Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasbehandlungssystem
für eine
Brennkraftmaschine, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschine, sowie
ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Abgasbehandlungssystems
vorzusehen, mit welchen in zuverlässiger Art und Weise auch über die Betriebslebensdauer
eines derartigen Systems hinweg für einen geringen Schadstoffausstoß gesorgt werden
kann.
Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch
ein Abgasbehandlungssystem für
eine Brennkraftmaschine, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschine, umfassend
eine Katalysatoranordnung sowie im Abgasströmungsweg stromaufwärts der
Katalysatoranordnung wenigstens eine Verdampfer/Brenner-Anordnung,
wobei die Verdampfer/Brenner-Anordnung umfasst:
- – eine Gehäuseanordnung
mit einer darin gebildeten Verdampfungs/Brenn-Kammer, welche zu dem
Abgasströmungsweg
hin offen ist,
- – ein
Verdampfermedium zum Aufnehmen von flüssigem Kohlenwasserstoff und
zur Abgabe von Kohlenwasserstoffdampf zur Verdampfungs/Brenn-Kammer,
- – eine
Heizeinrichtung zur Erwärmung
des Verdampfermediums,
- – eine
Zündeinrichtung
zum Starten der Verbrennung des in der Verdampfungs/Brenn-Kammer vorhandenen
Kohlenwasserstoffdampfes.
Durch
das Bereitstellen wenigstens einer Verdampfer/Brenner-Anordnung
kann dafür
gesorgt werden, dass dann, wenn die Temperatur der von der Brennkraftmaschine
in Richtung Katalysatoranordnung strömenden Abgase nicht ausreicht,
um die autotherme katalytische Reaktion dort zu starten oder aufrecht
zu erhalten, eine zusätzliche
Verbrennung gestartet wird, durch welche einerseits Verbrennungsabgase
erzeugt werden, die eine sehr hohe Temperatur aufweisen und andererseits
die von der Brennkraftmaschine heranströmenden Abgase erwärmt werden
können,
so dass durch entsprechende Wärmeübertragung
dann auch die Temperatur der Katalysatoranordnung bzw. des Katalysatormaterials derselben über die
so genannte Light-Off-Temperatur angehoben werden kann bzw. über dieser
Temperatur gehalten werden kann. Ist die Temperatur der von der
Brennkraftmaschine heranströmenden
Abgase ausreichend hoch, so kann die erfindungsgemäß vorzusehende
Verdampfer/Brenner-Anordnung beispielsweise so betrieben werden,
dass darin nur flüssiger
Kohlenwasserstoff, also allgemein Brennstoff, abgedampft wird, um
diesen den Abgasen beizusetzen und somit eine verbesserte katalytische
Reaktion zu bewirken.
Bei
einer baulich und auch aus Kostengründen besonders bevorzugten
Ausgestaltungsform kann die Heizeinrichtung eine elektrisch betreibbare Heizeinrichtung
sein, kann also beispielsweise eine Heizwendelkammer, eine Heizspirale
o.dgl. umfassen.
Bei
dem erfindungsgemäßen System
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verdampfermedium wenigstens
in einem Bodenbereich der im Wesentlichen topfartig ausgebildeten
Gehäuseanordnung
vorgesehen ist und dass die Heizeinrichtung im Bodenbereich der
Gehäuseanordnung
vorgesehen ist.
Um
dabei das Eintreten von sich in der Verdampfungs/Brenn-Kammer ansammelnden
Materialien in den Abgasstrom zu ermöglichen, wird weiter vorgeschlagen,
dass die Gehäuseanordnung
dem Bodenbereich gegenüber
liegend eine Öffnung
zum Austritt des in der Verdampfungs/Brenn-Kammer erzeugten Kohlenwasserstoffdampfes
zu dem Abgasströmungsweg
oder/und der in der Verdampfungs/Brenn-Kammer erzeugten Verbrennungsprodukte
zu dem Abgasströmungsweg
aufweist.
