

Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb der Antriebseinrichtung und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kanalanordnung an wenigstens oder genau einer auch als Abzweigstelle bezeichneten Stelle fluidisch mit einem beispielsweise durch ein insbesondere als Festkörper ausgebildetes Leitungselement gebildeten, auch als Strömungspfad, Zweig oder Strömungszweig bezeichneten Pfad verbunden ist, welcher von dem Gas durchströmbar ist oder bei dem zuvor genannten Verfahren durchströmt wird. Die Stelle ist dabei in Strömungsrichtung des den Pfad durchströmenden Gases stromab zumindest eines Teilbereiches einer Strömungsmaschine angeordnet, welche ganz insbesondere in dem Pfad angeordnet ist, wobei mittels der Strömungsmaschine das Gas zu verdichten ist, das heißt verdichtet werden kann oder insbesondere bei dem genannten Verfahren verdichtet wird. Somit ist mittels der Kanalanordnung zumindest ein Teil des mittels der Strömungsmaschine verdichteten Gases an der genannten Stelle aus dem Pfad abzweigbar und in die Kanalanordnung einleitbar, sodass die Kanalanordnung von dem mittels der Strömungsmaschine verdichteten Gas durchströmbar ist oder bei dem genannten Verfahren durchströmt wird. Außerdem ist somit mittels der Kanalanordnung zumindest der aus dem Pfad abgezweigte Teil des mittels der Strömungsmaschine verdichteten Gases in Strömungsrichtung der den Eintrittsbereich und den Einlasstrakt durchströmenden Verbrennungsluft stromauf des Verdichterrads, insbesondere direkt, in den Eintrittsbereich einleitbar. Somit handelt es sich bei dem Gas, mittels welchem die drallförmige Strömung, das heißt der Drall erzeugbar ist oder erzeugt wird, um mittels der Strömungsmaschine verdichtetes Gas.In order to achieve a particularly advantageous operation of the drive system and thus of the motor vehicle as a whole, the invention provides that the channel arrangement is fluidically connected at at least one point, also referred to as a branch point, to a path, also referred to as a flow path, branch, or flow branch, formed, for example, by a ducting element, particularly one designed as a solid, which is accessible to gas flow or, in the aforementioned method, is accessed by gas flowing through. This point is arranged downstream of at least a section of a turbomachine in the flow direction of the gas flowing through the path. The turbomachine is used to compress the gas, i.e., it can be compressed or, in particular, is compressed in the aforementioned method. Thus, at least a portion of the gas compressed by the turbomachine can be branched off from the path at this point and introduced into the channel arrangement, so that the channel arrangement can be accessed by gas compressed by the turbomachine or, in the aforementioned method, is accessed by gas flowing through it. Furthermore, the channel arrangement allows at least the portion of the gas compressed by the turbomachine that is diverted from the path to be introduced upstream of the compressor wheel, in particular directly, into the inlet area in the direction of flow of the combustion air flowing through the inlet area and the intake tract. Thus, the gas by which the swirling flow, i.e., the swirl, can be generated or is generated, is gas compressed by the turbomachine.

Zum einen kann bei der oder durch die Erfindung eine Anordnung eines als Festkörper ausgebildeten Drallerzeugers, mittels welchem eine drallförmige Strömung der Verbrennungsluft gezielt bewirkbar ist, in dem Eintrittsbereich vermittelt werden. Ein solcher als Festkörper ausgebildeter und im Eintrittsbereich angeordneter Drallerzeuger, mittels welchem eine drallförmige Strömung der Verbrennungsluft erzeugbar ist, stellt für die Verbrennungsluft einen Strömungswiderstand dar, was nun durch die oder bei der Erfindung vermittelt werden kann. Dadurch kann ein besonders effizienter Betrieb des Verdichters und somit der Antriebseinrichtung und des Kraftfahrzeugs insgesamt realisiert werden. Dennoch kann bei der Erfindung die drallförmige Strömung der Verbrennungsluft bewirkt werden, und zwar, insbesondere nur, mittels des Gases, sodass vorzugsweise bei der Erfindung die drallförmige Strömung der Verbrennungsluft stromauf des Verdichterrads, insbesondere nur, durch das Gas gezielt bewirkbar ist oder bewirkt wird. Zum anderen kann die drallförmige Strömung der Verbrennungsluft besonders ausgeprägt oder stark erzeugt, das heißt bewirkt werden. Mit anderen Worten kann der zuvor genannte Drall der Verbrennungsluft als besonders starker oder ausgeprägter Drall bewirkt werden, da es sich bei dem Gas, mittels welchem der Drall bewirkt wird, um mittels der Strömungsmaschine verdichtetes Gas handeln. Die Drallerzeugungseinrichtung ist somit ein vorteilhafter Vordrallerzeuger, mittels welchem der Drall der Verbrennungsluft bewirkbar ist oder bewirkt wird, und zwar in dem Eintrittsbereich und somit bevor die Verbrennungsluft das Verdichterrad anströmt und mittels des Verdichterrads verdichtet wird. Mittels der Drallerzeugungseinrichtung ist somit eine passive, auch als Drallerzeugung bezeichnete Erzeugung des Dralls realisierbar, und zwar ohne eine Einbringung von aktiven Stellelementen im Eintrittsbereich. Hierfür ist oder umfasst beispielsweise die Kanalanordnung wenigstens ein oder mehrere von dem Gas durchströmbare, auch als Drallkanäle bezeichnete Kanäle. Der, insbesondere jeweilige, Drallkanal mündet, insbesondere direkt, in den Eintrittsbereich, und zwar beispielsweise über, insbesondere genau, eine, insbesondere jeweilige, Austrittsöffnung. Über die Austrittsöffnung kann das Gas aus dem Drallkanal ausgeleitet und, insbesondere direkt, in den Eintrittsbereich eingeleitet werden, insbesondere dadurch oder derart, dass die, insbesondere jeweilige, Austrittsöffnung entlang einer, insbesondere jeweiligen, insbesondere entlang einer, insbesondere jeweiligen, Geraden verlaufenden Strömungsrichtung von dem Gas durchströmbar ist oder durchströmt wird. Dies, insbesondere jeweilige, Strömungsrichtung verläuft beispielsweise in einer Ebene, wobei beispielsweise die Drehachse senkrecht zur Ebene verläuft. Die, insbesondere jeweilige, Gerade ist beispielsweise eine Tangente, die beispielsweise einen Kreis tangiert, dessen Mittelpunkt beispielsweise auf der Drehachse liegt. Dadurch wird das Gas insbesondere im Hinblick auf den Kreis und/oder das Verdichterrad tangential in den Eintrittsbereich eingeleitet, wodurch der Drall erzeugbar ist beziehungsweise erzeugt wird. Insbesondere ist der Kreis ein den Tangenten gemeinsamer Kreis, welcher von dem Tangenten tangiert wird. Ganz insbesondere ist es vorgesehen, dass die Austrittsöffnung in um die Drehachse herumverlaufender Umfangsrichtung des Verdichterrads aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet und ganz vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet sind.Firstly, the invention provides for the arrangement of a swirl generator designed as a solid body, by means of which a swirl flow of the combustion air can be selectively induced, in the inlet area. Such a swirl generator designed as a solid body and arranged in the inlet area, by means of which a swirl flow of the combustion air can be generated, presents a flow resistance to the combustion air, which can now be achieved by the invention. This enables particularly efficient operation of the compressor and thus of the drive unit and the vehicle as a whole. Furthermore, the invention allows the swirl flow of the combustion air to be induced, and in particular only, by means of the gas, so that preferably, in the invention, the swirl flow of the combustion air upstream of the compressor wheel can be selectively induced or is induced, in particular only, by means of the gas. Secondly, the swirl flow of the combustion air can be generated, i.e., induced, in a particularly pronounced or strong manner. In other words, the aforementioned swirl of the combustion air can be produced as a particularly strong or pronounced swirl, since the gas used to generate the swirl is compressed by the turbomachine. The swirl-generating device is thus an advantageous pre-swirl generator by which the swirl of the combustion air can be produced or is produced in the inlet area, i.e., before the combustion air flows to the compressor wheel and is compressed by it. The swirl-generating device thus enables passive swirl generation, also known as swirl generation, without the need for active actuators in the inlet area. For this purpose, the channel arrangement includes, for example, at least one or more channels through which the gas flows, also referred to as swirl channels. The swirl channel opens, in particular directly, into the inlet area, for example, via, in particular, a specific outlet opening. The gas can be discharged from the swirl channel via the outlet opening and, in particular, introduced directly into the inlet area, especially by or in such a way that the outlet opening, in particular the respective one, is permeable to or is permeated by the gas along a flow direction, in particular the respective one, running along a straight line. This flow direction, in particular the respective one, runs, for example, in a plane, with the axis of rotation, for example, running perpendicular to the plane. The straight line, in particular the respective one, is, for example, a tangent that is tangent to a circle, the center of which is The point, for example, lies on the axis of rotation. This allows the gas to be introduced tangentially into the inlet area, particularly with respect to the circle and/or the compressor wheel, thereby generating or creating the swirl. Specifically, the circle is a common circle, which is tangent to the tangents. Most importantly, it is provided that the outlet openings are arranged consecutively and spaced apart from one another in the circumferential direction of the compressor wheel around the axis of rotation, and preferably evenly distributed.

