DE10204066A1

DE10204066A1 - Turbo drive unit has exhaust gas turbine with a two wheeled hydrodynamic unit connected to the crankshaft, e.g. for use in vehicle

Info

Publication number: DE10204066A1
Application number: DE10204066A
Authority: DE
Inventors: Kurt Adleff
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-14

Abstract

The turbo drive unit (1) has a combustion engine (3), crankshaft (4), exhaust gas pipe (5) and a gas turbine (2) having a connected hydrodynamic unit (6) with at least two vaned wheels (7) defining a toroidal work space. The hydrodynamic unit is connected to the crankshaft and the turbine coupled to an electrical generator (13). An Independent claim is also included for a process using the above turbo drive unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1; ferner ein Verfahren zur Nutzung der mittels einer Abgasnutzturbine bereitgestellten Energie, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 11. The invention relates to a drive unit, in detail with the features the preamble of claim 1; also a method for using the means an exhaust gas turbine provided energy, in detail with the Features from the preamble of claim 11.

Antriebseinheiten mit Abgasnutzturbinen sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Stellvertretend wird dazu auf die Druckschrift. Drive units with exhaust gas turbines are available in a variety of designs known. The print is representative of this.

DE 195 16 971 verwiesen, welche eine Antriebseinheit mit einer Verbrennungskraftmaschine in Turbocompound-Ausführung beschreibt. Bei dieser Einheit ist eine Abgasnutzturbine vorgesehen, welche dem Turbolader nachgeschaltet ist und welche am Traktionsbetrieb aus der Abgasleitung dem Verbrennungsmotor zugeleitet wird, um die Turbine anzutreiben. Diese steht dabei über eine hydrodynamische Kupplung mit der Kurbelwelle in Triebverbindung. Auf diese Weise ist es möglich, im Abgas noch vorhandene Restenergie auszunutzen. Antriebseinheiten dieser Art haben zwar den Vorteil, daß die im Abgas enthaltene Restwärme, gegebenenfalls nach dem Durchlaufen eines Abgasturboladers, ausgenutzt wird, jedoch auch den Nachteil, daß zum einen die Restenergie immer über die schlupfbehaftete hydrodynamische Kupplung übertragen wird und somit bereits mit Verlusten der Kurbelwelle zugeführt wird und des weiteren der der Kurbelwelle übertragbare Leistungsanteil damit fest vorgegeben ist und somit nicht unmittelbar den aktuellen Erfordernissen an der Kurbelwelle angepaßt sein muß. Insbesondere gilt dies bei der Ankopplung von Nebenverbrauchern, die mechanisch über die Kurbelwelle angetrieben werden. Da diese in der Regel nicht kontinuierlich, sondern häufig diskontinuierlich betrieben werden, sind die von Seiten der Verbrennungskraftmaschine zu erbringenden Leistungsanteile aufgrund lediglich der Zuführung der Restenergie an die Kurbelwelle starken Schwankungen unterworfen, wobei an der Verbrennungskraftmaschine ständig ein Nachregeln erfolgt. DE 195 16 971 referenced which a drive unit with a Describes internal combustion engine in turbo compound design. At this Unit is an exhaust gas turbine provided, which the turbocharger is connected downstream and which the traction operation from the exhaust pipe Internal combustion engine is fed to drive the turbine. This stands thereby via a hydrodynamic clutch with the crankshaft in Drive connection. In this way it is possible to still existing in the exhaust gas Exploit residual energy. Drive units of this type have the advantage that the residual heat contained in the exhaust gas, if necessary after passing through an exhaust gas turbocharger is used, but also the disadvantage that for the residual energy always comes from the slip hydrodynamic Clutch is transmitted and thus with losses of the crankshaft is supplied and also that which is transferable to the crankshaft Performance share is thus fixed and therefore not directly current requirements on the crankshaft must be adapted. In particular this applies to the coupling of secondary consumers that mechanically via the Crankshaft are driven. Since these are usually not continuous, but are often operated discontinuously, are those of the Internal combustion engine to be performed due to power shares only the supply of residual energy to the crankshaft fluctuations subject, with a constant readjustment on the internal combustion engine he follows.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die im Abgas enthaltene Restenergie im Traktionsbetrieb noch optimaler für den Antrieb von Nebenverbrauchern zur Verfügung steht. Ferner ist eine Betriebsweise der Nebenverbraucher dahingehend zu gewährleisten, daß die zum Betrieb dieser erforderliche Leistung möglichst rasch entsprechend der Anforderung bereitgestellt wird. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich dabei durch einen geringen konstruktiven und steuerungstechnischen Aufwand auszeichnen. The invention is therefore based on the object of a drive unit type mentioned in such a way that the contained in the exhaust gas Residual energy in traction operation is even more optimal for driving Secondary consumers is available. Furthermore, an operation of the Ancillary consumers to ensure that the operation of this required performance as quickly as possible according to the requirement provided. The solution according to the invention should be characterized by low design and control engineering effort.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 15 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. The solution according to the invention is characterized by the features of claims 1 and 15 characterized. Advantageous configurations are in the subclaims described.