Insbesondere
im Betrieb als zusätzliche Wärmequelle
für die
Katalysatoranordnung benötigt die
erfindungsgemäß vorzusehende
Verdampfer/Brenner-Anordnung
Sauerstoff, um den darin erzeugten Kohlenwasserstoffdampf verbrennen
zu können.
Dazu kann gemäß einem
weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung der in den von der Brennkraftmaschine
heranströmenden
Abgasen transportierte Restsauerstoff genutzt werden, so dass kein
zusätzliches
Verbrennungsluftgebläse o.dgl.
vorgesehen werden muss. Um jedoch diesen Sauerstoff in diejenigen
Bereiche zu bringen, in denen die Verbrennung ablaufen soll, wird
weiter vorgeschlagen, dass eine Umfangswandung der Gehäuseanordnung
in den Abgasströmungsweg
ragt und eine Abgasdurchtrittsöffungsanordnung
aufweist.
Der
Betrieb der erfindungsgemäßen Verdampfer/Brenner-Anordnung
zum Erzeugen heißer Verbrennungsabgase
ist, wie vorangehend erwähnt, nur
dann erforderlich, wenn die von der Brennkraftmaschine heranströmenden Abgase
nicht ausreichend heiß sind.
Es wird daher weiter vorgeschlagen, dass eine erste Temperatursensoranordnung
vorgesehen ist zur Erfassung einer Temperatur der eine Brennkraftmaschine
verlassenden Abgase im Abgasströmungsweg
stromaufwärts
der Katalysatoranordnung. Um insbesondere auch während des Verbrennungsbetriebs
der Verdampfer/Brenner-Anordnung erkennen zu können, dass beispielsweise aufgrund
einer Laständerung
die Temperatur der von der Brennkraftmaschine abgegebenen Abgase
angestiegen ist, wird weiter vorgeschlagen, dass die erste Temperatursensoranordnung
stromaufwärts
der wenigstens einen Verdampfer/Brenner-Anordnung vorgesehen ist.
Wie
bereits vorangehend erwähnt
kann bei einem derartigen Abgasbehandlungssystem insbesondere bei
Einsatz in Verbindung mit einer Diesel-Brennkraftmaschine im Abgasströmungsweg stromabwärts der
Katalysatoranordnung eine Partikelfilteranordnung vorgesehen sein.
Insbesondere bei der Kombination einer Katalysatoranordnung mit einer
Partikelfilteranordnung wird der erfindungsgemäß vorzusehende Aspekt der zusätzlichen
Erwärmung
der von der Brennkraftmaschine abgegebenen Abgase besonders wichtig,
da somit auch dann, wenn die Abgastemperatur zum Aufrechterhalten oder
Starten der autothermen katalytischen Reaktion in der Katalysatoranordnung
nicht ausreicht und insofern auch in der Katalysatoranordnung nicht
die zur Regeneration des Partikelfilters erforderlichen hohen Temperaturen
bereitgestellt werden können,
durch Betreiben der Verdampfer/Brenner-Anordnung für eine geeignete
Katalyse und infolge dessen auch eine geeignete Partikelfilterregeneration
gesorgt werden kann.