Der Erfindung liegen insbesondere die Erkenntnisse zugrunde, dass ein im Eintrittsbereich angeordneter und als Festkörper ausgebildeter Drallerzeuger, mittels welchem ein Drall der Verbrennungsluft gezielt erzeugbar ist, einen insbesondere als Festkörper ausgebildeten Widerstandskörper in dem auch als Verdichtereintritt bezeichneten Eintrittsbereich darstellt, wobei ein solcher Drallerzeuger zwar zugunsten eines Punktgrenzverhaltens des Verdichters wirken kann, jedoch bei höheren Massenströmen der Verbrennungsluft eine ungewollte Drossel darstellt und somit einen negativen Einfluss auf die Stopfgrenze des Verdichters haben kann. Ist oder umfasst ein solcher, als Festkörper ausgebildeter Drallerzeuger beispielsweise wenigstens ein oder mehrere flexible Bauteile, so stellen diese einen Kompromiss zwischen einer Pumpgrenzenoptimierung und einer Stopfgrenzenoptimierung dar und haben mitunter das Risiko inne, durch Alterung an Flexibilität zu verlieren oder aber mechanisch zu versagen, insbesondere zu brechen, wodurch Schäden des Verdichters verursacht werden können. Ist oder umfasst ein solcher als Festkörper ausgebildeter Drallerzeuger eines oder mehrere aktive stellbare Leitmechanismen, so stellen diese in der Regel eine feinmechanisch und mit aktiven Stellelementen regelbare Lösung dar, die auch eines entsprechend komplexen Aufbaus samt Regelung bedarf. Die zuvor Probleme und Nachteile können durch die Erfindung vermieden werden. Die Drallerzeugungseinrichtung ist somit eine kennfelderweiternde Maßnahme, welche auch als erste kennfelderweiternde Maßnahme bezeichnet wird und es ermöglicht, ein besonders großes oder breites Kennfeld des Verdichters zu realisieren. Denkbar ist, dass die Antriebseinrichtung wenigstens oder genau eine zusätzlich zu der Drallerzeugungseinrichtung vorgesehene, zweite kennfelderweiternde Maßnahme aufweist, welche beispielsweise wenigstens oder genau einen Rezirkulationskanal aufweist. Mittels des Rezirkulationskanals ist beispielsweise zumindest ein Rückführteil der mittels des Verdichterrads verdichteten Verbrennungsluft von einer stromab zumindest eines Teils des Verdichterrads angeordneten Rückführstelle zurück zu einer stromauf des Verdichterrads angeordneten Einleitstelle rückführbar und an der Einleitstelle in den Einlasstrakt, insbesondere in den Eintrittsbereich, einleitbar, wodurch ein besonders breites Kennfeld des Verdichters realisiert werden kann. Bei der Erfindung können bewegliche, als Festkörper ausgebildete Teile zum Erzeugen des Dralls ebenso vermieden werden wie eine aktive Regelung zur Erzeugung des Dralls, wodurch auf besonders vorteilhafte Weise ein besonders effizienter Betrieb der Antriebseinrichtung realisierbar ist. Des Weiteren ermöglicht es die Drallerzeugungseinrichtung der Erfindung, den Drall der Verbrennungsluft sowohl bei geringen Massenströmen als auch bei hohen Massenströmen der Verbrennungsluft effektiv zu bewirken.The invention is based in particular on the findings that a swirl generator arranged in the inlet area and designed as a solid body, by means of which a swirl of the combustion air can be selectively generated, represents a resistance body, particularly designed as a solid body, in the inlet area, also referred to as the compressor inlet. While such a swirl generator can promote point-limit behavior of the compressor, it represents an undesirable throttling at higher mass flow rates of the combustion air and can thus have a negative influence on the compression limit of the compressor. If such a swirl generator designed as a solid body is or comprises, for example, at least one or more flexible components, these represent a compromise between surge limit optimization and compression limit optimization and sometimes carry the risk of losing flexibility due to aging or of mechanical failure, in particular breakage, which can cause damage to the compressor. If such a swirl generator, designed as a solid body, includes one or more actively adjustable guide mechanisms, these typically represent a precision-mechanical solution controllable with active actuators, requiring a correspondingly complex design and control system. The invention avoids the aforementioned problems and disadvantages. The swirl generation device is thus a characteristic curve extension measure, also referred to as the first characteristic curve extension measure, which enables the realization of a particularly large or broad compressor characteristic curve. It is conceivable that the drive unit includes at least one, or exactly one, additional characteristic curve extension measure beyond the swirl generation device, which, for example, comprises at least one, or exactly one, recirculation channel. By means of the recirculation channel, for example, at least a portion of the combustion air compressed by the compressor wheel can be returned from a return point located downstream of at least a portion of the compressor wheel to an inlet point located upstream of the compressor wheel and introduced into the inlet tract, particularly the inlet area, thereby enabling a particularly broad operating range for the compressor. The invention eliminates the need for movable, solid-body components for generating the swirl, as well as for active swirl generation control, thus allowing for particularly efficient operation of the drive unit. Furthermore, the swirl generation device of the invention makes it possible to effectively generate swirl in the combustion air at both low and high mass flow rates.

Um einen besonders effizienten und somit einen besonders vorteilhaften Betrieb der Antriebseinrichtung realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Verdichterrad mittels wenigstens eines Luftlagers drehbar an dem Gehäuse gelagert ist. Beispielsweise ist das Luftlager als ein einfach auch als Folienlager bezeichnetes Luftfolienlager ausgebildet. Dabei ist über den Pfad das als auch als Lagerluft bezeichnete Luft ausgebildete Gas von dem Luftlager abführbar, mittels welchem das Verdichterrad drehbar an dem Gehäuse gelagert ist. Außerdem ist dabei die Stelle in Strömungsrichtung des den Pfad durchströmenden Gases stromab des Luftlagers angeordnet, mittels welchem das Verdichterrad drehbar an dem Gehäuse gelagert ist. Somit kommt dem Gas eine Doppelfunktion zu. Zum einen wird das Gas genutzt, um das Verdichterrad drehbar an dem Gehäuse zu lagern, indem das Luftlager mit dem Gas versorgbar ist oder versorgt wird. Beispielsweise ist oder wird das Luftlager mittels des Gases zu kühlen oder gekühlt. Zum anderen wird das Gas genutzt, um den Drall der Verbrennungsluft zu erzeugen. Durch dieses Doppelfunktion ist eine Funktionsintegration geschaffen, wodurch der Drall effektiv und effizient und mit einer nur geringen Teileanzahl erzeugt, das heißt bewirkt werden kann. Dadurch kann die Antriebseinrichtung effektiv betrieben werden, und die Teileanzahl, die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf der Antriebseinrichtung kann in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.To achieve particularly efficient and thus advantageous operation of the drive unit, one embodiment of the invention provides that the compressor wheel is rotatably mounted on the housing by means of at least one air bearing. For example, the air bearing is designed as a foil air bearing, also known simply as a foil air bearing. The air, also referred to as bearing air, can be discharged from the air bearing via the path by which the compressor wheel is rotatably mounted on the housing. Furthermore, the point by which the compressor wheel is rotatably mounted on the housing is located downstream of the air bearing in the direction of gas flow through the path. Thus, the gas has a dual function. Firstly, the gas is used to rotatably mount the compressor wheel on the housing by supplying the air bearing with gas. For example, the air bearing is cooled by means of the gas. Secondly, the gas is used to generate the swirl of the combustion air. This dual function creates functional integration, enabling the swirl to be generated effectively and efficiently with a small number of parts. This allows the drive unit to operate efficiently, and the number of parts, costs, weight, and installation space requirements of the drive unit can be kept to a minimum.

