DE102020003714A1 - Drive device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine (12), welche einen Brennraum und eine Abtriebswelle (18) aufweist, über die das Kraftfahrzeug von der Verbrennungskraftmaschine (12) antreibbar ist. Es ist ein von Luft (L) durchströmbarer Ansaugtrakt (26) vorgesehen, mittels welchem die den Ansaugtrakt (26) durchströmende Luft (L) in den Brennraum führbar ist. Es ist eine elektrische Maschine (22) vorgesehen, welche einen koaxial zu der Abtriebswelle (18) angeordneten und drehfest mit der Abtriebswelle (18) verbundenen Rotor (30) und einen Stator (28) aufweist, mittels welchem der Rotor (30) und die Abtriebswelle (18) unter Nutzung von elektrischer Energie antreibbar sind. Es ist ein auf dem Rotor (30) und in dem Ansaugtrakt (26) angeordnetes, drehfest mit dem Rotor (30) verbundenes und dadurch über den Rotor (30) von dem Stator (28) antreibbares Radialrad (34) vorgesehen, mittels welchem unter Antreiben des Radialrads (34) die den Ansaugtrakt (26) durchströmende Luft (L) zu verdichten ist. The invention relates to a drive device (10) for a motor vehicle, with an internal combustion engine (12) which has a combustion chamber and an output shaft (18) via which the motor vehicle can be driven by the internal combustion engine (12). An intake section (26) through which air (L) can flow is provided, by means of which the air (L) flowing through the intake section (26) can be guided into the combustion chamber. An electrical machine (22) is provided which has a rotor (30) arranged coaxially to the output shaft (18) and non-rotatably connected to the output shaft (18) and a stator (28) by means of which the rotor (30) and the The output shaft (18) can be driven using electrical energy. A radial wheel (34) is provided, which is arranged on the rotor (30) and in the intake tract (26), is non-rotatably connected to the rotor (30) and thus drivable by the stator (28) via the rotor (30) Driving the radial wheel (34) the air (L) flowing through the intake tract (26) is to be compressed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
Derartige Antriebseinrichtungen für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Kraftwagen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Die Antriebseinrichtung weist eine auch als Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine auf, welche wenigstens einen Brennraum und eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle umfasst. Über die Abtriebswelle ist das Kraftfahrzeug von der Verbrennungskraftmaschine verbrennungsmotorisch antreibbar. Außerdem umfasst die Antriebseinrichtung einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt, mittels welchem die den Ansaugtrakt durchströmende Luft in den Brennraum geführt werden kann. Die Antriebseinrichtung umfasst außerdem eine elektrische Maschine, welche einen koaxial zu der Abtriebswelle angeordneten und drehfest mit der Abtriebswelle verbundenen Rotor und einen Stator aufweist. Mittels des Stators sind der Rotor und dadurch die Abtriebswelle unter Nutzung von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom antreibbar.Such drive devices for motor vehicles, in particular for motor vehicles, are already sufficiently known from the general prior art. The drive device has an internal combustion engine, also referred to as an internal combustion engine, which comprises at least one combustion chamber and an output shaft configured, for example, as a crankshaft. The motor vehicle can be driven by the internal combustion engine via the output shaft. In addition, the drive device comprises an intake tract through which air can flow, by means of which the air flowing through the intake tract can be guided into the combustion chamber. The drive device also comprises an electrical machine, which has a rotor arranged coaxially to the output shaft and non-rotatably connected to the output shaft, and a stator. By means of the stator, the rotor and thereby the output shaft can be driven using electrical energy or electrical current.