Weiter
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass stromaufwärts
der Partikelfilteranordnung eine zweite Temperatursensoranordnung
zur Erfassung der Abgastemperatur im Strömungswegbereich zwischen der
Katalysatoranordnung und der Partikelfilteranordnung vorgesehen
ist. Auch diese zweite Temperatursensoranordnung kann dazu genutzt
werden, die Entscheidung über
das Betreiben der Verdampfer/Brenner-Anordnung als Brenner oder
als Verdampfer zu treffen. Wird nämlich erkannt, dass die Temperatur
der auf die Partikelfilteranordnung zuströmenden Abgase nicht ausreichend
hoch ist, um die Partikelfilterregeneration durchzuführen, ist
dies ein Hinweis darauf, dass auch in der Katalysatoranordnung die
katalytische Reaktion nicht oder nicht in geeigneter Weise abläuft. Durch
Anheben der Temperatur der von der Brennkraftmaschine heranströmenden Abgase
kann somit wieder dafür
gesorgt werden, dass die beiden angesprochenen Reinigungsvorgänge in der
Katalysatoranordnung bzw. Partikelfilteranordnung in optimaler Weise
ablaufen können.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte
Aufgabe gelöst
durch ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Abgasbehandlungssystems,
bei welchem Verfahren dann, wenn festgestellt wird, dass eine Abgastemperatur
der eine Brennkraftmaschine verlassenden Abgase unter einer vorbestimmten
Schwelle liegt, insbesondere nicht ausreichend hoch ist, um in der
Katalysatoranordnung eine geeignete katalytische Reaktion zu starten
oder/und aufrecht zu erhalten, die wenigstens eine Verdampfer/Brenner-Anordnung
wenigstens phasenweise zur Verbrennung wenigstens eines Teils des
darin erzeugten Kohlenwasserstoffdampfes betrieben wird.
Bei
diesem Verfahren kann dann weiter vorgesehen sein, dass dann, wenn
festgestellt wird, dass die Abgastemperatur der die Brennkraftmaschine
verlassenden Abgase über
einer vorbestimmten Schwelle liegt, insbesondere ausreichend hoch
ist, um in der Katalysatoranordnung eine geeignete katalytische
Reaktion zu starten oder/und aufrecht zu erhalten, die wenigstens
eine Verdampfer/Brenner-Anordnung wenigstens phasenweise zum Erzeugen von
den Abgasen der Brennkraftmaschine beizumischendem Kohlenwasserstoffdampf
betrieben wird.
Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung
detailliert beschrieben. Diese zeigt ein erfindungsgemäßes Abgasbehandlungssystem
teilweise im Längsschnitt, teilweise
nur schematisch angedeutet.
Das
erfindungsgemäße Abgasbehandlungssystem 10 umfasst
einen durch eine allgemein mit 12 bezeichnete Rohrleitungsanordnung
bereitgestellten Abgasströmungsweg 14,
der die durch Strömungspfeile
A angedeuteten Abgase, die von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine
ausgestoßen
werden, von der Brennkraftmaschine zu einer ebenfalls nicht dargestellten
Abgabeöffnung
führt,
wo diese Abgase dann nach außen
ausgestoßen
werden. Dabei werden die Abgase A über eine allgemein mit 16 bezeichnete
Katalysatoranordnung zu einer Partikelfilteranordnung 18 geleitet.
In der Katalysatoranordnung 16 läuft grundsätzlich eine exotherme katalytische
Reaktion ab, bei welcher Stickoxide und Kohlenmonoxid sowie den
Abgasen A beigesetzter Kohlenwasserstoff im Wesentlichen zu Kohlendioxid
umgesetzt werden. Dieses und im Verbrennungsmotor erzeugte Rußpartikel
strömen
zusammen mit den die Katalysatoranordnung 16 verlassenden
Abgasen in Richtung zur Partikelfilteranordnung 18 und
werden dort mechanisch ausgefiltert. Zur Umgebung hin werden dann
im Wesentlichen von Rußpartikeln
befreite Abgase, die als Hauptbestandteil Kohlendioxid enthalten,
ausgestoßen.
Um
in der Katalysatoranordnung 16 diese katalytische Reaktion
starten zu können
bzw. aufrecht erhalten zu können,
ist es erforderlich, die Temperatur derselben bzw. des Katalysatormaterials
darin auf einem Bereich von 200 – 250°C anzuheben und dort zu halten.