Um den Drall besonders effektiv und effizient erzeugen und eine besonders bauraum- und gewichtsgünstigen Aufbau der Antriebseinrichtung und somit einen besonders effizienten Betrieb der Antriebseinrichtung realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Strömungsmaschine der Verdichter ist, wobei die Stelle stromab zumindest des Teilbereichs des Verdichterrads angeordnet ist, und wobei das Gas die mittels des Verdichterrads verdichtete Verbrennungsluft ist. Mit anderen Worten ist der zuvor genannte Teilbereich ein Teilbereich des Verdichterrads, sodass die Stelle stromab zumindest des Teilbereichs des Verdichterrads, insbesondere stromab des gesamten Verdichterrads, angeordnet ist. Denkbar ist, dass der genannte Teilbereich des Verdichterrads ein erster Teilbereich des Verdichterrads ist, wobei sich beispielsweise an den ersten Teilbereich ein zweiter Teilbereich des Verdichterrads anschließt, und wobei beispielsweise der zweite Teilbereich des Verdichterrads in Strömungsrichtung der den Einlasstrakt durchströmenden Verbrennungsluft stromab des ersten Teilbereiches und stromab der Stelle angeordnet ist.In order to generate the swirl particularly effectively and efficiently, and to achieve a particularly space-saving and lightweight design of the drive unit, and thus particularly efficient operation of the drive unit, a further embodiment of the invention provides that the turbomachine is the compressor, wherein the location is arranged downstream of at least a portion of the compressor wheel, and wherein the gas is the combustion air compressed by the compressor wheel. In other words, the aforementioned portion is a sub-section of the compressor wheel, such that the location downstream of at least part in the area of the compressor wheel, in particular downstream of the entire compressor wheel. It is conceivable that the aforementioned sub-area of the compressor wheel is a first sub-area of the compressor wheel, wherein, for example, a second sub-area of the compressor wheel adjoins the first sub-area, and wherein, for example, the second sub-area of the compressor wheel is arranged downstream of the first sub-area and downstream of the point in the direction of flow of the combustion air flowing through the inlet tract.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebseinrichtung einen zusätzlich zu dem Verdichter vorgesehenen zweiten Verdichter aufweist, welcher ein zusätzlich zu dem Verdichterrad vorgesehenes und zum Verdichten eines insbesondere gasförmigen Fluids ausgebildetes Verdichtungselement aufweist, welches beispielsweise als ein zweites Verdichterrad ausgebildet ist. Das Verdichtungselement des zweiten Verdichters ist mittels eines Luftlagers bewegbar ist, insbesondere um eine zweite Drehachse drehbar, an einem Basiselement wie beispielsweise einem zweiten Gehäuse gelagert. Um mittels des Verdichtungselements des zweiten Verdichters das Fluid zu verdichten, ist oder wird beispielsweise das Verdichtungselement des zweiten Verdichters relativ zu dem Basiselement bewegt, insbesondere um die zweite Drehachse relativ zu dem Basiselement des zweiten Verdichters gedreht. Dabei ist über den Pfad das als Luft ausgebildete Gas von dem Luftlager, mittels welchem das Verdichtungselement des zweiten Verdichters bewegbar, insbesondere drehbar, an dem Basiselement des zweiten Verdichters gelagert ist, abführbar, wobei die Stelle in Strömungsrichtung des den Pfad durchströmenden Gases stromab des Luftlagers angeordnet ist, mittels welchem das Verdichtungselement des zweiten Verdichters bewegbar, insbesondere drehbar, an dem Basiselement des zweiten Verdichters gelagert ist. Hierdurch kann eine besonders umfangreiche Funktionsintegration geschaffen werden, sodass der Drall mit einer geringen Teileanzahl und somit effektiv und effizient erzeugt werden kann, und sodass ein effizienter Betrieb der Antriebseinrichtung darstellbar ist.Another embodiment is characterized in that the drive unit includes a second compressor in addition to the main compressor. This second compressor has a compression element, designed for compressing a fluid, particularly a gaseous fluid, and is configured, for example, as a second compressor wheel. The compression element of the second compressor is mounted on a base element, such as a second housing, and is movable by means of an air bearing, in particular rotatable about a second axis of rotation. To compress the fluid using the compression element of the second compressor, the compression element of the second compressor is moved relative to the base element, in particular rotated about the second axis of rotation relative to the base element of the second compressor. The gas, which is air, can be discharged via the path from the air bearing by means of which the compression element of the second compressor is movably, and in particular rotatably, mounted on the base element of the second compressor. The point of discharge is located downstream of the air bearing in the direction of gas flow through the path. This allows for particularly comprehensive functional integration, enabling the swirl to be generated effectively and efficiently with a small number of parts, thus ensuring efficient operation of the drive unit.

Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Strömungsmaschine eine zusätzlich zu dem Verdichter vorgesehene Strömungsmaschine ist. Hierdurch kann eine vorteilhafte Funktionsintegration geschaffen werden, sodass der Drall effektiv und effizient erzeugt werden kann.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the turbomachine is provided as a separate turbomachine from the compressor. This allows for advantageous functional integration, enabling the swirl to be generated effectively and efficiently.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn ein zum Verdichten des Gases ausgebildetes Verdichtungselement der Strömungsmaschine mittels wenigstens eines Luftlagers bewegbar, insbesondere drehbar, an einem Basiselement der Strömungsmaschine gelagert ist, insbesondere derart, dass beispielsweise das Verdichtungselement der Strömungsmaschine um eine zweite Drehachse relativ zu dem Basiselement der Strömungsmaschine drehbar ist. Dabei ist über den Pfad das als Luft ausgebildete Gas von dem Luftlager abführbar, mittels welchem das Verdichtungselement der Strömungsmaschine bewegbar, insbesondere drehbar, an dem Basiselement der Strömungsmaschine gelagert ist. Des Weiteren ist es dabei vorgesehen, dass die Stelle in Strömungsrichtung des den Pfad durchströmenden Gases stromab des Luftlagers angeordnet ist, mittels welchem das Verdichtungselement der Strömungsmaschine bewegbar, insbesondere drehbar, an dem Basiselement der Strömungsmaschine gelagert ist. Dadurch können die Teileanzahl und somit der Bauraumbedarf, das Gewicht und die Kosten der Antriebseinrichtung besonders gering gehalten werden, wobei der Drall der Verbrennungsluft effektiv erzeugt werden kann.It has proven particularly advantageous if a compression element of the turbomachine, designed to compress the gas, is movably, and in particular rotatably, mounted on a base element of the turbomachine by means of at least one air bearing, especially such that, for example, the compression element of the turbomachine is rotatable about a second axis of rotation relative to the base element of the turbomachine. The gas, in the form of air, can be discharged from the air bearing by means of which the compression element of the turbomachine is movably, and in particular rotatably, mounted on the base element of the turbomachine. Furthermore, it is provided that the point in the flow direction of the gas flowing through the path is arranged downstream of the air bearing by means of which the compression element of the turbomachine is movably, and in particular rotatably, mounted on the base element of the turbomachine. This allows the number of parts, and thus the installation space required, the weight, and the cost of the drive unit, to be kept particularly low, while the swirl of the combustion air can be generated effectively.

