EP1533489B1 - Abgasbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine, sowie Verfahren zum Betreiben eines entsprechenden Abgasbehandlungssystems - Google Patents

Abgasbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine, sowie Verfahren zum Betreiben eines entsprechenden Abgasbehandlungssystems Download PDF

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EP1533489B1
EP1533489B1 EP04023077A EP04023077A EP1533489B1 EP 1533489 B1 EP1533489 B1 EP 1533489B1 EP 04023077 A EP04023077 A EP 04023077A EP 04023077 A EP04023077 A EP 04023077A EP 1533489 B1 EP1533489 B1 EP 1533489B1
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EP
European Patent Office
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exhaust gas
arrangement
flow path
treatment system
gas flow
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Walter Blaschke
Günter Eberspach
Gerd Gaiser
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Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
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J Eberspaecher GmbH and Co KG
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    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas treatment system for an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine, comprising a catalyst arrangement as defined in the preamble of claim 1 and in methods for operating such an exhaust gas treatment system.
  • the exhaust gas leaving an internal combustion engine is essentially purified by the catalyst arrangement by the pollutants which are particularly harmful to the environment.
  • this exhaust gas contains high levels of nitrogen oxides and carbon monoxide, which are converted by a catalytic reaction substantially in carbon dioxide.
  • soot particles also occur in such a catalytic reaction or combustion.
  • a temperature is required which, depending on the catalyst type and the catalyst material, is in the range of at least 200-250 ° C. If the temperature of the catalyst falls below a so-called "light-off temperature" lying in this range, then a catalytic reaction which is suitable for the required pollutant reduction can no longer be maintained or can not be started. Such a fall in the temperature in the region of the catalyst can occur, for example, when the exhaust gases leaving an internal combustion engine do not transport sufficient temperature to be able to ensure a corresponding heating of the catalytic converter. This may be the case, for example, in idling mode, in which the temperature of the exhaust gases leaving the internal combustion engine is in the range of approximately 150.degree. Particularly critical with regard to a suitable catalytic reaction are therefore the starting phase of an internal combustion engine or phases during the journey, in which low load is driven, so for example in longer-lasting downhill or slow Dahinrollen on highways or the like.
  • an exhaust gas treatment system according to the preamble of claim 1 is known.
  • a burner is arranged in this exhaust gas treatment system so that it projects with its housing partially into the exhaust gas flow path and is open there in the region of a burner tube.
  • An ignition device is provided on the housing.
  • a fuel supply and a combustion air supply are also provided to generate in the housing a combustible mixture which is ignited by activation of the ignition device.
  • the EP 1 354 852 A2 shows an evaporator arrangement in which the hydrocarbon to be evaporated is introduced into a porous evaporator medium.
  • This evaporator assembly is intended for a reformer, in which from the porous. Evaporating medium evaporating out of hydrocarbon a reformate is produced.
  • At least one evaporator / burner arrangement By providing at least one evaporator / burner arrangement, it can be ensured that when the temperature of the exhaust gases flowing from the internal combustion engine in the direction of the catalyst arrangement is insufficient to start or maintain the autothermal catalytic reaction there, an additional combustion is started is, by which on the one hand combustion exhaust gases are generated, which have a very high temperature and on the other hand, the incoming from the engine exhaust gases can be heated, so that by appropriate heat transfer then the temperature of the catalyst assembly and the catalyst material thereof via the so-called light-off Temperature can be raised or can be maintained above this temperature.
  • the evaporator / burner arrangement to be provided according to the invention can be operated, for example, in such a way that only liquid hydrocarbon, that is to say generally fuel, is evaporated in order to supply it to the exhaust gases to contribute and thus effect an improved catalytic reaction.
  • the heater may be an electrically operable heater, so it may, for example, a Schuetzlhunt, a heating coil or the like. include.
  • the evaporator medium is provided at least in a bottom region of the substantially cup-shaped housing arrangement and the heating device is provided in the bottom region of the housing arrangement.
  • the housing assembly may face the bottom region an opening for exit of the hydrocarbon vapor generated in the vaporization / combustion chamber to the exhaust gas flow path and / or the combustion products generated in the vaporization / combustion chamber Has exhaust flow path.