Des Weiteren offenbart die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern.The object of the present invention is to improve a drive device of the type mentioned at the beginning.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a drive device with the features of claim 1. Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um eine Antriebseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung ein auf dem Rotor und in dem Ansaugtrakt angeordnetes, drehfest mit dem Rotor verbundenes und dadurch über den Rotor von dem Stator antreibbares Radialrad aufweist, mittels welchem unter Antreiben des Radialrads die den Ansaugtrakt durchströmende und somit dem Brennraum zuzuführende beziehungsweise in den Brennraum einzuleitende Luft zu verdichten ist. Das Verdichten der Luft wird auch als Aufladung bezeichnet, wobei die verdichtete Luft auch als Ladeluft bezeichnet wird. Durch die Erfindung kann eine besonders kostengünstige und zumindest nahezu bauraumneutrale Aufladung, das heißt Verdichtung der Luft, realisiert werden. Somit können durch die Erfindung Druckerhöhungspotenziale in dem Ansaugtrakt nutzbar gemacht werden.In order to improve a drive device of the type specified in the preamble of claim 1, it is provided according to the invention that the drive device has a radial wheel arranged on the rotor and in the intake tract, connected non-rotatably to the rotor and thereby drivable by the stator via the rotor, by means of which, while driving the radial wheel, the air flowing through the intake tract and thus to be supplied to the combustion chamber or to be introduced into the combustion chamber is to be compressed. The compression of the air is also referred to as charging, with the compressed air also being referred to as charge air. The invention enables a particularly cost-effective and at least almost space-neutral charging, that is to say compression of the air, to be realized. Thus, the invention makes it possible to utilize pressure increase potentials in the intake tract.
Da die Abtriebswelle von der elektrischen Maschine angetrieben werden kann, ist eines sogenannte Boost-Funktion realisierbar, welche auch als Unterstützungs- oder Antriebsfunktion bezeichnet wird. Unter der Boost-Funktion ist insbesondere zu verstehen, dass die Abtriebswelle durch im Brennraum stattfindende Verbrennungen und zusätzlich mittels der elektrischen Maschine angetrieben werden kann, so dass beispielsweise eine besonders starke Beschleunigung des von der Abtriebswelle beziehungsweise über die Abtriebswelle von der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Kraftfahrzeugs realisierbar ist. Ferner ist es beispielsweise denkbar, dass das Kraftfahrzeug über die Abtriebswelle von der elektrischen Maschine elektrisch angetrieben werden kann. Somit ist die Antriebseinrichtung eine hybride Antriebseinrichtung oder ein Hybridantriebsstrang, in dessen Ansaugtrakt dadurch eine Drucksteigerung realisiert werden kann, dass die den Ansaugtrakt durchströmende Luft mittels des Radialrads verdichtet wird.Since the output shaft can be driven by the electric machine, what is known as a boost function can be implemented, which is also referred to as a support or drive function. The boost function means, in particular, that the output shaft can be driven by combustion taking place in the combustion chamber and additionally by means of the electric machine, so that, for example, a particularly strong acceleration of the motor vehicle that can be driven by the output shaft or by the internal combustion engine via the output shaft can be achieved . Furthermore, it is conceivable, for example, that the motor vehicle can be driven electrically by the electric machine via the output shaft. The drive device is thus a hybrid drive device or a hybrid drive train, in the intake tract of which an increase in pressure can be achieved by compressing the air flowing through the intake tract by means of the radial impeller.