Um einen besonders effizienten Betrieb der Antriebseinrichtung realisieren zu können, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Verdichter eine elektrische Maschine aufweist, mittels welcher das Verdichterrad antreibbar und hierdurch insbesondere um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar ist.In order to achieve a particularly efficient operation of the drive device, a further embodiment of the invention provides that the compressor has an electric machine by means of which the compressor wheel can be driven and thereby, in particular, rotatable about the axis of rotation relative to the housing.

Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Verdichter ein Radialverdichter ist. Dadurch kann eine besonders kompakte Bauweise der Antriebseinrichtung realisiert werden, wodurch die Antriebseinrichtung effektiv und effizient betrieben werden kann.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the compressor is a radial compressor. This allows for a particularly compact design of the drive unit, enabling it to be operated effectively and efficiently.

Schließlich hat es sich zur Realisierung eines besonders effizienten Betriebs der Antriebseinrichtung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Energiewandler eine auch als Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichnete Verbrennungskraftmaschine oder eine Brennstoffzelle ist. Insbesondere ist die Verbrennungskraftmaschine ein Hubkolbenmotor, mithin eine Hubkolbenmaschine. Mittels der Verbrennungskraftmaschine ist in dem Brennstoff enthaltene und chemisch gebundene und somit chemische Energie in mechanische Energie umwandelbar, die von der Verbrennungskraftmaschine beispielsweise insbesondere dadurch bereitstellbar ist, dass durch das Verbrennen des Gemisches eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle antreibbar und dadurch um eine Wellendrehachse relativ zu einem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine drehbar ist. Mittels der Brennstoffzelle ist in dem Brennstoff enthaltene und chemisch gebundene, chemische Energie in elektrische Energie umwandelbar, welche von der Brennstoffzelle bereitstellbar ist.Finally, for the efficient operation of the drive system, it has proven particularly advantageous if the energy converter is an internal combustion engine (also known as a combustion engine or internal combustion power unit) or a fuel cell. Specifically, the internal combustion engine is a reciprocating piston engine, i.e., a piston-driven machine. The internal combustion engine converts the chemically bound energy contained in the fuel into mechanical energy. This mechanical energy can be provided by the internal combustion engine, for example, by the combustion of the fuel mixture, which drives an output shaft (e.g., a crankshaft) and allows it to rotate around a shaft axis relative to the engine housing. The fuel cell converts the chemically bound energy contained in the fuel into electrical energy, which can then be provided by the fuel cell.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches eine Antriebseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, and preferably designed as a motor car, in particular as a passenger car, which has a drive unit according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines Verdichters der Antriebseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
3 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Vorderansicht des Verdichters gemäß 2;
4 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht des Verdichters gemäß 2 und 3;
5 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht des Verdichters der Antriebseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
6 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht der Verdichters gemäß 5;
7 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Vorderansicht des Verdichters gemäß 5 und 6; und
8 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht des Verdichters gemäß 7.

Further details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with the accompanying drawings. These show:

1 a schematic representation of a drive system for a motor vehicle;
2 excerpt of a schematic perspective view of a compressor of the drive unit according to a first embodiment;
3 a schematic and cutaway front view of the compressor according to 2 ;
4 a partial schematic longitudinal section view of the compressor according to 2 and 3 ;
5 a partial schematic side view of the compressor of the drive unit according to a second embodiment;
6 Excerpt of a schematic perspective view of the compressor according to 5 ;
7 a schematic and cutaway front view of the compressor according to 5 and 6 ; and
8 a partial schematic longitudinal section view of the compressor according to 7 .

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference symbols.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Antriebseinrichtung 1 eines einfach auch als Fahrzeug bezeichneten und beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs, welches mittels der Antriebseinrichtung 1 antreibbar ist. Die Antriebseinrichtung 1 weist wenigstens einen Energiewandler 2 auf, welcher mit einem Brennstoff und mit Luft versorgbar ist. Die Luft wird auch als Frischluft oder Verbrennungsluft bezeichnet. Wenn im Folgenden die Rede von der Luft ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die Verbrennungsluft zu verstehen. Mittels des Energiewandlers 2 kann der Brennstoff unter Verwendung von in der Luft enthaltenem Sauerstoff oxidiert werden, wodurch in dem Brennstoff enthaltene, chemisch gebundene Energie vorliegend in elektrische Energie umwandelbar ist, die von dem Energiewandler 2 bereitstellbar ist. Wie in 1 besonders schematisch veranschaulicht ist, weist die Antriebseinrichtung 1 wenigstens eine elektrische Maschine 3 auf, welche mit der elektrischen Energie versorgbar ist, die von dem Energiewandler 2 bereitstellbar ist oder bereitgestellt wird. Durch Versorgen der elektrischen Maschine 3 mit der von dem Energiewandler 2 bereitgestellten oder bereitstellbaren elektrischen Energie ist die elektrische Maschine 3 in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Insbesondere ist der Energiewandler 2 eine Brennstoffzelle. Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug ein Elektrofahrzeug, insbesondere ein Brennstoffzellenfahrzeug. Beispielsweise ist der Brennstoff Wasserstoff. Der Brennstoff ist beispielsweise ein flüssiger oder gasförmiger Brennstoff. 1 Figure 1 shows a schematic representation of a drive unit 1 of a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, and designed, for example, as a motor car, in particular as a passenger car, which can be driven by means of the drive unit 1. The drive unit 1 has at least one energy converter 2, which can be supplied with fuel and air. The air is also referred to as fresh air or combustion air. When air is mentioned below, unless otherwise specified, it refers to combustion air. By means of the energy converter 2, the fuel can be oxidized using oxygen contained in the air, whereby the chemically bound energy contained in the fuel can be converted into electrical energy, which can be supplied by the energy converter 2. As shown in Figure 2, the energy converter 2 is used to oxidize the fuel. 1 As illustrated particularly schematically, the drive unit 1 comprises at least one electric machine 3, which can be supplied with the electrical energy that is available or provided by the energy converter 2. By supplying the electric machine 3 with the electrical energy provided or available by the energy converter 2, the electric machine 3 can be operated in motor mode and thus as an electric motor, by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely, electrically. In particular, the energy converter 2 is a fuel cell. Preferably, the motor vehicle is an electric vehicle, in particular a fuel cell vehicle. For example, the fuel is hydrogen. The fuel is, for example, a liquid or gaseous fuel.

Die Antriebseinrichtung 1 weist einen von der Verbrennungsluft durchströmbaren Einlasstrakt 4 auf, mittels welchem die den Einlasstrakt 4 durchströmende Verbrennungsluft zu dem Energiewandler 2 hinführbar und dadurch dem Energiewandler 2 zuführbar ist, um dadurch den Energiewandler 2 mit der den Einlasstrakt 4 durchströmenden Verbrennungsluft zu versorgen. Ein Pfeil 5 veranschaulicht eine Strömung der den Einlasstrakt 4 durchströmenden Verbrennungsluft. Insbesondere veranschaulicht der Pfeil 5 eine Strömungsrichtung, in die die Verbrennungsluft durch den Einlasstrakt 4 hindurchströmen kann oder hindurchströmt.The drive unit 1 has an inlet tract 4 through which combustion air flows, by means of which the combustion air flowing through the inlet tract 4 can be directed to and supplied with the energy converter 2, thus supplying the energy converter 2 with the combustion air flowing through the inlet tract 4. An arrow 5 illustrates a flow of the combustion air flowing through the inlet tract 4. In particular, the arrow 5 illustrates a flow direction in which the combustion air can or does flow through the inlet tract 4.