  • the inventively provided evaporator / burner assembly requires oxygen to burn the hydrocarbon vapor generated therein can.
  • the residual oxygen transported into the exhaust gases flowing in from the internal combustion engine can be used, so that no additional combustion air blower or the like can be used. must be provided.
  • a peripheral wall of the housing assembly protrudes into the exhaust gas flow path and having an exhaust gas passage opening arrangement.
  • a first temperature sensor arrangement is provided for detecting a temperature of the exhaust gases leaving an internal combustion engine in the exhaust gas flow path upstream of the catalyst arrangement.
  • the first temperature sensor arrangement be provided upstream of the at least one evaporator / burner arrangement is.
  • a particle filter arrangement can be provided in the exhaust gas flow path downstream of the catalyst arrangement.
  • aspect of the additional heating of the exhaust gases emitted from the engine is particularly important because thus even if the exhaust gas temperature for maintaining or starting the autothermal catalytic reaction in the catalyst assembly is not sufficient and insofar can not be provided in the catalyst assembly required for the regeneration of the particulate filter high temperatures, by operating the evaporator / burner assembly for a suitable catalysis and as a result of which a suitable particulate filter regeneration can be provided.
  • a second temperature sensor arrangement for detecting the exhaust gas temperature in the flow path region between the catalyst arrangement and the particle filter arrangement is provided upstream of the particle filter arrangement.
  • This second temperature sensor arrangement can be used to make the decision about the operation of the evaporator / burner arrangement as a burner or as an evaporator. In fact, if it is detected that the temperature of the exhaust gases flowing into the particle filter arrangement is not sufficiently high to carry out the particle filter regeneration, this is an indication that the catalytic reaction also does not take place or does not take place in a suitable manner in the catalyst arrangement. By raising the temperature of the exhaust gases flowing in from the internal combustion engine, care can again be taken that the two mentioned cleaning processes in the catalyst arrangement or particle filter arrangement can proceed in an optimum manner.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a method for operating an exhaust gas treatment system according to the invention.
  • a method for operating an exhaust gas treatment system when it is determined that an exhaust gas temperature of the exhaust gases leaving an internal combustion engine is below a predetermined threshold, in particular is not sufficiently high to initiate and / or sustain in the catalyst assembly an appropriate catalytic reaction comprising at least one evaporator / burner assembly at least in phase for combustion of at least a portion of the hydrocarbon vapor generated therein with residual oxygen flowing along with the exhaust gases in the exhaust gas flow path ,
  • the at least one evaporator / burner arrangement is operated at least in phases for generating zuzischendem from the exhaust gases of the internal combustion engine hydrocarbon vapor.
  • the exhaust gas treatment system 10 comprises an exhaust gas flow path 14 provided by a pipe arrangement indicated generally by 12, which leads the exhaust gases indicated by flow arrows A discharged from an unillustrated engine from the internal combustion engine to a discharge port, also not shown, where these exhaust gases subsequently move be ejected outside.
  • the exhaust gases A are passed through a generally designated 16 catalyst arrangement to a particulate filter assembly 18.
  • an exothermic catalytic reaction takes place in the catalyst arrangement 16, in which nitrogen oxides and carbon monoxide and the hydrocarbons charged to the exhaust gases A are essentially converted into carbon dioxide.
  • This soot particles produced in the internal combustion engine flow together with the exhaust gases leaving the catalyst arrangement 16 in the direction of the particle filter arrangement 18 and are mechanically filtered out there.
  • exhaust gases substantially free of soot particles and containing carbon dioxide as the main constituent are then ejected.
  • the catalyst assembly 16 if the exothermic catalytic reaction does not proceed, it is also not possible to clean the particulate filter assembly 18 from the soot particles accumulated therein.
  • This condition may occur when the exhaust gases A are at such a low temperature that the catalyst assembly 16 can not be brought to the required temperature in the range of 200-250 ° C.
  • an exhaust gas temperature of 150 ° C is generally achieved.