Die Antriebseinheit umfaßt eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Kurbelwelle, eine Abgasleitung sowie eine von der Abgasleitung beaufschlagbare, dem Verbrennungsmotor nachgeschaltete Abgasnutzturbine zum Übertragen eines positiven Drehmoments zur Kurbelwelle im Traktionsbetrieb und eine der Abgasturbine nachgeschaltete hydrodynamische Einheit mit mindestens zwei Schaufelrädern - einem Primärschaufelrad und einem Sekundärschaufelrad -, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum bilden. Die hydrodynamische Einheit steht dabei mit dem Antriebsstrang in Triebverbindung, vorzugsweise über eine mechanische Kopplung mit der Kurbelwelle. Erfindungsgemäß ist die Abgasnutzturbine ferner mit der Antriebswelle einer, wenigstens als Generator betreibbaren elektrischen Maschine gekoppelt. Diese ist wenigstens mittelbar, d. h. direkt oder über zwischengschaltete Energiespeicher oder Verteilereinrichtungen mit wenigstens einem elektrischen Verbraucher gekoppelt. Ferner sind Mittel zur wenigstens indirekten Steuerung der vom Generator bereitgestellten Leistung bzw. der von den Verbrauchern geforderten Leistung vorgesehen. Diese können dabei je nach Anwendungsfall und Anordnung und Ausgestaltung der Kopplung zwischen dem Generator und dem Verbraucher in der elektrischen Kopplung enthalten sein oder aber direkt am Verbraucher, wobei mit diesen die Leistungsaufnahme am Verbraucher steuerbar ist. The drive unit comprises an internal combustion engine with a Crankshaft, an exhaust pipe and one from the exhaust pipe actable exhaust gas turbine downstream of the internal combustion engine for transferring a positive torque to the crankshaft in the Traction operation and a hydrodynamic downstream of the exhaust gas turbine Unit with at least two paddle wheels - a primary paddle wheel and a secondary paddle wheel - which together form a toroidal work space form. The hydrodynamic unit is in with the drive train Drive connection, preferably via a mechanical coupling with the Crankshaft. According to the exhaust gas turbine is also with the Drive shaft of an electrical that can be operated at least as a generator Machine coupled. This is at least indirect, i. H. directly or via intermediate energy storage or distribution devices with at least coupled to an electrical consumer. Furthermore, means for at least indirect control of the power provided by the generator or by performance required for consumers. These can vary depending on Use case and arrangement and design of the coupling between the Generator and the consumer can be included in the electrical coupling or directly at the consumer, with which the power consumption on Consumer is controllable.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, die aus einer Abgasleitung einer Abgasnutzturbine zugeführte Energie direkt zum Antrieb der Verbraucher zu nutzen, wobei lediglich der dann noch überschüssige Restenergieanteil über die hydrodynamische Kupplung auf die Kurbelwelle und damit den Antriebsstrang übertragen wird. Primär ist dabei die elektrische Leistungsversorgung der Verbraucher bevorrechtigt. Ist dabei der von der Abgasnutzturbine bereitgestellte Leistungsanteil geringer als der am Verbraucher bzw. für den Betrieb der gerade zu betreibenden Verbraucher nicht ausreichend, erfolgt eine Leistungsentnahme zusätzlich vom Antriebsstrang, d. h. der Kurbelwelle über die mechanische Kopplung, die hydrodynamische Kupplung zum Generator. Diese Anordnungsmöglichkeit bietet somit den Vorteil, daß bei kontinuierlichem oder auch diskontinuierlichem Betrieb immer die vollständig für den Betrieb der Nebenverbraucher erforderliche Leistung entweder von der Abgasnutzturbine allein, von der Kurbelwelle allein oder aber in Kombination von beiden bereitgestellt wird. The solution according to the invention makes it possible to use an exhaust pipe Exhaust gas turbine supplied energy directly to drive the consumer use, with only the excess energy then remaining over the hydrodynamic clutch on the crankshaft and thus the drive train is transmitted. The primary focus is on the electrical power supply Prefer consumers. Here is that of the exhaust gas turbine provided share of performance less than that of the consumer or for the Operation of the consumers currently to be operated is insufficient Power consumption additionally from the drive train, d. H. the crankshaft over the mechanical coupling, the hydrodynamic coupling to the generator. This Arrangement possibility thus offers the advantage that with continuous or also discontinuous operation always completely for the operation of the Secondary consumers required power either from the exhaust gas turbine alone, from the crankshaft alone or in combination of both provided.

Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die hydrodynamische Kupplung schaltbar. Diese Schaltbarkeit kann dabei durch

a) zusätzliche Mittel zur wahlweisen Kopplung und Entkopplung der hydrodynamischen Kupplung von der Kurbelwelle realisiert werden oder aber
b) die Entleerung bzw. Befüllung.

In a further aspect of the invention, the hydrodynamic clutch is switchable. This switchability can be done by

a) additional means for optional coupling and decoupling of the hydrodynamic coupling from the crankshaft can be realized or else
b) the emptying or filling.

Vorzugsweise wird jedoch aus Gründen der einfacheren Betriebsweise und der möglichst raschen Bereitstellung der Möglichkeit einer Leistungsübertragung zur Kurbelwelle die Möglichkeit a gewählt, wobei die hydrodynamische Kupplung mit Voll- oder Teilfüllung betrieben wird, vorzugsweise während des gesamten Betriebes mit Konstantfüllung, d. h. lediglich Betriebsmittel zum Zwecke der Kühlung dem torusförmigen Arbeitskreislaufes entnommen und wieder zugeführt wird. Die Entkoppelung kann durch das Vorsehen wenigstens einer schaltbaren Kupplung zwischen

a) dem Ausgang des Verteilergetriebes und dem Primärschaufelrad der hydrodynamischen Kupplung oder/und
b) dem Sekundärschaufelrad und der Kurbelwelle

realisiert werden. However, for reasons of simpler operation and the provision of the possibility of power transmission to the crankshaft as quickly as possible, option a is selected, the hydrodynamic clutch being operated with full or partial filling, preferably during the entire operation with constant filling, that is to say only resources for the purpose of Cooling is removed from the toroidal working circuit and fed back. The decoupling can be provided by providing at least one switchable coupling

a) the output of the transfer case and the primary impeller of the hydrodynamic clutch or / and
b) the secondary impeller and the crankshaft

will be realized.

Im Einzelfall können in Abhängigkeit von der Größe der über die Abgasnutzturbine bereitgestellten Leistung nachfolgende drei Betriebsweisen für das Antriebssystem und damit der Bereitstellung elektrischer Leistung über den Generator unterschieden werden:

1. Ist die von der Abgasnutzturbine bereitsgestellte Leistung größer der vom Verbraucher erforderlichen Leistung erfolgt die Umwandlung eines ersten, in der Regel größeren Leistungsanteils der von der Abgasnutzturbine bereitgestellten mechanischen Leistung in elektrische Leistung entsprechend der Anforderung der elektrischen Verbraucher, welche mit dem Generator gekoppelt sind und die Restenergie wird über die hydrodynamische Kupplung auf den Antriebsstrang, insbesondere die Kurbelwelle übertragen.
2. Als Sonderfall von 1 ist die von der Abgasnutzturbine bereitsgestellte Leistung gleich der vom Verbraucher erforderlichen Leistung, erfolgt eine Entkopplung der hydrodynamischen Kupplung vom Antriebsstrang. Die Leistungsübertragung erfolgt lediglich von der Abgasnutzturbine zum Generator und die Gesamtleistung wird in ein Netz bzw. die Kopplung mit den Energieverbraucher oder Verbrauchern eingespeist.
3. Der von der Abgasnutzturbine bereitstellbare Leistungsanteil ist geringer als der von dem oder den Verbrauchern geforderte Leistungsanteil. Die vom Verbraucher erforderliche Leistung bzw. der nach Abzug der durch die Abgasnutzturbine bereitgestellten Leistung erforderliche Leistungsanteil wird von der Kurbelwelle über die mechanische Kopplung mit der hydrodynamischen Kupplung dem Generator zugeführt, wobei bei nichtvorliegender Leistung an der Abgasnutzturbine eine Bereitstellung vollständig durch die Kurbelwelle erfolgt.