Die Antriebseinrichtung 1 weist einen in dem Einlasstrakt 4 angeordneten Verdichter 6, welcher bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als ein Radialverdichter ausgebildet ist. Der Verdichter 6 weist ein in 1 besonders schematisch dargestelltes Verdichterrad 7 und ein Gehäuse 8 auf, wobei das Verdichterrad 7 um eine Drehachse 9 relativ zu dem Gehäuse 8 drehbar ist. Mittels des Verdichterrads 7 ist durch um die Drehachse 9 und relativ zu dem Gehäuse 8 erfolgendes Drehen des Verdichterrads 7 die den Einlasstrakt 4 durchströmende Verbrennungsluft zu verdichten. Dies bedeutet, dass mittels des Verdichterrads 7 durch um die Drehachse 9 und relativ zu dem Gehäuse 8 erfolgendes Drehen des Verdichterrads 7 die den Einlasstrakt 4 durchströmende Verbrennungsluft verdichtet werden kann. Der Verdichter 6 weist außerdem einen auch als Eintritt oder Verdichtereintritt bezeichneten Eintrittsbereich 10 auf, welcher in Strömungsrichtung der den Einlasstrakt 4 durchströmenden Verbrennungsluft stromauf des, insbesondere gesamten, Verdichterrads 7 angeordnet ist. Somit ist über den Eintrittsbereich 10 die Verbrennungsluft dem Verdichterrad 7 zuführbar, welches somit die dem Verdichterrad 7 zugeführte Verbrennungsluft verdichten kann.The drive unit 1 has a compressor 6 arranged in the inlet tract 4, which, when in 1 The illustrated embodiment is designed as a radial compressor. The compressor 6 has a 1 The diagram shows a compressor wheel 7 and a housing 8, which is shown schematically. The compressor wheel 7 is rotatable about an axis of rotation 9 relative to the housing 8. By rotating the compressor wheel 7 about the axis of rotation 9 and relative to the housing 8, the combustion air flowing through the inlet tract 4 is compressed. This means that the combustion air flowing through the inlet tract 4 can be compressed by rotating the compressor wheel 7 about the axis of rotation 9 and relative to the housing 8. The compressor 6 also has an inlet area 10, also referred to as the inlet or compressor inlet, which is arranged upstream of the compressor wheel 7, and in particular the entire compressor wheel 7, in the direction of flow of the combustion air flowing through the inlet tract 4. Thus, the combustion air is introduced to the compressor wheel 7 via the inlet area 10. compressor wheel 7 can be supplied, which can thus compress the combustion air supplied to the compressor wheel 7.

2 bis 4 zeigen den Verdichter 6 gemäß einer ersten Ausführungsform der Antriebseinrichtung 1. 5 bis 8 veranschaulichen den Verdichter 6 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Antriebseinrichtung 1. Wie aus 2 bis 8 erkennbar ist, weist die Antriebseinrichtung 1 außerdem eine Drallerzeugungseinrichtung 11 auf. Die Drallerzeugungseinrichtung 11 weist eine in Strömungsrichtung der den Einlasstrakt 4 durchströmenden Verbrennungsluft stromauf des Verdichterrads 7 in den Eintrittsbereich 10 mündende und von einem Gas durchströmbare Kanalanordnung 12 auf, welche mehrere, einfach auch als Kanäle bezeichnete Drallkanäle 13 aufweist. Somit ist der jeweilige Drallkanal 13 von dem Gas, das heißt von einem jeweiligen Teil des Gases durchströmbar. Mittels der Drallkanäle 13 und somit mittels der Kanalanordnung 12 ist das die Kanalanordnung 12 und somit die Kanäle (Drallkanäle 13) durchströmende Gas in Strömungsrichtung der den Einlasstrakt 4 durchströmenden Verbrennungsluft stromauf des Verdichterrads 7 derart in den Eintrittsbereich 10 einleitbar, dass das aus den Drallkanälen 13 und somit aus der Kanalanordnung 12 ausströmende und dadurch direkt in den Eintrittsbereich 10 einströmende Gas eine drallförmige Strömung der Verbrennungsluft in Strömungsrichtung der den Einlasstrakt 4 durchströmenden Verbrennungsluft stromauf des Verdichterrads 7 bewirkt. Dadurch kann die Verbrennungsluft mit der drallförmigen Strömung das Verdichterrad 7 anströmen. 2 to 4 show the compressor 6 according to a first embodiment of the drive unit 1. 5 to 8 Illustrating the compressor 6 according to a second embodiment of the drive unit 1. As shown 2 to 8 As can be seen, the drive unit 1 also has a swirl generation device 11. The swirl generation device 11 has a channel arrangement 12, open upstream of the compressor wheel 7 in the direction of flow of the combustion air flowing through the inlet tract 4 into the inlet area 10, and through which a gas can flow. This channel arrangement has several swirl channels 13, which are also simply referred to as channels. Thus, each swirl channel 13 can be flowed through by the gas, i.e., by a respective part of the gas. By means of the swirl channels 13 and thus by means of the channel arrangement 12, the gas flowing through the channel arrangement 12 and thus through the channels (swirl channels 13) can be introduced into the inlet region 10 in the flow direction of the combustion air flowing through the inlet tract 4 upstream of the compressor wheel 7 in such a way that the gas flowing out of the swirl channels 13 and thus out of the channel arrangement 12 and thereby flowing directly into the inlet region 10 causes a swirling flow of the combustion air in the flow direction of the combustion air flowing through the inlet tract 4 upstream of the compressor wheel 7. This allows the combustion air to flow towards the compressor wheel 7 with the swirling flow.

Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb der Antriebseinrichtung 1 und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt realisieren zu können, sind die Drallkanäle 13 und somit die Kanalanordnung 12 an wenigstens oder vorliegend genau einer auch als Abzweigstelle bezeichneten Stelle S fluidisch mit einem Pfad 14 verbunden, welcher von dem Gas durchströmbar ist. Dabei veranschaulicht ein Pfeil 15 das den Pfad 14 durchströmende Gas beziehungsweise eine Strömung des den Pfad 14 durchströmenden Gases. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist die Stelle S in Strömungsrichtung des den Pfad 14 durchströmenden Gases stromab zumindest eines Teilbereichs einer zum Verdichten des Gases ausgebildeten Strömungsmaschine der Antriebseinrichtung 1 angeordnet, sodass mittels der Kanalanordnung 12, das heißt mittels der Drallkanäle 13, zumindest ein Teil des mittels der Strömungsmaschine verdichteten Gases an der Stelle S aus dem Pfad 14 abzweigbar, in die Kanalanordnung 12 und somit in die Drallkanäle 13 einleitbar und stromauf des Verdichterrads 7 in den Eintrittsbereich 10 einleitbar ist. Sowohl bei der in den 2 bis 4 veranschaulichten ersten Ausführungsform als auch bei der in den 5 bis 8 veranschaulichten zweiten Ausführungsform ist die Strömungsmaschine der Verdichter 6, wobei der zuvor genannte Teilbereich ein Teilbereich des Verdichterrads 7 ist. Somit ist die Stelle S in Strömungsrichtung des den Pfad 14 durchströmenden Gases stromab zumindest eines Teilbereichs des Verdichterrads 7, insbesondere stromab des gesamten Verdichterrads 7, angeordnet. Außerdem ist somit das Gas die mittels des Verdichterrads 7 verdichtete Luft beziehungsweise umgekehrt. Mit anderen Worten ist es sowohl bei der ersten Ausführungsform als auch bei der zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass der Pfad 14 von der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft durchströmbar ist, sodass mittels der Kanalanordnung 12 zumindest ein Teil der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft an der Stelle S aus dem Pfad 14 abzweigbar, in die Kanalanordnung 12 einleitbar und in Strömungsrichtung der den Einlasstrakt 4 durchströmenden Verbrennungsluft stromauf des Verdichterrads 7 in den Eintrittsbereich 10 einleitbar ist.In order to achieve a particularly advantageous operation of the drive unit 1 and thus of the motor vehicle as a whole, the swirl channels 13 and thus the channel arrangement 12 are fluidically connected at at least one point S, also referred to as a branch point, to a path 14 through which the gas can flow. An arrow 15 illustrates the gas flowing through the path 14, or a flow of the gas flowing through the path 14. As will be explained in more detail below, point S is located downstream of at least a section of a turbomachine of the drive unit 1, which is designed to compress the gas, in the direction of flow of the gas through path 14. This allows at least a portion of the gas compressed by the turbomachine to be diverted from path 14 at point S by means of the channel arrangement 12, i.e., by means of the swirl channels 13. This gas can then be introduced into the channel arrangement 12 and thus into the swirl channels 13, and upstream of the compressor wheel 7 into the inlet area 10. Both in the 2 to 4 illustrated first embodiment as well as in the one described 5 to 8 In the illustrated second embodiment, the turbomachine is the compressor 6, wherein the aforementioned subsection is a subsection of the compressor wheel 7. Thus, point S is arranged downstream of at least a subsection of the compressor wheel 7, in particular downstream of the entire compressor wheel 7, in the flow direction of the gas flowing through path 14. Furthermore, the gas is the air compressed by the compressor wheel 7, or vice versa. In other words, in both the first and second embodiments, path 14 is designed to allow the combustion air compressed by the compressor wheel 7 to flow through it, so that at least a portion of the combustion air compressed by the compressor wheel 7 can be diverted from path 14 at point S by means of the channel arrangement 12, introduced into the channel arrangement 12, and introduced upstream of the compressor wheel 7 into the inlet area 10 in the flow direction of the combustion air flowing through the inlet tract 4.