  • a generally designated 20 evaporator / burner assembly in the exhaust gas flow path 14 upstream of the catalyst assembly 16, a generally designated 20 evaporator / burner assembly is provided.
  • This evaporator / burner assembly 20 includes a housing assembly 21 in which an evaporation / combustion chamber 22 is formed.
  • the housing arrangement 21 is substantially pot-shaped and, in the illustrated example, comprises a housing part 24 providing essentially a peripheral wall and a housing part 28 providing the housing part 24 substantially over a bottom area 26.
  • the housing has a region opposite the floor area 26 the evaporation / combustion chamber 22 opens toward the exhaust gas flow path 14. As will be described below, in the region of this opening 30, products arising in the evaporation / combustion chamber 22 can enter the exhaust gas flow path 14.
  • passage openings 32 are provided, through which on the one hand the mentioned products from the evaporation / combustion chamber 22nd On the other hand, however, the output of the internal combustion engine exhaust gases A can enter into this evaporation / combustion chamber 22 on the other hand.
  • the bottom region 26 of the housing arrangement 21 is substantially completely covered by an evaporator medium 34 in the direction of the evaporation / combustion chamber 22.
  • This evaporator medium 34 is constructed of porous, ie liquid fuel or liquid hydrocarbon under capillary promoting material. Here come, for example, nonwoven material, braid, fabric, foam ceramic or the like. in question.
  • a heating device 38 is provided at the side facing away from the evaporation / combustion chamber 22 . In the case shown, this comprises, for example, a heating coil which is under the control of a control device, not shown, and whose excitation results in a heating of the evaporator medium 34.
  • liquid fuel ie liquid hydrocarbon, such as. Diesel fuel or gasoline
  • liquid fuel ie liquid hydrocarbon, such as. Diesel fuel or gasoline
  • the evaporator medium 34 For this feed can be provided under the control of the already mentioned control device metering pump.
  • the result of feeding such liquid fuel into the evaporator medium 34 is that this liquid fuel 34 will spread comparatively uniformly over the entire evaporator medium 34 as a result of the capillary action and in particular will also be conveyed to the side of the evaporation / firing chamber 24.
  • an ignition element 42 is provided in order in the evaporation / combustion chamber 22, a combustion of the therein to allow accumulated fuel vapor. This may extend into the evaporation / combustion chamber 22 a short distance from the evaporator medium 34.
  • the ignition element 42 may also be electrically excitable so that, for example, when the heating device 38 is energized and the ignition element 42 is energized, then the required amount of fuel vapor may be provided on the one hand and the required temperatures for starting combustion in a localized region on the other hand.
  • a so-called flame detector 44 for example in the form of a temperature sensor, may also be provided.
  • the exhaust gas treatment system 10 has two temperature sensors 46, 48 in the exhaust gas flow path 14.
  • the temperature sensor 46 is disposed upstream of the evaporator / burner assembly 20 to measure the temperature of the exhaust gases A flowing therefrom.
  • the temperature sensor 48 is disposed upstream of the particulate filter assembly 18 to detect the temperature of the exhaust gases to be flowed onto the particulate filter assembly 18.
  • the exhaust gases A flowing in the exhaust gas flow path 14 have a comparatively high temperature, which can also be detected by the temperature sensor 46.
  • the temperature will be sufficient to be able to provide sufficiently high temperatures in the catalyst arrangement 16 and to carry out the mentioned autothermal catalytic reaction there can.
  • the exhaust gases flowing in the direction of the particle filter arrangement 18 and leaving the catalyst arrangement 16 will have such a high temperature in the range of, for example, 400 ° C. and more in order to ensure continuous regeneration of the particle filter 18, ie a substantially continuous burning off of the particles there accumulated soot particles to perform.
  • the temperature sensor 48 will also provide a signal indicating that the exhaust gas temperature is sufficient for particulate filter regeneration.
  • the evaporator / burner assembly 20 shown in the figure is activated in this phase of operation so that it generates hydrocarbon vapor K and this hydrocarbon vapor K essentially by the Opening 30 discharges into the exhaust gas flow path 14.