Depending on the size of the power provided via the exhaust gas turbine, the following three operating modes for the drive system and thus the provision of electrical power via the generator can be distinguished:

1. If the power already provided by the exhaust gas turbine is greater than the power required by the consumer, the conversion of a first, usually larger portion of the mechanical power provided by the exhaust gas turbine into electrical power takes place in accordance with the requirement of the electrical consumers which are coupled to the generator and the residual energy is transferred via the hydrodynamic clutch to the drive train, especially the crankshaft.
2. As a special case of 1, the power already provided by the exhaust gas turbine is equal to the power required by the consumer, and the hydrodynamic coupling is decoupled from the drive train. The power is only transmitted from the exhaust gas turbine to the generator and the total power is fed into a network or the coupling with the energy consumers or consumers.
3. The power share that can be provided by the exhaust gas turbine is less than the power share required by the consumer or consumers. The power required by the consumer or the amount of power required after deducting the power provided by the exhaust gas turbine is supplied to the generator by the crankshaft via the mechanical coupling with the hydrodynamic clutch, with provision being made entirely by the crankshaft if there is no power at the exhaust gas turbine.

Ein wesentlicher Vorteil dieser drei möglichen Betriebsweisen besteht darin, daß hier unabhängig von der über die Abgasnutzturbine zur Verfügung stehenden Leistung immer ein optimaler Betrieb der Verbraucher - egal, ob diskontinuierlicher oder kontinuierlicher Betrieb - gewährleistet werden kann, da die Leistungsanforderung des Verbrauchers immer befriedigt werden kann. A major advantage of these three possible modes of operation is that here regardless of what is available via the exhaust gas turbine Performance always an optimal operation of the consumers - no matter whether discontinuous or continuous operation - can be guaranteed since the consumer's performance requirement can always be met.

Die konkrete konstruktive Ausführung ist dadurch charakterisiert, daß die als Generator betreibbare elektrische Maschine parallel oder in einem Winkel zur Kurbelwelle angeordnet ist und beide - Generator und Kurbelwele - über ein Verteilergetriebe mit der Abgasnutzturbine bzw. deren Ausgang gekoppelt sind. Bezüglich der konkreten Ausgestaltung des Verteilergetriebes bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Im einfachsten Fall wird eine Stirnradstufe verwendet. Der Eingang des Verteilergetriebes wird dabei von der Abgasnutzturbine gebildet, während die beiden Ausgänge jeweils mit der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine als auch der hydrodynamischen Kupplung gekoppelt sind. Vorzugsweise sind beide Ausgänge dabei koaxial zueinander angeordnet, das bedeutet, daß der Eingang der hydrodynamischen Kupplung, d. h. die Kopplung mit dem Primärschaufelrad und der Antriebswelle der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine ebenfalls koaxial zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind beide - Generator und hydrodynamische Kupplung - auf einer parallelen Welle zur Kurbelwelle angeordnet. Die Kopplung zwischen dieser und der Kurbelwelle kann dann über eine, von der Abgasnutzturbine in Richtung der Kurbelwelle der hydrodynamischen Baueinheit nachgeordneten Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtung, beispielsweise in Form einer Stirnradstufe, erfolgen. The concrete constructive execution is characterized in that the as Generator-operated electrical machine in parallel or at an angle to Crankshaft is arranged and both - generator and crankshaft - over one Transfer case are coupled to the exhaust gas turbine or its output. With regard to the specific design of the transfer case, there are one Variety of possibilities. In the simplest case, a spur gear stage used. The input of the transfer case is from the Exhaust gas turbine formed, while the two outputs each with the as Generator operated electrical machine as well as the hydrodynamic Coupling are coupled. Both outputs are preferably coaxial arranged to each other, that means the input of the hydrodynamic Clutch, d. H. the coupling with the primary impeller and the drive shaft the electrical machine that can be operated as a generator is also coaxial are arranged to each other. Both are preferably - generator and hydrodynamic clutch - on a shaft parallel to the crankshaft arranged. The coupling between this and the crankshaft can then one, from the exhaust gas turbine towards the crankshaft hydrodynamic unit subordinate speed / Torque conversion device, for example in the form of a spur gear stage, respectively.

Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die, dem Generator zugeführte mechanische Leistung gesteuert. Dies kann dabei

a) durch Ansteuerung des Generators, insbesondere in Bezug auf die aufnehmbare mechanische Leistung und/oder
b) die Ansteuerung der hydrodynamischen Kupplung durch Änderung des Füllungsgrades erfolgen.

In a further aspect of the invention, the mechanical power supplied to the generator is controlled. This can be done

a) by controlling the generator, in particular with regard to the mechanical power that can be absorbed and / or
b) the hydrodynamic clutch is activated by changing the degree of filling.

Dabei wird hauptsächlich die unter a) genannte Möglichkeit zum Einsatz gelangen, während die unter b) genannte aufgrund des erforderlichen hohen Aufwandes kaum Bedeutung erlangen wird. Durch die Steuerung der Leistungsaufnahme am Generator wird dann eine Rückwirkung auf die Drehzahl am zweiten Ausgang des Verteilergetriebes erzielt, die sich auf die übertragbare Leistung bei vorgegebenem Füllungsgrad der hydrodynamischen Kupplung auswirkt. The option mentioned under a) is mainly used arrive while the one mentioned under b) due to the required high Effort will be of little importance. By controlling the Power consumption at the generator will then have an effect on the speed achieved at the second output of the transfer case, which affects the transferable Performance at a given filling level of the hydrodynamic coupling effect.

Die Steuerung kann dabei automatisch in Abhängigkeit der mit dem Generator gekoppelten Verbraucher(n) oder aber durch separate Ansteuerung durch Abfrage des momentanen Leistungserfordernisses und Ansteuerung des Generators erfolgen. Dabei kann bei letztgenannter Möglichkeit jede ohnehin im Fahrzeug vorhandene Steuerung zum Einsatz gelangen, wobei es sich vorzugsweise um die Motor- oder um die Fahrsteuerung handelt. The control can be done automatically depending on the generator coupled consumer (s) or by separate control by Query of the current power requirement and control of the Generator. With the latter option, everyone can in any case The vehicle's existing control system is used is preferably the engine or driving control.

Bezüglich der konkreten Ausgestaltung der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine bestehen keine Restriktionen. Dabei kann jede Art elektrischer Maschinen zum Einsatz gelangen. Entsprechend der Wahl der elektrischen Maschine wird auch die Kopplung mit dem Verbraucher gestaltet. With regard to the specific design of those that can be operated as a generator electrical machine there are no restrictions. Any type electrical machines are used. According to the choice of electrical machine, the coupling with the consumer is also designed.

Beispielsweise können für die als Generator betreibbare elektrische Maschine Synchronmaschinen mit transversaler Flußführung oder als Asynchronmaschinen verwendet werden. For example, for the electrical machine that can be operated as a generator Synchronous machines with transverse flow control or as asynchronous machines be used.