Um das Gas aus dem Pfad 14 abzuzweigen, weist die Kanalanordnung 12 einen den, insbesondere allen, Drallkanälen 13 gemeinsamen Versorgungskanal 16 auf, welcher von dem Gas durchströmbar ist, sodass über den Versorgungskanal 16 die Drallkanäle 13 mit dem Gas versorgbar sind. Dies ist durch einen Pfeil 17 veranschaulicht. Der Versorgungskanal 16 verläuft somit in Strömungsrichtung des die Kanalanordnung 12 durchströmenden Gases stromauf der, insbesondere aller, Drallkanäle 13 und stromab der Stelle S beziehungsweise stromab des Pfads 14. Insbesondere veranschaulicht der Pfeil 17 den genannten Teil des Gases, mithin den genannten Teil der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft, wobei zumindest der Teil der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft an der Stelle S mittels des Versorgungskanals 16 aus dem Pfad 14 abzweigbar und in den Versorgungskanal 16 einleitbar ist. In der Folge kann der abgezweigte Teil der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft den Versorgungskanal 16 durchströmen und somit mittels des Versorgungskanals 16 zu den Drallkanälen 13 geführt werden, welche hierdurch über den Versorgungskanal 16 mit der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten und aus dem Pfad 14 abgezweigten Verbrennungsluft versorgbar sind. Die Drallkanäle 13 können die abgezweigte, mittels des Verdichterrads 7 verdichtete Verbrennungsluft als das genannte Gas in den Eintrittsbereich 10 einleiten, derart, dass das Gas die drallförmige Strömung der Verbrennungsluft in dem Eintrittsbereich 10 bewirkt. Der an der Stelle S aus dem Pfad 14 abgezweigte Teil der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft wird auch als erster Teil bezeichnet. Aus 2 erkennbar ist, dass beispielsweise ein zweiter Teil der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft in dem Pfad 14 verbleibt und in der Folge den Pfeil 5 durchströmt und mittels des Pfads 14 zu dem Energiewandler 2 geführt wird oder zu führen ist, wodurch der Energiewandler 2 mit dem zweiten Teil der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft versorgbar oder Verdichters 6 wird. Somit verläuft beispielsweise der Pfad 14 in Strömungsrichtung der den Pfad 14 durchströmenden und mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft stromab des Verdichterrads 7 und stromauf des Energiewandlers 2, wobei beispielsweise der Pfad 14 ein Teil des Einlasstrakts 4 ist.To divert the gas from path 14, the channel arrangement 12 has a supply channel 16 common to, in particular all, the swirl channels 13, through which the gas can flow, so that the swirl channels 13 can be supplied with gas via the supply channel 16. This is illustrated by an arrow 17. The supply channel 16 thus runs in the direction of flow of the gas flowing through the channel arrangement 12 upstream of, in particular all, the swirl channels 13 and downstream of point S, or downstream of path 14. In particular, the arrow 17 illustrates the aforementioned portion of the gas, i.e., the aforementioned portion of the combustion air compressed by means of the compressor wheel 7, wherein at least the portion of the combustion air compressed by means of the compressor wheel 7 can be diverted from path 14 at point S by means of the supply channel 16 and introduced into the supply channel 16. As a result, the diverted portion of the combustion air compressed by the compressor wheel 7 can flow through the supply channel 16 and thus be guided via the supply channel 16 to the swirl channels 13, which can thereby be supplied via the supply channel 16 with the combustion air compressed by the compressor wheel 7 and diverted from path 14. The swirl channels 13 can introduce the diverted combustion air compressed by the compressor wheel 7 as the aforementioned gas into the inlet area 10, such that the gas causes the swirl flow of the combustion air in the inlet area 10. The portion of the combustion air compressed by the compressor wheel 7 diverted at point S from path 14 is also referred to as the first portion. 2 It is evident, for example, that a second part of the material is produced by means of the compressor wheel 7. The compressed combustion air remains in path 14 and subsequently flows through arrow 5 and is guided, or is to be guided, to the energy converter 2 via path 14, thereby supplying the energy converter 2 with the second part of the combustion air compressed by compressor wheel 7, or to compressor 6. Thus, for example, path 14 runs downstream of compressor wheel 7 and upstream of energy converter 2 in the flow direction of the combustion air flowing through path 14 and compressed by compressor wheel 7, with path 14 being, for example, part of the inlet tract 4.

Aus 3 erkennbar sind die Drallkanäle 13. Erkennbar ist insbesondere, dass der jeweilige Drallkanal 13, insbesondere genau, eine jeweilige Austrittsöffnung aufweist, über die der jeweilige Drallkanal 13, insbesondere direkt, in den Eintrittsbereich 10 mündet. Somit mündet die Kanalanordnung 12 über die Austrittsöffnungen in den Eintrittsbereich 10. Die jeweilige Austrittsöffnung ist oder wird in eine jeweilige, auch als Austrittsrichtung bezeichnete Strömungsrichtung von dem den jeweiligen Drallkanal 13 durchströmenden Gas durchströmbar oder durchströmt, wobei die jeweilige Austrittsrichtung durch einen jeweiligen Pfeil 18 in 3 veranschaulicht ist. Anhand der Pfeile 18 ist erkennbar, dass die jeweilige Austrittsrichtung entlang einer jeweiligen, entlang einer jeweiligen Geraden verlaufenden Tangente verläuft. Die Tangenten verlaufen in einer den Tangenten gemeinsamen Ebene, wobei die Drehachse 9 senkrecht zur genannten Ebene verläuft. Die Tangenten tangieren einen den Tangenten gemeinsamen Kreis, dessen Mittelpunkt auf der Drehachse 9 liegt, wobei der Kreis in der genannten Ebene verläuft. Hierdurch wird das Gas mittels der Kanalanordnung 12 tangential in den Eintrittsbereich 10 eingeleitet, wodurch die drallförmige Strömung der Verbrennungsluft in dem Eintrittsbereich 10 erzeugbar ist oder erzeugt wird. Die drallförmige Strömung der Verbrennungsluft in dem Einsatzbereich 10 ist in 4 durch einen Pfeil 19 veranschaulicht. Erkennbar dabei ist, dass die drallförmige Strömung der Verbrennungsluft in dem Eintrittsbereich 10 und somit stromauf des Verdichterrads 7 schraubenförmig, das heißt helixförmig um die Drehachse 9 herumverläuft.Out of 3 The swirl channels 13 are recognizable. It is particularly evident that each swirl channel 13 has a specific outlet opening through which it flows directly into the inlet region 10. Thus, the channel arrangement 12 opens into the inlet region 10 via the outlet openings. The respective outlet opening is or becomes open to the gas flowing through the respective swirl channel 13 in a specific flow direction, also referred to as the outlet direction, the outlet direction being indicated by a specific arrow 18. 3 This is illustrated. Arrows 18 show that the respective exit direction runs along a tangent line. The tangents lie in a plane common to them, with the axis of rotation 9 perpendicular to this plane. The tangents are tangent to a circle common to them, the center of which lies on the axis of rotation 9, and the circle lies in the aforementioned plane. This introduces the gas tangentially into the inlet area 10 via the channel arrangement 12, thereby generating or creating the swirling flow of the combustion air in the inlet area 10. The swirling flow of the combustion air in the operating area 10 is described in 4 This is illustrated by an arrow 19. It can be seen that the swirling flow of the combustion air in the inlet area 10, and thus upstream of the compressor wheel 7, runs in a helical shape, i.e., helically around the axis of rotation 9.