Erst dann wird es möglich,
diese katalytische Reaktion zu starten, welche eine exotherme Reaktion
ist und zusätzlich
Wärme freisetzt. Diese
bei der katalytischen Reaktion freigesetzte Wärme führt dazu, dass sowohl die Katalysatoranordnung 16 und
insbesondere auch die in Richtung Partikelfilteranordnung 18 strömenden Abgase
eine Temperatur im Bereich von 400°C und mehr haben werden. Diese
Temperatur ist erforderlich, um die in der Partikelfilteranordnung 18 herausgefilterten
Rußpartikel
zu verbrennen, d.h. zu oxidieren, und somit den Partikelfilter 18 zu
reinigen. Das heißt,
läuft in
der Katalysatoranordnung 16 die exotherme Katalysereaktion
nicht ab, so ist es ebenfalls nicht möglich, die Partikelfilteranordnung 18 von
den darin angesammelten Rußpartikeln
zu reinigen. Dieser Zustand kann dann eintreten, wenn die Abgase
A eine derart niedrige Temperatur haben, dass die Katalysatoranordnung 16 nicht
auf die erforderliche Temperatur im Bereich von 200 – 250°C gebracht
werden kann. Beispielsweise dann, wenn eine Brennkraftmaschine wie
z.B. eine Diesel-Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand dreht, wird
im Allgemeinen eine Abgastemperatur von 150°C erreicht. Auch im lastfreien
Fahrzustand bzw. im Fahrzustand mit geringer Last kann es vorkommen,
dass die Abgastemperatur den Bereich von 200°C nicht erreicht. Dies hat zur
Folge, dass die katalytische Reaktion in der Katalysatoranordnung 16 nicht
startet oder zum Erliegen kommen kann bzw. eine geeignete Katalyse
nicht mehr stattfinden kann mit den vorangehend beschriebenen Folgen.
Um
diesem Problem entgegen zu treten, ist bei dem erfindungsgemäßen Abgasbehandlungssystem 10 im
Abgasströmungsweg 14 stromaufwärts der
Katalysatoranordnung 16 eine allgemein mit 20 bezeichnete
Verdampfer/Brenner-Anordnung vorgesehen. Diese Verdampfer/Brenner-Anordnung 20 umfasst
eine Gehäuseanordnung 21,
in welcher eine Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 gebildet ist.
Die Gehäuseanordnung 21 ist
im Wesentlichen topfartig ausgestaltet und umfasst im dargestellten
Beispiel ein im Wesentlichen eine Umfangswandung bereitstellendes
Gehäuseteil 24 sowie
ein im Wesentlichen einen Bodenbereich 26 bereitstellendes
und das Gehäuseteil 24 bereichsweise übergreifendes
Gehäuseteil 28.
An dem den Bodenbereich 26 gegenüber liegenden Bereich weist
das Gehäuse
eine die Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 zum Abgasströmungsweg 14 hin öffnende Öffnung 30 auf.
Wie nachfolgend noch beschrieben, können im Bereich dieser Öffnung 30 in
der Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 entstehende Produkte in
den Abgasströmungsweg 14 gelangen.
Weiter sind in demjenigen Bereich des Gehäuseteils 24, in dem
dieses in den Abgasströmungsweg 14 ragt,
Durchtrittsöffnungen 32 vorgesehen,
durch welche hindurch einerseits die angesprochenen Produkte aus
der Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 austreten können, andererseits
jedoch auch die von der Brennkraftmaschine abgegebenen Abgase A
in diese Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 eintreten können.
Der
Bodenbereich 26 der Gehäuseanordnung 21 ist
in Richtung zur Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 hin von einem
Verdampfermedium 34 im Wesentlichen vollständig abgedeckt. Dieses
Verdampfermedium 34 ist aus porösem, also flüssigen Brennstoff
bzw. flüssigen
Kohlenwasserstoff unter Kapillarwirkung förderndem Material aufgebaut.