Gemäß einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Lösung wird der elektrische Verbraucher von einer Motor-Generator-Anlasserkombination (Einheit). Diese ermöglicht es, wie beschrieben als Generator mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln und damit elektrische Verbraucher (oder elektrische Energiespeicher) zu versorgen. Als Motor kann bei erhöhtem Leistungsbedarf an der Kurbelwelle elektrische Energie aus dem Speicher in mechanische Energie umgewandelt werden. Im Anlasserbetrieb (Sonderform des Motorbetriebs) wird der Anlasser bei seinem Hochlauf durch die Turbokupplung entlastet. Der Strombedarf beim Einschalten wird reduziert. According to a further development of the solution according to the invention, the electrical consumers from a motor-generator-starter combination (Unit). This enables mechanical as described as a generator Convert energy into electrical energy and thus electrical consumers (or electrical energy storage). As an engine can with increased Power requirement on the crankshaft electrical energy from the storage in mechanical energy can be converted. In starter operation (special form of Engine operation) the starter is started by the turbo coupling relieved. The power requirement when switching on is reduced.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt: The solution according to the invention is explained below with reference to figures. The following is shown in detail:

Fig. 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung den Grundaufbau der erfindungsgemäßen Lösung zur Nutzung der Energie einer Abgasnutzturbine; Fig. 1 illustrates in a schematically simplified representation the basic structure of the solution according to the invention for using the energy of an exhaust gas turbine;

Fig. 2a und 2b verdeutlichen die Möglichkeit der Kopplung des Generators mit dem elektrischen Verbraucher; Figs. 2a and 2b show the possibility of coupling to illustrate the generator to the electrical load;

Fig. 3a bis 3c verdeutlichen anhand von Signalflußbildern das Grundprinzip der Leistungsübertragung in den einzelnen Funktionszuständen, welche durch die Größe der bereitgestellten Leistung der Abgasnutzturbine charakterisiert sind; FIGS. 3a to 3c illustrate Signalflußbildern based on the basic principle of the power transmission in the different functional states, which are characterized by the size of the allocated power of the exhaust gas turbine;

Fig. 4 verdeutlicht eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Lösung gemäß Fig. 1 mit Zuordnung eines Anlassers und einer elektrischen Antriebsmaschine zum Generator. FIG. 4 illustrates an embodiment of a solution according to the invention according to FIG. 1 with assignment of a starter and an electric drive machine to the generator.

Die Fig. 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung anhand eines Ausschnittes aus einer Antriebseinheit 1 den Grundaufbau der erfindungsgemäßen Lösung zur Nutzung der Energie einer Abgasnutzturbine 2. Die Antriebseinheit 1 umfaßt eine Verbrennungskraftmaschine 3, umfassend eine Kurbelwelle 4. Die Abgasnutzturbine 2 wird vom Abgasstrom der Verbrennungskraftmaschine 3 beaufschlagt. Diese ist nicht Bestandteil eines Abgasturboladers, sondern ist diesem nachgeschaltet. Die Abgasnutzturbine 2 wird dabei von wenigstens einer Abgasleitung 5 beaufschlagt. Die Abgasnutzturbine 2 ist ferner mechanisch mit der Kurbelwelle 4 gekoppelt. In der Kopplung ist eine hydrodynamische Kupplung 6 vorgesehen. Diese umfaßt ein Primärschaufelrad 7, welches im Traktionsbetrieb als Pumpenrad fungiert. Das Primärschaufelrad ist mechanisch mit der Abgasnutzturbine 2 gekoppelt. Die drehfeste Kopplung erfolgt wenigstens mittelbar, d. h. direkt oder indirekt über weitere Übertragungselemente. Im dargestellten Fall über einen Stirnradzug 8. Die hydrodynamische Kupplung 6 umfaßt ferner ein Turbinenrad 9, welches über weitere Übertragungselemente 10 mit der Kurbelwelle 4 gekoppelt ist. Die Übertragungselemente 10 umfassen dabei einen ersten Stirnradzug 11 und einen zweiten Stirnradzug 12. Die Abgasnutzturbine 2 ist somit parallel zur Kurbelwelle 4 angeordnet. Denkbar ist auch die hier nicht dargestellte Anordnung in einem Winkel, wobei die Übertragungselemente 10 entsprechend zu gestalten sind. Erfindungsgemäß ist eine als Generator betreibbare elektrische Maschine 13 vorgesehen, deren Antriebswelle 14 ebenfalls mittelbar drehfest mit der Abgasnutzturbine 2 gekoppelt ist. Die Kopplung erfolgt dabei direkt oder, wie dargestellt über den Stirnradzug 8. Der Stirnradzug 8 fungiert dabei als Verteilergetriebe 15 zwischen Abgasnutzturbine 2 und der hydrodynamischen Kupplung 6 sowie der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 13. Das Verteilergetriebe 15 kann dabei auch anders ausgeführt sein. Die hier dargestellte Möglichkeit in Form eines Stirnradzuges 8 ist eine besonders einfach zu realisierende Möglichkeit. Zu diesem Zweck ist das Ritzel 16 des Stirnradzuges drehfest mit der Abgasnutzturbine 2 gekoppelt, während das mit diesem kämmende Stirnrad 17 sowohl drehfest mit der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 13 und der hydrodynamischen Kupplung 6 verbunden ist. Die Antriebswelle 14 der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 13 ist im dargestellten Fall koaxial zum Primärschaufelrad 7 der hydrodynamischen Kupplung 6 angeordnet. Andere Anordnungsmöglichkeiten sind ebenfalls denkbar. So kann beispielsweise auch zwischen dem Stirnrad 17 und der Antriebswelle 14 noch eine weitere Übertragungseinheit, beispielsweise in Form einer Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung vorgesehen werden. D. h., auch exzentrische Anordnungen von als Generator betreibbarer elektrische Maschine 13 und hydrodynamischer Kupplung 6 sind denkbar. Entscheidend ist lediglich, daß wenigstens zwei der Ausgänge 18 und 19 der Verteilergetriebeeinheit 15 mit der hydrodynamischen Kupplung 6 und mit der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 13 gekoppelt sind. Im einzelnen ist dabei der erste Ausgang 18 mit der hydrodynamischen Kupplung 6 und der zweite Ausgang 19 mit der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 13 verbunden. Der Eingang 20 der Verteilergetriebeeinheit 15 ist drehfest mit der Abgasnutzturbine 2 verbunden. Im dargestellten Fall wird dieser vom Ritzel 16 gebildet. Fig. 1 shows a schematically simplified representation using a section of a drive unit 1 the basic configuration of the solution according to the invention to use the energy of an exhaust gas turbine. 2 The drive unit 1 comprises an internal combustion engine 3 , comprising a crankshaft 4 . The exhaust gas turbine 2 is acted upon by the exhaust gas flow of the internal combustion engine 3 . This is not part of an exhaust gas turbocharger, but is connected downstream of it. The exhaust gas turbine 2 is acted upon by at least one exhaust pipe 5 . The exhaust gas turbine 2 is also mechanically coupled to the crankshaft 4 . A hydrodynamic coupling 6 is provided in the coupling. This comprises a primary blade wheel 7 , which functions as a pump wheel in traction mode. The primary impeller is mechanically coupled to the exhaust gas turbine 2 . The rotationally fixed coupling takes place at least indirectly, ie directly or indirectly via further transmission elements. In the case shown, via a spur gear train 8 . The hydrodynamic clutch 6 further comprises a turbine wheel 9 , which is coupled to the crankshaft 4 via further transmission elements 10 . The transmission elements 10 include a first spur gear train 11 and a second spur gear train 12 . The exhaust gas turbine 2 is thus arranged parallel to the crankshaft 4 . The arrangement, not shown here, at an angle is also conceivable, the transmission elements 10 being designed accordingly. According to the invention, an electrical machine 13 that can be operated as a generator is provided, the drive shaft 14 of which is also indirectly non-rotatably coupled to the exhaust gas turbine 2 . The coupling takes place directly or, as shown, via the spur gear train 8 . The spur gear train 8 acts as a transfer case 15 between the exhaust gas turbine 2 and the hydrodynamic clutch 6 and the electrical machine 13 which can be operated as a generator. The transfer case 15 can also be designed differently. The option shown here in the form of a spur gear train 8 is a particularly simple option to implement. For this purpose, the pinion 16 of the spur gear train is non-rotatably coupled to the exhaust gas turbine 2 , while the spur gear 17 meshing therewith is both non-rotatably connected to the electrical machine 13 , which can be operated as a generator, and to the hydrodynamic clutch 6 . In the case shown, the drive shaft 14 of the electrical machine 13 which can be operated as a generator is arranged coaxially to the primary impeller 7 of the hydrodynamic clutch 6 . Other arrangement options are also conceivable. For example, a further transmission unit, for example in the form of a speed / torque conversion device, can also be provided between the spur gear 17 and the drive shaft 14 . That is, eccentric arrangements of electrical machine 13 and hydrodynamic coupling 6 that can be operated as a generator are also conceivable. The only decisive factor is that at least two of the outputs 18 and 19 of the transfer case unit 15 are coupled to the hydrodynamic clutch 6 and to the electrical machine 13 which can be operated as a generator. Specifically, the first output 18 is connected to the hydrodynamic clutch 6 and the second output 19 to the electrical machine 13 which can be operated as a generator. The input 20 of the transfer case unit 15 is connected to the exhaust gas turbine 2 in a rotationally fixed manner. In the case shown, this is formed by the pinion 16 .