Das zuvor beschriebene Oxidieren des Brennstoffes mit in der Verbrennungsluft enthaltenem Sauerstoff wird auch als Verbrennung oder Verbrennen des Brennstoffes bezeichnet. Beispielsweise weist die Antriebseinrichtung 1 einen Abgastrakt 20 auf, welcher von von dem Energiewandler 2 bereitgestelltem oder bereitstellbarem Abgas des Energiewandlers 2 durchströmbar ist, sodass mittels des Abgastrakts 20 das Abgas des Energiewandlers 2 von dem Energiewandler 2 abführbar ist. Insbesondere dann, wenn der Energiewandler 2 die zuvor genannte Brennstoffzelle ist, handelt es sich beispielsweise bei dem Abgas des Energiewandlers 2 um sogenannte Abluft. Beispielsweise resultiert das Abgas, insbesondere die Abluft, des Energiewandlers 2 aus dem genannten Verbrennen des Brennstoffes.The previously described oxidation of the fuel with oxygen contained in the combustion air is also referred to as combustion or burning of the fuel. For example, the drive unit 1 has an exhaust tract 20 through which exhaust gas from the energy converter 2, provided or available from the energy converter 2, can flow, so that the exhaust gas from the energy converter 2 can be discharged via the exhaust tract 20. In particular, if the energy converter 2 is the aforementioned fuel cell, the exhaust gas from the energy converter 2 is, for example, so-called exhaust air. For example, the exhaust gas, especially the exhaust air, from the energy converter 2 results from the aforementioned combustion of the fuel.

Aus 1 und 5 ist erkennbar, dass beispielsweise in dem Abgastrakt 20 eine Turbine 21 angeordnet ist. Die Turbine 21 weist ein Turbinenrad 22 auf, die um eine Turbinendrehachse 23 relativ zu dem Gehäuse 8 drehbar ist. Beispielsweise fällt die Turbinendrehachse 23 mit der Drehachse 9 zusammen. Das Turbinenrad 22 ist von dem Abgas des Energiewandlers 2 antreibbar und dadurch um die Turbinendrehachse 23 relativ zu dem Gehäuse 8 drehbar. Das Verdichterrad 7 ist durch um die Turbinendrehachse 23 und relativ zu dem Gehäuse 8 erfolgendes Drehen des Turbinenrads 22 von dem Turbinenrad 22 antreibbar und dadurch um die Drehachse 9 relativ zu dem Gehäuse 8 drehbar. Hierfür ist beispielsweise eine Welle 24 vorgesehen, über die das Verdichterrad 7 von dem Turbinenrad 22 antreibbar ist. In 1 veranschaulicht ein Pfeil 25 das den Abgastrakt 20 durchströmende Abgas, mithin eine Strömung des den Abgastrakt 20 durchströmenden Abgases.Out of 1 and 5 It can be seen, for example, that a turbine 21 is arranged in the exhaust tract 20. The turbine 21 has a turbine wheel 22, which is rotatable about a turbine axis 23 relative to the housing 8. For example, the turbine axis 23 coincides with the axis 9. The turbine wheel 22 can be driven by the exhaust gas of the energy converter 2 and is thus rotatable about the turbine axis 23 relative to the housing 8. The compressor wheel 7 can be driven by the turbine wheel 22 by rotating it about the turbine axis 23 and relative to the housing 8, and is thus rotatable about the axis 9 relative to the housing 8. For this purpose, for example, a shaft 24 is provided, via which the compressor wheel 7 can be driven by the turbine wheel 22. 1 An arrow 25 illustrates the exhaust gas flowing through the exhaust tract 20, thus a flow of the exhaust gas flowing through the exhaust tract 20.

Beispielsweise weist die Antriebseinrichtung 1, insbesondere gemäß einer zweiten Ausführungsform, wenigstens ein in 5 besonders schematisch dargestelltes Luftlager 26 auf, welches beispielsweise als ein Luftfolienlager ausgebildet ist. Das Luftfolienlager wird auch einfach als Folienlager bezeichnet. Dabei ist das Verdichterrad 7 mittels des Luftlagers 26 um die Drehachse 9 relativ zu dem Gehäuse 8 drehbar an dem Gehäuse 8 gelagert. Erkennbar aus 5 ist, dass zumindest ein auch als Lagerteil bezeichneter Teil der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft aus dem Einlasstrakt 4 abgezweigt und dem Luftlager 26 zugeführt wird, um hierdurch das Luftlager 26 mit dem Lagerteil der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft zu versorgen. Beispielsweise wird das Luftlager 26 mittels des Lagerteils gekühlt. Somit ist das Verdichterrad 7 mittels des Luftlagers 26 und unter Verwendung des Lagerteils der mittels des Verdichterrads 7 verdichteten Verbrennungsluft drehbar an dem Gehäuse 8 gelagert. Dies erfolgt beispielsweise bei der zweiten Ausführungsform derart, dass mittels des Luftlagers 26 die Welle 24 und über die Welle 24 das Verdichterrad 7 um die Drehachse 9 relativ zu dem Gehäuse 8 drehbar an dem Gehäuse 8 gelagert sind. Erkennbar aus 5 ist auch, dass über den Pfad 14 der Lagerteil von dem Luftlager 26 abführbar ist oder abgeführt wird, sodass bei der zweiten Ausführungsform das den Pfad 14 durchströmende Gas der Lagerteil ist, der mittels des Pfads 14 von dem Luftlager 26 abführbar ist oder abgeführt wird. Die Stelle S ist in Strömungsrichtung des den Pfad 14 durchströmenden Gases stromab des Luftlagers 26 angeordnet, sodass es sich bei dem die Kanalanordnung 12 durchströmenden Gas, mittels welchem die drallförmige Strömung der Verbrennungsluft in dem Eintrittsbereich 10 bewirkbar ist oder bewirkt wird, um den genannten Lagerteil handelt. Dies bedeutet, dass das den Pfad 14 durchströmende Gas der Lagerteil ist, sodass über den Pfad 14 der Lagerteil von dem Luftlager 26 abführbar oder abgeführt wird. Erkennbar ist beispielsweise, dass beispielsweise ein erster Teil des Lagerteils aus dem Pfad 14 mittels des Versorgungskanals 16 und somit mittels der Kanalanordnung 12 abgezweigt, in die Kanalanordnung 12 eingeleitet und in den Eintrittsbereich 10 eingeleitet und genutzt wird, um die drallförmige Strömung der Verbrennungsluft in dem Eintrittsbereich 10 zu erzeugen, wobei ein zweiter Teil des Lagerteils in dem Pfad 14 verbleibt. Der in dem Pfad 14 verbleibende oder verbliebene Teil des Lagerteils wird beispielsweise in den Abgastrakt 20 stromauf des Turbinenrads 22 und/oder stromab des Turbinenrads 22 eingeleitet, sodass beispielsweise eine erste Teilmenge des zweiten Teils stromauf des Turbinenrads 22 und/oder eine zweite Teilmenge des zweiten Teils stromab des Turbinenrads 22 in den Abgastrakt 20 eingeleitet wird. Somit kann beispielsweise die erste Teilmenge zum Antreiben des Turbinenrads 22 genutzt werden.For example, the drive unit 1, particularly according to a second embodiment, has at least one in 5 A particularly schematic representation of the air bearing 26 is shown, which is designed, for example, as an air foil bearing. The air foil bearing is also simply referred to as a foil bearing. The compressor wheel 7 is rotatably mounted on the housing 8 about the axis of rotation 9 relative to the housing 8 by means of the air bearing 26. This can be seen from 5 The feature is that at least a portion of the combustion air compressed by the compressor wheel 7, also referred to as the bearing portion, is diverted from the inlet tract 4 and fed to the air bearing 26, thereby supplying the air bearing 26 with the bearing portion of the combustion air compressed by the compressor wheel 7. For example, the air bearing 26 is cooled by means of the bearing portion. Thus, the compressor wheel 7 is rotatably mounted on the housing 8 by means of the air bearing 26 and using the bearing portion of the combustion air compressed by the compressor wheel 7. In the second embodiment, for example, this is achieved such that the shaft 24 and, via the shaft 24, the compressor wheel 7 are rotatably mounted on the housing 8 about the axis of rotation 9 relative to the housing 8 by means of the air bearing 26. This can be seen from 5 It is also the case that the bearing part can be removed from the air bearing 26 via path 14, or is removed, so that in the second embodiment the gas flowing through path 14 is the bearing part that can be removed from the air bearing 26 or is removed by means of path 14. The point S is in The gas flowing through path 14 is arranged downstream of the air bearing 26, such that the gas flowing through the channel arrangement 12, by means of which the swirling flow of the combustion air in the inlet region 10 can be effected or is effected, is the aforementioned bearing part. This means that the gas flowing through path 14 is the bearing part, so that the bearing part can be discharged from or is discharged from the air bearing 26 via path 14. It can be seen, for example, that a first part of the bearing part is branched off from path 14 by means of the supply channel 16 and thus by means of the channel arrangement 12, introduced into the channel arrangement 12 and introduced into the inlet region 10 and used to generate the swirling flow of the combustion air in the inlet region 10, while a second part of the bearing part remains in path 14. The portion of the bearing remaining in path 14 is, for example, introduced into the exhaust tract 20 upstream of the turbine wheel 22 and/or downstream of the turbine wheel 22, so that, for example, a first subset of the second part upstream of the turbine wheel 22 and/or a second subset of the second part downstream of the turbine wheel 22 is introduced into the exhaust tract 20. Thus, for example, the first subset can be used to drive the turbine wheel 22.