Hier kommen beispielsweise Vliesmaterial, Geflecht, Gewebe, Schaumkeramik
o.dgl. in Frage. An der von der Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 abgewandten
Seite dieses Verdampfermediums 34 ist diesem zugeordnet
eine Heizeinrichtung 38 vorgesehen. Diese umfasst im dargestellten
Falle beispielsweise eine Heizspirale, die unter der Ansteuerung
einer nicht dargestellten Ansteuervorrichtung steht und deren Erregung
eine Erwärmung
des Verdampfermediums 34 zur Folge hat. In das Gehäuseteil 28 mündet ferner
eine Brennstoffleitung 40 ein, über welche flüssiger Brennstoff,
also flüssiger
Kohlenwasserstoff, wie z.B. Dieselkraftstoff oder Benzin, in das
Verdampfermedium 34 eingespeist werden kann. Für diese
Einspeisung kann eine unter der Ansteuerung der bereits angesprochenen
Ansteuervorrichtung stehende Dosierpumpe vorgesehen sein. Die Einspeisung
derartigen flüssigen
Brennstoffs in das Verdampfermedium 34 hat zur Folge, dass
dieser flüssige
Brennstoff 34 durch die Kapillarförderwirkung sich vergleichsweise
gleichmäßig über das
gesamte Verdampfermedium 34 verteilen wird und insbesondere auch
zu der der Verdampfungs/Brenn-Kammer 24 zugewandten Seite
desselben gefördert
wird. Durch Erregen der Heizeinrichtung 38 und somit durch
Erhöhen
der Temperatur im Bereich des Bodenbereichs 26 bzw. des
Verdampfermediums 34 kann dafür gesorgt werden, dass vor
allem bei vergleichsweise niedrigen Umgebungstemperaturen eine verstärkte Abdampfung
des zunächst
noch flüssigen
Brennstoffs in Richtung zur Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 hin auftreten wird,
wenn dies erforderlich ist.
Um
in der Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 eine Verbrennung des
darin angesammelten Brennstoffdampfes zu ermöglichen, ist ein Zündelement 42 vorgesehen.
Dieses kann sich in geringem Abstand zu dem Verdampfermedium 34 in
die Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 erstrecken. Auch das Zündelement 42 kann
elektrisch erregbar sein, so dass bei beispielsweise erregter Heizeinrichtung 38 und
erregtem Zündelement 42 dann
einerseits die erforderliche Menge an Brennstoffdampf und andererseits
in einem lokal begrenzten Bereich die erforderlichen Temperaturen
zum Starten einer Verbrennung bereitgestellt werden können. Um
erkennen zu können,
ob eine derartige Verbrennung gestartet worden ist bzw. ggf. auch
wieder erloschen ist, kann ferner ein so genannter Flammwächter 44,
beispielsweise in Form eines Temperatursensors, vorgesehen sein.
Man
erkennt in der Figur weiter, dass das erfindungsgemäße Abgasbehandlungssystem 10 im Abgasströmungsweg 14 zwei
Temperatursensoren 46, 48 aufweist. Der Temperatursensor 46 ist
stromaufwärts
der Verdampfer/Brenner-Anordnung 20 angeordnet, um die
Temperatur der dort heranströmenden
Abgase A zu messen. Der Temperatursensor 48 ist stromaufwärts der
Partikelfilteranordnung 18 angeordnet, um die Temperatur
der auf die Partikelfilteranordnung 18 zu strömenden Abgase
zu erfassen. Auch diese Temperatursensoren 46, 48 liefern,
ebenso wie der Flammwächter 44 ihre
Sensorsignale zu der nicht dargestellten Ansteuervorrichtung.
Nachfolgend
wird der Betrieb des vorangehend hinsichtlich seiner konstruktiven
Details erläuterten
Abgasbehandlungssystems 10 beschrieben.
Es
sei zunächst
angenommen, dass eine Brennkraftmaschine, welche mit einem derartigen Abgasbehandlungssystem 10 kombiniert
ist, in einem normalen Betriebszustand, also unter Last, arbeitet.