  • the hydrocarbon vapor K will mix with the exhaust gases A and react with them on the catalyst material of the catalyst arrangement 16.
  • the required amount of hydrocarbon vapor K which can be adjusted substantially by the operation of the metering pump not described or by means of energizing the heater 38 settable Abdampfungsrate can be determined from the operating condition of the internal combustion engine, so for example the load condition and / or the speed , This operating condition will essentially also determine the composition of the exhaust gases emitted and thus also the amount of hydrocarbon vapor required.
  • the evaporator / burner assembly 20 is now operated as a burner.
  • load detection is carried out that this can be done for example by detecting the pressure before and after the particulate filter 18, wherein a large pressure difference can point to a correspondingly large load of the particulate filter 18. It goes without saying that other indicators can be used here to make the decision about a necessary regeneration.
  • first liquid hydrocarbon or fuel is fed into the evaporator medium 34 again and at the same time the heater 26 is operated in order to ensure a sufficient Brennstoffabdampfung.
  • the ignition element 42 is then energized, so that locally high temperatures and ignition temperatures are generated locally in a region of high fuel vapor concentration.
  • the oxygen required for combustion transport the exhaust gases A in the form of not consumed during combustion in the engine residual oxygen, which will pass together with the exhaust gases A through the openings 32 and possibly also the opening 30 in the evaporation / combustion chamber 22 and mix there with the fuel vapor.
  • the excitation of the ignition element 42 can be adjusted.
  • the excitation of the heating device 26 can also be set, since sufficiently high temperatures are generated by the combustion taking place in the evaporation / combustion chamber 22 in order to maintain a sufficient evaporation of the initially liquid hydrocarbon from the evaporator medium 34.
  • the combustion exhaust gases V of the evaporator / burner arrangement 20 then enter the exhaust gas flow path 14 essentially through the opening 30 and mix there with the exhaust gases emitted by the internal combustion engine. This in turn means that the exhaust gases then flowing in the direction of the catalyst arrangement 16 will have a higher temperature than in the region of the exhaust gas flow path 14 which is further upstream.
  • the burner output can be adjusted by appropriate fuel metering be that even taking into account the temperature of the exhaust gases A in the range of the catalyst assembly 16 now a sufficiently high temperature is set to start or maintain the catalytic reaction.
  • the evaporator / burner arrangement 20 can be operated in this operating phase so that it generates more fuel or hydrocarbon vapor than for combustion with the residual oxygen flowing through it. which is transported in the exhaust gases A, required so that not only combustion exhaust gases V, but at the same time also unburned hydrocarbon vapor K will escape through the opening 30.
  • the reaction required in each case in the area of the catalyst arrangement 16 as well as in the area of the particle filter arrangement 18 can thus be carried out in a suitable manner or kept at a drain.
  • the temperature of the exhaust gases A increases again to a temperature which is sufficient to keep these reactions alive, it is no longer necessary for the evaporator / burner arrangement 20 to operate in burner mode.
  • it is also possible to end the combustion by appropriate control of the metering pump and corresponding fuel throttling. After completion of the combustion, the fuel supply can be resumed or continued be in order to then produce again required heater 26 for the catalytic reaction or advantageous hydrocarbon vapor and to be able to bury the exhaust gases A.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Diesel-Brennkraftmaschine, umfassend eine Katalysatoranordnung, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist sowie in Verfahren zum Betreiben eines derartigen Abgasbehandlungssystems.
  • Bei derartigen Abgasbehandlungssystemen wird durch die Katalysatoranordnung das eine Brennkraftmaschine verlassende Abgas von den für die Umwelt besonders schädlichen Schadstoffen im Wesentlichen gereinigt. Insbesondere enthält dieses Abgas hohe Anteile an Stickoxiden und Kohlenmonoxid, die durch eine katalytische Reaktion im Wesentlichen in Kohlendioxid umgesetzt werden. Insbesondere bei Diesel-Brennkraftmaschinen entstehen bei einer derartigen katalytischen Reaktion bzw. der Verbrennung auch Rußpartikel.