Die von der Abgasnutzturbine 2 mögliche bereitgestellte und am Eingang 20 eingebrachte Leistung P_mech2 eingebrachte Leistung kann dann zu gleichen oder unterschiedlichen Leistungsanteilen jeweils auf die als Generator betreibbare elektrische Maschine 13 zur Gewinnung bzw. Umwandlung in elektrische Leistung und/oder auf die hydrodynamische Kupplung 6 aufgeteilt werden. Entsprechend der geforderten Leistung durch Nebenaggregate oder andere Verbraucher, welche mit dem Generator 13 direkt oder indirekt verbunden sind, wird vorzugsweise ein Großteil der mechanischen Leistung P_mech2 unter Berücksichtigung der Übertragungsverluste der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 13 zugeführt, wobei die über die als Generator betreibbare elektrische Maschine 13 bereitgestellte elektrische Leistung für elektrische Verbraucher, beispielsweise Verbraucher 21, genutzt werden kann. Die von der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 13 bereitgestellte elektrische Energie kann dabei beispielsweise, wie in der Fig. 2a dargestellt, in einer Speichereinrichtung 22 zwischengespeichert werden und bei Bedarf von dieser von den mit dieser gekoppelten Verbraucher 21 abgerufen werden. Der übrige Grundaufbau entspricht dem in der Fig. 1 beschriebenen. Eine andere Lösung neben der direkten Kopplung, wie in Fig. 1 dargestellt, besteht darin, daß die über die elektrische Maschine 13 bereitgestellte elektrische Leistung in das Bordnetz des Fahrzeuges eingespeist wird. Dieses ist hier mit 24 bezeichnet. Dabei besteht die Möglichkeit über die Entnahme durch die Verbraucher 21 den Anteil der in elektrische Energie umgewandelten mechanischen Leistung am Generator 13 zu steuern. Diesbezüglich sind Mittel 25 zur Steuerung der entnehmbaren Leistung, beispielsweise durch den Verbraucher 21, vorgesehen. Über die als Generator betreibbare elektrische Maschine 13 und die über diese erfolgende Leistungsumwandlung wird gleichzeitig die Größe des über die hydrodynamische Kupplung 6 übertragbaren Leistungsanteils auf die Kurbelwelle 4 festgelegt. The power P _{mech2, which is made} available by the exhaust gas turbine 2 and is introduced at the input 20, can then be divided into the same or different power _components in each case by the electrical machine 13, which can be operated as a generator, for extraction or conversion into electrical power and / or the hydrodynamic clutch 6 become. In accordance with the required power from auxiliary units or other consumers, which are connected directly or indirectly to the generator 13 , a large part of the mechanical power P _mech2 is preferably _supplied , taking into account the transmission _losses , of the electrical machine 13 which can be operated as a generator, the one which can be operated as a generator Electrical machine 13 provided electrical power for electrical consumers, for example consumers 21 , can be used. The 13 provided electrical energy from the generator can be operated as the electric machine can, for example, as shown in Fig. 2a, are temporarily stored in a memory device 22 and, if required by this are retrieved from the coupled to these consumers 21st The rest of the basic structure corresponds to that described in FIG. 1. Another solution in addition to the direct coupling, as shown in Fig. 1, is that the electrical power provided by the electrical machine 13 is fed into the vehicle electrical system. This is designated here by 24. It is possible to control the proportion of the mechanical power in the generator 13 converted into electrical energy by means of the removal by the consumers 21 . In this regard, means 25 are provided for controlling the removable power, for example by the consumer 21 . At the same time, the size of the power component that can be transmitted to the crankshaft 4 via the hydrodynamic clutch 6 is determined via the electrical machine 13 that can be operated as a generator and the power conversion that takes place via this.