Dies hat zur Folge, dass die im Abgasströmungsweg 14 strömenden Abgase
A eine vergleichsweise hohe Temperatur aufweisen, was durch den
Temperatursensor 46 auch erfasst werden kann. Die Temperatur
wird ausreichen, um in der Katalysatoranordnung 16 ausreichend
hohe Temperaturen bereitstellen zu können und dort die angesprochene autotherme
Katalysereaktion durchführen
zu können. Dies
hat zur Folge, dass die in Richtung zur Partikelfilteranordnung 18 strömenden und
die Katalysatoranordnung 16 verlassenden Abgase eine so
hohe Temperatur im Bereich von beispielsweise 400°C und mehr
aufweisen werden, um eine kontinuierliche Regeneration des Partikelfilters 18,
also ein im Wesentlichen kontinuierliches Abbrennen der dort angesammelten
Rußpartikel,
durchzuführen.
In diesem Zustand wird auch der Temperatursensor 48 ein
Signal liefern, das indiziert, dass die Abgastemperatur zur Partikelfilterregeneration
ausreicht.
Um
die katalytische Reaktion in der Katalysatoranordnung 16 zu
unterstützen
bzw. in optimierter Weise ablaufen zu lassen, wird die in der Figur dargestellte
Verdampfer/Brenner-Anordnung 20 in dieser Betriebsphase
so aktiviert, dass sie Kohlenwasserstoffdampf K erzeugt und diesen
Kohlenwasserstoffdampf K im Wesentlichen durch die Öffnung 30 in
den Abgasströmungsweg 14 abgibt.
Der Kohlenwasserstoffdampf K wird sich mit den Abgasen A vermischen
und mit diesen am Katalysatormaterial der Katalysatoranordnung 16 reagieren.
Die erforderliche Menge des Kohlenwasserstoffdampfes K, die im Wesentlichen
auch eingestellt werden kann durch den Betrieb der nicht beschriebenen
Dosierpumpe bzw. die vermittels Erregung der Heizeinrichtung 38 einstellbare
Abdampfungsrate, kann bestimmt werden aus dem Betriebszustand der
Brennkraftmaschine, also beispielsweise dem Lastzustand oder/und der
Drehzahl. Dieser Betriebszustand wird im Wesentlichen auch die Zusammensetzung
der ausgestoßenen
Abgase und somit auch die erforderliche Kohlenwasserstoffdampfmenge
bestimmen.
Wird
nun beispielsweise anhand des Sensorsignals des Temperatursensors 46 erkannt,
dass die Abgastemperatur nicht ausreicht, um eine geeignete katalytische
Reaktion in der Katalysatoranordnung 16 zu erzeugen, und
infolgedessen auch nicht ausreicht, um eine Partikelfilterregeneration
durchzuführen,
und wird beispielsweise auch durch eine Beladungserkennung festgestellt,
dass der Partikelfilter 18 so stark mit Rußpartikeln
zugesetzt ist, dass eine Regeneration durchgeführt werden muss, so wird die Verdampfer/Brenner-Anordnung
20 nunmehr als Brenner betrieben. Hin sichtlich der Beladungserkennung
sei ausgeführt,
dass diese beispielsweise durch die Erfassung des Drucks vor und
nach dem Partikelfilter 18 erfolgen kann, wobei eine große Druckdifferenz
auf eine entsprechend große
Beladung des Partikelfilters 18 hinweisen kann. Es ist
selbstverständlich,
dass hier andere Indikatoren dazu genutzt werden können, um
die Entscheidung über
eine erforderliche Regeneration zu treffen.
Um
den Brennerbetrieb zu starten, wird wieder zunächst flüssiger Kohlenwasserstoff bzw. Brennstoff
in das Verdampfermedium 34 eingespeist und gleichzeitig
wird die Heizeinrichtung 26 betrieben, um eine ausreichende
Brennstoffabdampfung zu gewährleisten.