  • Um im Katalysator diese katalytische Reaktion zu starten bzw. aufrecht zu erhalten, ist eine Temperatur erforderlich, die, je nach Katalysatorbauart und Katalysatormaterial, im Bereich von wenigstens 200 - 250°C liegt. Fällt die Temperatur des Katalysators unter eine in diesem Bereich liegende so genannte "Light-Off-Temperatur", so kann eine zur erforderlichen Schadstoffreduktion geeignete katalytische Reaktion nicht mehr aufrecht erhalten werden bzw. nicht gestartet werden. Ein derartiges Abfallen der Temperatur im Bereich des Katalysators kann beispielsweise dann auftreten, wenn die eine Brennkraftmaschine verlassenden Abgase nicht ausreichend Temperatur transportieren, um eine entsprechende Erwärmung des Katalysators sicherstellen zu können. Dies kann beispielsweise im Leerlaufbetrieb der Fall sein, in welchem die Temperatur der die Brennkraftmaschine verlassenden Abgase im Bereich von etwa 150°C liegt. Besonders kritisch hinsichtlich einer geeigneten katalytischen Reaktion sind daher die Startphase einer Brennkraftmaschine bzw. auch Phasen während der Fahrt, in welchen mit geringer Last gefahren wird, also beispielsweise bei länger anhaltender Bergabfahrt oder bei langsamem Dahinrollen auf Autobahnen o.dgl..
  • Um bei Diesel-Brennkraftmaschinen zu verhindern, dass die im Abgas derselben transportierten Rußpartikel zur Umwelt hin ausgestoßen werden, sind Bestrebungen im Gange, den Katalysatoren Partikelfilter nachzuschalten, die diese Rußpartikel aus den nach außen ausgestoßenen Abgasen im Wesentlichen herausfiltern können. Dabei besteht jedoch grundsätzlich das Problem, dass über die Betriebsdauer hinweg diese Partikelfilter sich mit dem Ruß zusetzen. Es ist daher erforderlich, von Zeit zu Zeit eine Reinigung bzw. Regeneration dieser Rußpartikelfilter vorzunehmen. Dies kann beispielsweise durch die Oxidation vermittels Stickstoffdioxid bei entsprechender Temperatur oder durch Additivzugabe und entsprechende Erwärmung vorgenommen werden. Bei all diesen bisher bekannten Reinigungsvorgängen besteht jedoch das Problem, dass sie vergleichsweise hohe Temperaturen von bis zu 400°C benötigen, um eine geeignete Reinigung der Partikelfilter von den dort angesammelten Rußpartikeln zu gewährleisten. Fällt jedoch die Abgastemperatur einer Brennkraftmaschine ab oder ist diese Temperatur nicht ausreichend hoch, um im Katalysator die angesprochene katalytische Reaktion zu starten oder aufrecht zu erhalten, so wird mangels ablaufender katalytischer Reaktion im Katalysator auch keine ausreichende Erwärmung auftreten, um die in Richtung Partikelfilter strömenden Abgase so stark aufzuheizen, so dass im Partikelfilter die gewünschte Regeneration durchgeführt werden kann.
  • Aus der DE 195 04 208 A1 ist ein Abgasbehandlungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Ein Brenner ist in diesem Abgasbehandlungssystem so angeordnet, dass er mit seinem Gehäuse teilweise in den Abgasströmungsweg ragt und dort im Bereich eines Brennerrohrs offen ist. An dem Gehäuse ist eine Zündvorrichtung vorgesehen. Auch eine Kraftstoffzufuhr und eine Verbrennungsluftzufuhr sind vorgesehen, um in dem Gehäuse ein verbrennungsfähiges Gemisch zu erzeugen, das durch Aktivierung der Zündvorrichtung gezündet wird.
  • Die EP 1 354 852 A2 zeigt eine Verdampferanordnung, in welcher der zu verdampfende Kohlenwasserstoff in ein poröses Verdampfermedium eingeleitet wird. Diese Verdampferanordnung ist für einen Reformer vorgesehen, bei welchem aus dem aus dem poröses. Verdampfermedium heraus verdampfenden Kohlenwasserstoff ein Reformat erzeugt wird.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Abgasbehandlungssystems vorzusehen, mit welchen in sehr effizienter und zuverlässiger Art und Weise über die Betriebslebensdauer eines derartigen Systems hinweg für einen geringen Schadstoffausstoß gesorgt werden kann. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch das im Anspruch definierte Abgasbehandlungssystem gelöst.