Der Energiefluß im Gesamtsystem 1 ist dabei abhängig von der Anforderung der Verbraucher 21, welcher in der Regel nicht kontinuierlich Energie benötigt, sondern diskontinuierlich betrieben wird. Dabei werden mehrere Fälle unterschieden. Diese werden anhand von Signalflußbildern in den Fig. 3a bis 3d verdeutlicht. Die Ausführungen bezüglich der Einspeisung der elektrischen Leistung zum oder zu den Verbrauchern 21 werden dahingehend vereinfacht betrachtet, daß hier zwischen der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 13 und dem Verbraucher 21 vorgesehene Energiespeichereinrichtungen, Bordnetze oder andere, ebenfalls leistungsabgreifende Elemente nicht für die Erklärung der Grundzustände mitberücksichtigt werden. The energy flow in the overall system 1 is dependent on the requirement of the consumer 21 , which as a rule does not require energy continuously, but is operated discontinuously. A distinction is made between several cases. These are illustrated on the basis of signal flow images in FIGS . 3a to 3d. The explanations with respect to the supply of electric power to or to the consumers 21 are considered simplified in that there is provided between the operable as a generator electrical machine 13 and the consumer 21 energy storage devices, on-board networks or other, also leistungsabgreifende elements are not taken into account for the explanation of the ground states become.

Die Fig. 3a verdeutlicht dabei anhand eines Signalflußbildes die Leistungsaufteilung bei genügend hoher Bereitstellung mechanischer Leistung durch die Abgasnutzturbine 2. In diesem Fall ist die von der Abgasnutzturbine 2 bereitgestellte mechanische Leistung P_mech2 größer als die vom Verbraucher benötigte Leistung P₂₁ unter Berücksichtigung der Verlustleistung. In diesem Fall bestimmt sich der von der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 13 aufnehmbare Leistungsanteil P_mech13, d. h. die an der Antriebswelle 14 anliegende Leistung allein durch den Bedarf vom Verbraucher, d. h. unter Berücksichtigung alter Verluste von der erforderlichen Leistung P₂₁ plus P_Verlust. Dabei wird die mechanische Leistung 2 somit über einen ersten Leistungszweig 27 dem zweiten Ausgang 19 zugeführt und als erster Leistungsanteil P_1=mech13 der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine 13 zugeführt. Diese wandelt, wie bekannt, die mechanische Energie in elektrische Energie um, welche dann vom Verbraucher 21 abgegriffen werden kann. Die überschüssige Leistung, d. h. die Differenz aus P_mech2 und der Summe aus der vom Verbraucher 21 erforderlichen Leistung P₂₁ und den Verlustleistungsanteil P_Verust ergibt somit den zweiten Leistungsanteil, welcher über einen zweiten Leistungszweig, hier den Leistungszweig 28, der hydrodynamischen Kupplung 6 zugeführt wird. Ist die hydrodynamische Kupplung 6 befüllt, kann dieser zweite Leistungsanteil P₂ über diese übertragen werden und als P₆ unter Berücksichtigung der Übertragungsverluste der Kurbelwelle 4 zugeführt werden. In diesem Fall ist die hydrodynamische Kupplung befüllt. Die hydrodynamische Kupplung 6 überträgt somit in diesem Fall Zusatzleistung auf die Kurbelwelle 4, welche unter Berücksichtigung des Schlupfes der Kupplung 6 der Kurbelwelle 4 zugeführt wird. Dabei wird in Abhängigkeit der Drehzahl der Kurbelwelle 4 eine Rückwirkung auf die hydrodynamische Kupplung 6 dahingehend erfolgen, daß die Drehzahl am Primärschaufelrad 7 sich in entsprechender Weise anpaßt, damit ein positives Moment auf die Kurbelwette 4 übertragen werden kann. The Fig. 3a illustrates this with reference to a signal flow, the power split at a sufficiently high provide mechanical power by the exhaust gas turbine. 2 In this case, the functionality provided by the exhaust gas turbine mechanical power P 2 is _mech2 greater than the required by the load power P _21, taking into account the power loss. In this case, the power _component P _mech13 which can be operated as a generator 13 , ie the power applied to the drive shaft 14, is determined solely by the demand from the consumer, ie taking into account old losses from the required power P ₂₁ plus P _loss . The mechanical power 2 is thus supplied to the second output 19 via a first power _branch 27 and is supplied as the first power _component P _{1 = mech13 to} the electrical machine 13 which can be operated as a generator. As is known, this converts the mechanical energy into electrical energy, which can then be tapped by the consumer 21 . The excess power, that is, the difference between P _mech2 and the sum of the required consumer 21 power P ₂₁ and the loss power fraction P _Verust thus results in the second power component, which is supplied via a second power branch, here the power branch 28, the hydrodynamic coupling 6 , If the hydrodynamic clutch 6 is filled, this second power component P ₂ can be transmitted via it and supplied to the crankshaft 4 as P ₆ , taking into account the transmission losses. In this case the hydrodynamic clutch is filled. The hydrodynamic coupling 6 thus transfers in this case, additional power to the crankshaft 4, which is supplied in consideration of the slip of the clutch 6 of the crankshaft. 4 Depending on the speed of the crankshaft 4, this will have an effect on the hydrodynamic clutch 6 in such a way that the speed on the primary impeller 7 adjusts itself accordingly so that a positive torque can be transferred to the crank bet 4 .

Die Fig. 3b verdeutlicht einen Sonderfall der in der Fig. 3a beschriebenen Ausführung, wobei P_mech2 gleich P₂₁ ist. In diesem Fall wird bei Schaltbarkeit der hydrodynamischen Kupplung 6, was beispielsweise durch Füllen oder Entleeren erfolgen kann oder jedoch durch Entkopplung der einzelnen Schaufelräder von den benachbarten Elementen - letztere Möglichkeit kann beispielsweise über entsprechende Schaltkupplungen realisiert werden - die insgesamt zur Verfügung stehende Leistung P_mech2 von der Abgasnutzturbine 2 an der Antriebswelle 14 des Generators 13 bereitgestellt. Die zur Verfügung stehende Gesamtleistung P_gesamt setzt sich somit aus der über die im ersten Leistungszweig übertragbare Leistung zusammen. Diese wird - immer unter Berücksichtigung der Übertragungsverluste - dem elektrischen Verbraucher in Form von elektrischer Energie durch den Generator 13 zugeführt. Der zweite Ausgang 18 ist dabei quasi von der Kurbelwelle entkoppelt, so daß hier keine Leistung aktiv über die hydrodnamische Kupplung übertragen wird. Lediglich die durch das Mitschleppen des Primärrades 7 bedingten Verluste sind in der Gesamtleistungsbilanz mit zu berücksichtigen. FIG. 3b illustrates a special case of the embodiment described in FIG. 3a, where P _mech2 is P ₂₁ . In this case, when the hydrodynamic clutch 6 can be switched , which can be done, for example, by filling or emptying or, however, by decoupling the individual paddle wheels from the adjacent elements - the latter possibility can be realized, for example, by means of corresponding clutch couplings - the total available power P _mech2 of the exhaust gas turbine 2 provided on the drive shaft 14 of the generator 13 . The total power P _{total available} is thus composed of the power that can be transmitted in the first power branch. This is - always taking into account the transmission losses - supplied to the electrical consumer in the form of electrical energy by the generator 13 . The second output 18 is quasi decoupled from the crankshaft, so that here no power is actively transmitted via the hydrodynamic clutch. Only the losses caused by entrainment of the primary wheel 7 have to be taken into account in the overall power balance.