Aus 6 ist besonders gut erkennbar, dass der Lagerteil aus dem Pfad 14 abgezweigt und dem Luftlager 26 zugeführt und daraufhin von dem Luftlager 26 abgeführt und den Drallkanälen 13 zugeführt wird und die Drallkanäle 13 durchströmt und mittels der Drallkanäle 13 in den Abgastrakt 20 eingeleitet und in der Folge genutzt wird, um die drallförmige Strömung der Verbrennungsluft in dem Eintrittsbereich 10 zu bewirken, das heißt zu erzeugen. Dies ist auch besonders gut aus 7 und 8 erkennbar.Out of 6 It is particularly evident that the bearing section branches off from path 14 and is fed to the air bearing 26, then discharged from the air bearing 26 and fed to the swirl channels 13, flows through the swirl channels 13, and is introduced into the exhaust tract 20 via the swirl channels 13. This swirl is then used to create the swirl flow of the combustion air in the inlet area 10. This is also particularly evident from 7 and 8 recognizable.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: Antriebseinrichtungdrive unit
22: EnergiewandlerEnergy converter
33: elektrische Maschineelectric machine
44: EinlasstraktEntrance area
55: PfeilArrow
66: Verdichtercompressor
77: Verdichterradcompressor wheel
88: GehäuseHousing
99: Drehachseaxis of rotation
1010: EintrittsbereichEntrance area
1111: DrallerzeugungseinrichtungSwirl generating device
1212: KanalanordnungChannel arrangement
1313: Drallkanalswirl channel
1414: Pfadpath
1515: PfeilArrow
1616: Versorgungskanalsupply channel
1717: PfeilArrow
1818: PfeilArrow
1919: PfeilArrow
2020: Abgastraktexhaust system
2121: Turbineturbine
2222: TurbinenradTurbine wheel
2323: TurbinendrehachseTurbine axis of rotation
2424: WelleWave
2525: PfeilArrow
2626: Luftlagerair bearings
SS: Stelleposition

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2 137 397 B1 [0002]
KR 20130091445 A [0002]
US 2007/0271921 A1 [0002]

Claims

Drive unit (1) for a motor vehicle, comprising at least one energy converter (2) that can be supplied with fuel and air, comprising an inlet tract (4) through which air can flow, by means of which the air flowing through the inlet tract (4) can be supplied to the energy converter (2), comprising a compressor (6) arranged in the inlet tract (4), which has a compressor wheel (7) by means of which the air flowing through the inlet tract (4) is to be compressed, and an inlet area (10) arranged upstream of the compressor wheel (7), through which the air can be supplied to the compressor wheel (7), and comprising a swirl generation device (11) which has a channel arrangement (12) opening upstream of the compressor wheel (7) into the inlet area (10) and through which a gas can flow, by means of which the gas flowing through the channel arrangement (12) can be introduced upstream of the compressor wheel (7) into the inlet area (10) in such a way that the gas from the The channel arrangement (12) causes a swirling flow of air by the outflowing gas and the gas flowing into the inlet region (10), characterized in that the channel arrangement (12) is fluidically connected at at least one point (S) downstream of at least one part of a turbomachine of the drive unit (1) designed to compress the gas to a path (14) which can be flowed through by the gas compressed by the turbomachine, so that at least a part of the gas compressed by the turbomachine can be branched off from the path (14) at point (S) by means of the channel arrangement (12), introduced into the channel arrangement (12) and introduced upstream of the compressor wheel (7) into the inlet region (10).

Drive unit (1) according Claim 1 , characterized in that: - the compressor wheel (7) is rotatably mounted on a housing (8) by means of at least one air bearing (26); - the gas, which is formed as air, can be discharged from the air bearing (26), by means of which the compressor wheel (7) is rotatably mounted on the housing (8), via the path (14); and - the location (S) is arranged downstream of the air bearing (26), by means of which the compressor wheel (7) is rotatably mounted on the housing (8).

Drive unit (1) according Claim 1 or 2 , characterized in that the turbomachine is the compressor (6), wherein the location (S) is arranged downstream of at least the partial area of the compressor wheel (7), and wherein the gas is the air compressed by means of the compressor wheel (7).

Drive unit (1) according Claim 3 , characterized in that: - the drive device (1) has a second compressor provided in addition to the compressor (6), which has a compression element provided in addition to the compressor wheel (7) and designed for compressing a fluid, which is movably mounted on a base element by means of an air bearing (26); - the gas, which is designed as air, can be discharged from the air bearing (26), by means of which the compression element is movably mounted on the base element, via the path (14); and - the location (S) is arranged downstream of the air bearing (26), by means of which the compression element is movably mounted on the base element.

Drive unit (1) according Claim 1 or 2 , characterized in that the turbomachine is a turbomachine provided in addition to the compressor (6).

Drive unit (1) according Claim 5 , characterized in that: - a compression element of the turbomachine designed for compressing the gas is movably mounted on a base element by means of at least one air bearing (26); - the gas, designed as air, can be discharged from the air bearing (26), by means of which the compression element is movably mounted on the base element, via the path (14); and - the location (S) is arranged downstream of the air bearing (26), by means of which the compression element is movably mounted on the base element.

Drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the compressor (6) has an electric machine by means of which the compressor wheel (7) can be driven.

Drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the compressor (6) is a radial compressor.

Drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the energy converter (2) is an internal combustion engine or a fuel cell.

Motor vehicle, with a drive unit (1) according to one of the preceding claims.