Unter dem Radialrad ist ein Verdichterrad beziehungsweise ein Laufrad zu verstehen, von welchem die mittels des Radialrads verdichtete Luft in radialer Richtung des Radialrads abströmt. Mit anderen Worten verlässt die mittels des Radialrads verdichtete Luft das Radialrad in radialer Richtung des Radialrads und somit beispielsweise senkrecht zu einer Drehachse, um welche der Rotor und mit diesem das Radialrad relativ zu dem Stator drehbar sind. Das Radialrad ist beispielsweise durch ein Schaufelgitter gebildet und dabei in den Rotor der elektrischen Maschine integriert, insbesondere indem das Schaufelgitter beziehungsweise Radialrad auf den Rotor aufgesetzt, das heißt auf dem Rotor angeordnet und dadurch koaxial zu dem Rotor angeordnet ist. Beispielsweise ist zumindest ein Teil des Rotors und/oder zumindest ein Teil des Stators in dem Ansaugtrakt angeordnet, so dass die elektrische Maschine zumindest teilweise in dem Ansaugtrakt angeordnet ist. Somit ist zumindest das zuvor genannte Teil des Rotors beziehungsweise des Stators von der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft anströmbar beziehungsweise umströmbar. Dadurch kann ein besonders kompakter Aufbau der Antriebseinrichtung realisiert werden.The radial wheel is to be understood as meaning a compressor wheel or an impeller from which the air compressed by means of the radial wheel flows off in the radial direction of the radial wheel. In other words, the air compressed by means of the radial wheel leaves the radial wheel in the radial direction of the radial wheel and thus, for example, perpendicular to an axis of rotation about which the rotor and with it the radial wheel are rotatable relative to the stator. The radial impeller is formed, for example, by a vane grille and is integrated into the rotor of the electrical machine, in particular by the vane grille or radial impeller being placed on the rotor, that is, arranged on the rotor and thus arranged coaxially to the rotor. For example, at least part of the rotor and / or at least part of the stator is arranged in the intake tract, so that the electrical machine is at least partially arranged in the intake tract. Thus, at least the aforementioned part of the rotor or of the stator can be flown against or around the air flowing through the intake tract. As a result, a particularly compact design of the drive device can be implemented.
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.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as those below in Features and combinations of features mentioned in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäß Antriebseinrichtung; und -
2 eine schematische Vorderansicht eines Radialrads der Antriebseinrichtung.
-
1 a schematic and partially sectioned side view of a drive device according to the invention; and -
2 a schematic front view of a radial wheel of the drive device.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols.
Die Antriebseinrichtung
Die elektrische Maschine
Um nun einen besonders effizienten Betrieb der Antriebseinrichtung
Aus
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- AntriebseinrichtungDrive device
- 1212th
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 1414th
- MotorgehäuseMotor housing
- 1616
- ZylinderkopfCylinder head
- 1818th
- AbtriebswelleOutput shaft
- 2020th
- DrehachseAxis of rotation
- 2222nd
- elektrische Maschineelectric machine
- 2424
- Gehäusecasing
- 2626th
- AnsaugtraktIntake tract
- 2828
- Statorstator
- 3030th
- Rotorrotor
- 3232
- MaschinendrehachseMachine axis of rotation
- 3434
- RadialradRadial wheel
- 3636
- LaufradschaufelImpeller blade
- 3838
- DurchgangsöffnungThrough opening
- S1S1
- Seitepage
- S2S2
- Seitepage
- T1T1
- Teilpart
- T2T2
- Teilpart
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102005061418 A1 [0003]DE 102005061418 A1 [0003]
- DE 102014019556 A1 [0003]DE 102014019556 A1 [0003]
Claims (3)
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---|---|---|---|
DE102020003714.3A DE102020003714A1 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Drive device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102020003714.3A DE102020003714A1 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Drive device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020003714A1 true DE102020003714A1 (en) | 2021-12-23 |
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ID=78822972
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DE102020003714.3A Withdrawn DE102020003714A1 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Drive device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle |
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Citations (2)
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DE102005061418A1 (en) | 2005-12-22 | 2007-07-12 | Volkswagen Ag | Internal combustion engine, has auxiliary unit e.g. mechanical supercharger, propelled by crankshaft, and rotatable supported part directly supported at housing of compressor with its end section that is arranged opposite to tension pulley |
DE102014019556A1 (en) | 2014-12-23 | 2016-06-23 | Daimler Ag | Method for operating an internal combustion engine for a motor vehicle |
-
2020
- 2020-06-22 DE DE102020003714.3A patent/DE102020003714A1/en not_active Withdrawn
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