Zum Starten der Verbrennung wird dann das Zündelement 42 erregt,
so dass lokal in einem Bereich hoher Brennstoffdampfkonzentration auch
entsprechend hohe und das Zünden
nach sich ziehende Temperaturen erzeugt werden. Den für die Verbrennung
erforderlichen Sauerstoff transportieren die Abgase A in Form von
bei der Verbrennung in der Brennkraftmaschine nicht verbrauchtem
Restsauerstoff, der zusammen mit den Abgasen A durch die Öffnungen 32 und
ggf. auch die Öffnung 30 in
die Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 gelangen wird und sich
dort mit dem Brennstoffdampf mischen wird. Nach erfolgter Zündung, was
durch das Sensorsignal des Flammwächters 44 erfasst
werden kann, kann das Erregen des Zündelements 42 eingestellt
werden. Auch das Erregen der Heizeinrichtung 26 kann eingestellt
werden, da durch die in der Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 ablaufende
Verbrennung ausreichend hohe Temperaturen erzeugt werden, um eine
ausreichende Abdampfung des zunächst
noch flüssigen
Kohlenwasserstoffs aus dem Verdampfermedium 34 aufrecht
zu erhalten. Bei ablaufender Verbrennung treten dann die Verbrennungsabgase
V der Verdampfer/Brenner-Anordnung 20 im Wesentlichen durch
die Öffnung 30 in
den Abgasströmungsweg 14 ein
und vermischen sich dort mit den von der Brennkraftmaschine abgegebenen
Abgasen. Dies wiederum hat zur Folge, dass die in Richtung Katalysatoranordnung 16 dann
strömenden
Abgase eine höhere Temperatur
aufweisen werden als im weiter stromaufwärts liegenden Bereich des Abgasströmungswegs 14.
Dabei kann durch entsprechende Brennstoffdosierung die Brennerleistung
so eingestellt werden, dass sich auch unter Berücksichtigung der Temperatur
der Abgase A im Bereich der Katalysatoranordnung 16 nunmehr
eine ausreichend hohe Temperatur einstellen wird, um die katalytische
Reaktion zu starten bzw. aufrecht zu erhalten. Um hierfür, wie vorangehend
bereits beschrieben, eine gewisse Menge an Kohlenwasserstoff bereitstellen
zu können,
kann die Verdampfer/Brenner-Anordnung 20 in dieser Betriebsphase
so betrieben werden, dass sie mehr Brennstoff bzw. Kohlenwasserstoffdampf
erzeugt, als zur Verbrennung mit dem diese durchströmenden Restsauerstoff,
der in den Abgasen A transportiert wird, erforderlich, so dass durch
die Öffnung 30 nicht nur
Verbrennungsabgase V, sondern gleichzeitig auch nicht verbrannter
Kohlenwasserstoffdampf K austreten wird.
Durch
das Betreiben der Verdampfer/Brenner-Anordnung 20 als Wärmequelle
in dieser Phase kann also sowohl im Bereich der Katalysatoranordnung 16 als
auch im Bereich der Partikelfilteranordnung 18 die dort
jeweils erforderliche Reaktion in geeigneter Weise ablaufen bzw.
am Ablaufen gehalten werden.