Die Fig. 3c verdeutlicht anhand eines Signalflußbildes einen weiteren Funktionszustand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Antriebseinheiten 1, wobei hier die durch die Abgasnutzturbine 2 zur Verfügung gestellte Leistung P_mech2 nicht ausreicht, um den elektrischen Verbraucher 21 zu versorgen. Die zur Verfügung stehende Leistung P_mech2 ist somit kleiner als die erforderliche P₂₁. In diesem Fall wird entsprechend des benötigten Leistungsbedarfes des Verbrauchers 21 die erforderliche Leistung sowohl von der Abgasnutzturbine 2 als auch der Kurbelwelle 4 entnommen. Im Sonderfall der Nichtbereitstellung von Leistung durch die Abgasnutzturbine 2 wird die gesamte erforderliche Leistung von der Kurbelwelle 4 entnommen. Dabei fungiert die Verteilergetriebeeinheit 15 im Hinblick auf die Versorgung des Generators 13 mit mechanischer Leistung als Summiergetriebe. In diesem Fall fungiert ferner nach wie vor der Eingang 20 als Eingang sowie der Ausgang 18 als weiterer zweiter Eingang 29. Der Ausgang 19 bleibt als Ausgang bestehen. Die hydrodynamische Kupplung 6 ist in diesem Funktionszustand befüllt und damit in der Lage, ein Moment zu übertragen. Die Größe des übertragbaren Momentes hängt dabei auch vom Füllungsgrad ab, wobei jedoch aufgrund der direkten Kopplung zwischen Moment und Drehzahl bei einer bestimmten, zur Verfügung stehenden Leistung diese im Hinblick auf Drehzahl und Drehmoment immer nur mit dem maximal möglichen Drehmoment übertragen werden kann. Das Sekundärrad 9 fungiert als Pumpenrad und das Primärschaufelrad 7 als Turbinenrad. Die hydrodynamische Kupplung, insbesondere die einzelnen Schaufelräder, erhalten somit eine Funktionsumkehr. Die an der Antriebswelle 13 anliegende mechanische Leistung P_mech13 Setzt sich somit aus der Summe P_mech2 und P_4/6 zusammen. Der Leistungsanteil P_4/6 entspricht dabei einem von der Kurbelwelle 4 entnommenen Leistungsanteil. The Fig. 3c illustrates, to supply the electrical load to the 21 in the Fig. 1 illustrated drive units 1 and 2, whereby here the question asked by the exhaust gas turbine 2 to the available power P is not sufficient _mech2 a further functional state based on a signal flow. The available power P _mech2 is therefore smaller than the required P ₂₁ . In this case, the required power is taken from both the exhaust gas turbine 2 and the crankshaft 4 in accordance with the required power requirement of the consumer 21 . In the special case of not providing power by the exhaust gas turbine 2 , the entire required power is taken from the crankshaft 4 . The transfer gear unit 15 functions as a summing gear with regard to supplying the generator 13 with mechanical power. In this case, input 20 continues to function as an input and output 18 as a further second input 29 . The output 19 remains as an output. In this functional state, the hydrodynamic clutch 6 is filled and is therefore able to transmit a torque. The size of the transmittable torque also depends on the degree of filling, but due to the direct coupling between torque and speed at a certain available power, this can only be transmitted with the maximum possible torque in terms of speed and torque. The secondary wheel 9 functions as a pump wheel and the primary blade wheel 7 as a turbine wheel. The hydrodynamic coupling, in particular the individual paddle wheels, is thus reversed in function. The mechanical power P _mech13 applied to the drive shaft 13 is thus composed of the sum P _mech2 and P _4/6 . The power share P _4/6 corresponds to a power _share taken from the crankshaft 4 .

Die Fig. 4 verdeutlicht eine Weiterentwicklung gemäß Fig. 2b, bei welcher die elektrische Maschine 13 von einer Motor-Generator-Anlasserkombination (Einheit) gebildet wird. Diese ermöglicht es, als Generatormechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln und damit elektrische Verbraucher 21 oder elektrische Energiespeicher 22 zu versorgen. Als Motor kann bei erhöhtem Leistungsbedarf an der Kurbelwelle elektrische Energie aus dem Speicher 22 in mechanische Energie umgewandelt werden. Im Anlasserbetrieb (Sonderform des Motorbetriebs) wird der Anlasser bei seinem Hochlauf durch die Turbokupplung entlastet. Der Stormbedarf beim Einschalten wird reduziert. Bezugszeichenliste 1 Antriebseinheit
2 Abgasnutzturbine
3 Verbrennungskraftmaschine
4 Kurbelwette
5 Abgasleitung
6 hydrodynamische Kupplung
7 Primärschaufelrad
8 Stirnradzug
9 Turbinenrad
10 Übertragungselemente
11 erster Stirnradzug
12 zweiter Stirnradzug
13 als Generator betreibbare elektrische Maschine
14 Antriebswelle
15 Verteilergetriebe
16 Ritzel
17 Stirnrad
18 erster Ausgang
19 zweiter Ausgang
20 Eingang
21 Verbraucher
22 Speichereinheit
23 Elektrische Kopplung
24 Bordnetz
25 Mittel zur Steuerung der einspeisbaren Leistung
26 Mittel zur Steuerung der entnehmbaren Leistung
27 Erster Leistungszweig
28 Zweiter Leistungszweig
29 Summiergetriebe
FIG. 4 illustrates a further development according to FIG. 2b, in which the electrical machine 13 is formed by a motor-generator-starter combination (unit). This makes it possible to convert mechanical energy as electrical energy into electrical energy and thus to supply electrical consumers 21 or electrical energy stores 22 . As an engine, electrical energy from the memory 22 can be converted into mechanical energy when the crankshaft requires more power. In starter operation (special form of engine operation) the starter is relieved by the turbo coupling when it starts up. The power requirement when switching on is reduced. REFERENCE NUMERALS 1 power unit
2 exhaust gas turbine
3 internal combustion engine
4 crank bet
5 exhaust pipe
6 hydrodynamic coupling
7 primary impeller
8 spur gear
9 turbine wheel
10 transmission elements
11 first spur gear train
12 second spur gear train
13 electric machine operable as a generator
14 drive shaft
15 transfer case
16 sprockets
17 spur gear
18 first exit
19 second exit
20 entrance
21 consumers
22 storage unit
23 Electrical coupling
24 electrical system
25 means for controlling the feedable power
26 Means for controlling the removable power
27 First service branch
28 Second service branch
29 summation gear

Claims

1. Antriebseinheit

1. 1.1 mit einem Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle;

2. 1.2 mit einer Abgasleitung;

3. 1.3 mit einer von der Abgasleitung beaufschlagbaren, dem Verbrennungsmotor nachgeschalteten Abgasturbine;

4. 1.4 eine der Abgasturbine nachgeschaltete hydrodynamische Einheit, umfassend mindestens zwei Schaufelräder - ein Primärschaufelrad und ein Sekundärschaufelrad -, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum bilden;

5. 1.5 die hydrodynamische Einheit steht mit der Kurbelwelle in Triebverbindung;

6. 1.6 die Abgasturbine ist mit einer als Generator betreibbaren elektrischen Maschine gekoppelt.