Steigt
nachfolgend beispielsweise durch Übergehen in einen höheren Lastzustand
der Brennkraftmaschine die Temperatur der Abgase A wieder an, und
zwar auf eine Temperatur, die ausreicht, um diese Reaktionen am
Leben zu erhalten, so ist es nicht mehr erforderlich, die Verdampfer/Brenner-Anordnung 20 im
Brennerbetrieb zu betreiben. Hier kann es bei geeigneter Ausgestaltung
der Gehäuseanordnung 21 ausreichen,
dass bei Übergang
in einen höheren
Lastzustand die Verbrennungsabgase A verstärkt und mit höherer Strömungsgeschwindigkeit
heranströmen
werden, so dass die Flamme in der Verdampfungs/Brenn-Kammer 22 ausgeblasen wird
oder aufgrund eines geringeren Sauerstoffgehalts in den Abgasen
A die Verbrennung zum Erliegen kommt. Dies kann wiederum durch den
Flammwächter 44 erkannt
werden. Selbstverständlich
ist es auch möglich,
durch entsprechende Ansteuerung der Dosierpumpe und entsprechende
Brennstoffdrosselung die Verbrennung zu beenden. Nach beendeter Verbrennung
kann die Brennstoffzufuhr wieder aufgenommen bzw. fortge setzt werden,
um bei dann auch wieder betriebener Heizeinrichtung 26 den
für die
katalytische Reaktion erforderlichen bzw. vorteilhaften Kohlenwasserstoffdampf
erzeugen und den Abgasen A beisetzen zu können.
Sinkt
zu einem späteren
Zeitpunkt die Temperatur der Abgase wieder in einen kritischen Bereich ab,
so kann der vorangehend beschriebene Verbrennungsprozess in der
Verdampfer/Brenner-Anordnung 20 wieder gestartet werden,
indem lediglich das Zündelement 42 wieder
aktiviert wird.
Es
ist selbstverständlich,
dass das in der Figur dargestellte und vorangehend beschriebene
System in verschiedenen Aspekten anders aufgebaut sein kann, als
gezeigt und beschrieben bzw. in anderer Art und Weise betrieben
werden kann. So ist es selbstverständlich möglich, anstelle der einen einzigen
Verdampfer/Brenner-Anordnung 20 mehrere davon in der Strömungsrichtung
der Abgase A aufeinander folgend oder/und an gleicher Positionierung
jedoch in Umfangsrichtung verteilt vorzusehen. Auch kann die Beurteilung,
ob der Betrieb dieser Anordnung oder Anordnungen 20 als
Kohlenwasserstoffdampferzeuger oder als Brenner oder gar nicht erforderlich
ist, beruhend auf anderen Eingangsgrößen getroffen werden. So kann
beispielsweise anstelle des Signals des Temperatursensors 46 auch
dasjenige des Temperatursensors 48 ausgewertet werden, um
zu erkennen, wann eine Abgastemperatur nicht mehr ausreicht, um
die gewünschte
katalytische Reaktion bzw. Reinigungsreaktion zu erlangen. Hier kann
bei Verwendung des Signals des Sensors 48 dann ein anderer
Schwellenwert vorgegeben werden, dessen Unterschreiten zu erkennen
gibt, dass in der Katalysatoranordnung 16 die katalytische
Reaktion nicht mehr abläuft,
was bedeutet, dass dieser Schwellenwert höher liegen kann bzw. wird,
als bei Auswertung des Signals des Temperatursensors 46. Auch
ist es grundsätzlich
möglich,
die Information darüber,
welche Temperatur die Abgase A haben, nicht sensorisch zu erfassen,
sondern beispielsweise durch Kennfeldauslesen festzustellen, in
welchem Bereich diese Temperatur ist. Hier könnte beispielsweise ein Kennfeld
definiert werden, das die Abgastemperatur als Ausgangsgröße und beispielsweise die
Motordrehzahl und die Motorlast oder andere hierfür relevante
Größen als
Eingangsgrößen aufweist.
Auch ist es möglich,
hinsichtlich des Betriebs der Anordnung 20 als Kohlenwasserstoffdampferzeuger
durch Kennfeldauslesung den Restsauerstoffanteil in den Abgasen
A zu ermitteln und auf dieser Grundlage dann festzulegen, wie groß die durch Abdampfung
den Abgasen A beizumischende Kohlenwasserstoffdampfmenge sein soll,
um damit die die gewünschte
katalytische Reaktion in der Katalysatoranordnung 16 zu
erlangen.