1. Drive unit

1. 1.1 with an internal combustion engine with a crankshaft;

2. 1.2 with an exhaust pipe;

3. 1.3 with an exhaust gas turbine which can be acted upon by the exhaust gas line and is connected downstream of the internal combustion engine;

4. 1.4 a hydrodynamic unit connected downstream of the exhaust gas turbine, comprising at least two vane wheels - a primary vane wheel and a secondary vane wheel - which together form a toroidal working space;

5. 1.5 the hydrodynamic unit is in drive connection with the crankshaft;

6. 1.6 the exhaust gas turbine is coupled to an electrical machine that can be operated as a generator.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Abgasturbine und hydrodynamischer Baueinheit und Abgasturbine und als Generator betreibbarer elektrischer Maschine ein Leistungsverteilungsgetriebe angeordnet ist, umfassend einen Eingang, der mit der Abgasnutzturbine bei Leistungsübertragung im Traktionsbetrieb von der Abgasnutzturbine in Richtung der elektrischen, als Generator betreibbaren Maschine und der hydrodynamischen Kupplung mit der Abgasnutzturbine gekoppelt ist und zwei Ausgänge - einen ersten Ausgang, der mit der als Generator betreibbaren elektrischen Maschine gekoppelt ist und einen zweiten Ausgang, der mit der hydrodynamischen Baueinheit verbunden ist. 2. Drive unit according to claim 1, characterized in that between Exhaust gas turbine and hydrodynamic unit and exhaust gas turbine and as Generator operated electrical machine Power distribution gear is arranged, comprising an input, the with the exhaust gas turbine for power transmission in Traction operation from the exhaust gas turbine towards the electrical, machine that can be operated as a generator and the hydrodynamic coupling is coupled to the exhaust gas turbine and two outputs - a first Output with the electrical machine that can be operated as a generator is coupled and a second output that is connected to the hydrodynamic Unit is connected.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilergetriebe einen Stirnradzug umfaßt, wobei das Ausgangsstirnrad drehfest mit der elektrischen, als Generator betreibbaren Maschine und der hydrodynamischen Baueinheit verbunden ist. 3. Drive unit according to claim 2, characterized in that the Transfer case includes a spur gear train, the output spur gear non-rotatable with the electrical machine, which can be operated as a generator and the hydrodynamic unit is connected.

4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundärschaufelrad der hydrodynamischen Baueinheit mit der Kurbelwelle über eine Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtung in Triebverbindung steht. 4. Drive unit according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the secondary paddle wheel of the hydrodynamic Assembly with the crankshaft via a speed / Torque converter in drive connection.

5. Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinheit wenigstens einen Stirnradsatz umfaßt, wobei ein erstes Stirnrad mit der hydrodynamischen Baueinheit und das Ausgangsstirnrad mit der Kurbelwelle gekoppelt sind. 5. Drive unit according to claim 4, characterized in that the Speed / torque conversion unit at least one spur gear set comprises, a first spur gear with the hydrodynamic unit and the output spur gear is coupled to the crankshaft.

6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Generator betreibbare elektrische Maschine und die hydrodynamische Kupplung parallel oder in einem Winkel zur Kurbelwelle angeordnet sind. 6. Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the electrical machine operable as a generator and the hydrodynamic coupling parallel or at an angle to Crankshaft are arranged.

7. Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische, als Generator betreibbare Maschine und die hydrodynamische Baueinheit koaxial zueinander angeordnet sind. 7. Drive unit according to claim 6, characterized in that the electrical machine that can be operated as a generator and the hydrodynamic machine Unit are arranged coaxially to each other.

8. Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die als Generator betreibbare elektrische Maschine und die hydrodynamische Kupplung auf einer gemeinsamen Welle parallel zur Kurbelwelle angeordnet sind. 8. Drive unit according to claim 7, characterized in that the as Generator operated electrical machine and the hydrodynamic Coupling on a common shaft parallel to the crankshaft are arranged.

9. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur wahlweisen Kopplung und Entkopplung der hydrodynamischen Kupplung von der Abgasnutzturbine und/oder der Kurbelwelle vorgesehen sind. 9. Drive unit according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that means for selective coupling and decoupling of the hydrodynamic coupling of the exhaust gas turbine and / or the Crankshaft are provided.

10. Antriebseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Primärschaufelrad und Abgasnutzturbine eine schaltbare Kupplung vorgesehen ist. 10. Drive unit according to claim 9, characterized in that between Primary paddle wheel and exhaust gas turbine a switchable clutch is provided.

11. Antriebseinheit nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sekundärschaufelrad und Kurbelwelle eine schaltbare Kupplung angeordnet ist. 11. Drive unit according to claim 9 or 10, characterized in that a switchable clutch between secondary impeller and crankshaft is arranged.

12. Antriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Kupplung schaltbar ist. 12. Drive unit according to claim 8, characterized in that the hydrodynamic clutch is switchable.

13. Antriebseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Kupplung entleerbar ist. 13. Drive unit according to claim 12, characterized in that the hydrodynamic coupling can be emptied.

14. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Steuerung der vom Generator aufnehmbaren mechanischen Leistung vorgesehen sind. 14. Drive unit according to one of claims 1 to 13, characterized characterized in that means for controlling the generator recordable mechanical power are provided.

15. Verfahren zur Nutzung von mittels einer Abgasnutzturbine bereitgestellter Energie in einer Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der über die Abgasnutzturbine bereitgestellten mechanischen Leistung in elektrische Energie in Abhängigkeit der von den elektrischen Verbrauchern erforderlichen Leistung umgewandelt wird und nicht zum Antrieb elektrischer Verbraucher benötigte Leistung der Kurbelwelle zugeführt wird. 15. A method for using an exhaust gas turbine provided Energy in a drive unit according to one of claims 1 to 14, characterized in that at least part of the over Exhaust gas turbine provided mechanical power in electrical Energy depending on the electrical consumers required power is converted and not to drive electrical consumer required power supplied to the crankshaft becomes.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht möglicher Bereitstellung der erforderlichen Leistung für die elektrischen Verbraucher über die Abgasnutzturbine der erforderliche Leistungsanteil von der Kurbelwelle entnommen wird. 16. The method according to claim 15, characterized in that at not possible provision of the required power for the electrical Consumers via the exhaust gas turbine the required power share is removed from the crankshaft.