  • 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 ist das Verdampfermedium wenigstens in einem Bodenbereich der im Wesentlichen topfartig ausgebildeten Gehäuseanordnung vorgesehen und die Heizeinrichtung ist im Bodenbereich der Gehäuseanordnung vorgesehen.
  • Um dabei das Eintreten von sich in der Verdampfungs/Brenn-Kammer ansammelnden. Materialien in den Abgasstrom zu ermöglichen, ist ferner vorgesehen, 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, ist ferner vorgesehen, 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 gemäß Anspruch 7. Bei diesem Verfahren wird 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 mit zusammen mit den Abgasen im Abgasströmungsweg strömendem Restsauerstoff.
  • 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. Hinsichtlich 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. fortgesetzt 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.

Claims (8)

  1. Abgasbehandlungssystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschine, umfassend eine Katalysatoranordnung (16) sowie im Abgasströmungsweg (14) stromaufwärts der Katalysatoranordnung (16) wenigstens eine Verdampfer/Brenner-Anordnung (20), wobei die Verdampfer/Brenner-Anordnung (20) umfasst:
    - eine topfartig ausgebildete Gehäuseanordnung (21) mit einer darin gebildeten Verdampfungs/Brenn-Kammer (22), welche zu dem Abgasströmungsweg (14) hin offen ist, wobei die Gehäuseanordnung (21) einem Bodenbereich (26) gegenüber liegend eine Öffnung (30) zum Austritt des in der Verdampfungs/Brenn-Kammer (22) erzeugten Kohlenwasserstoffdampfes zu dem Abgasströmungsweg (14) oder/und der in der Verdampfungs/Brenn-Kammer (22) erzeugten Verbrennungsprodukte zu dem Abgasströmungsweg (14) aufweist, und wobei eine Umfangswandung (24) der Gehäuseanordnung (21) in den Abgasströmungsweg ragt,
    - eine Zündeinrichtung (42) zum Starten der Verbrennung des in der Verdampfungs/Brenn-Kammer vorhandenen Kohlenwasserstoffdampfes,
    gekennzeichnet durch
    - ein Verdampfermedium (34) zum Aufnehmen von flüssigem Kohlenwasserstoff und zur Abgabe von Kohlenwasserstoffdampf zur Verdampfungs/Brenn-Kammer (22),
    - eine Heizeinrichtung (38) zur Erwärmung des Verdampfermediums (34),
    wobei das Verdampfermedium (34) wenigstens in im Bodenbereich (26) der im Wesentlichen topfartig ausgebildeten Gehäuseanordnung (21) vorgesehen ist und die Heizeinrichtung (38) im Bodenbereich (26) der Gehäuseanordnung (20) vorgesehen ist, und wobei die Umfangswandung in ihrem in den Abgasströmungsweg ragenden Bereich eine Abgasdurchtrittsöffungsanordnung (32) aufweist zum Eintritt des im Abgasströmungsweg (14) zusammen mit den Abgasen strömenden Restsauerstoffs in die Gehäuseanordnung (21) zur Bereitstellung des für die Verbrennung mit Kohlenwasserstoffdampf erforderlichen Sauerstoffs in der Gehäuseanordnung (21).
  2. Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (38) elektrisch betreibbar ist.
  3. Abgasbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Temperatursensoranordnung (46) vorgesehen ist zur Erfassung einer Temperatur der eine Brennkraftmaschine verlassenden Abgase (A) im Abgasströmungsweg (14) stromaufwärts der Katalysatoranordnung (16).
  4. Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die erste Temperatursensoranordnung (46) stromaufwärts der wenigstens einen Verdampfer/Brenner-Anordnung (20) vorgesehen ist.
  5. Abgasbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Abgasströmungsweg (14)stromabwärts der Katalysatoranordnung (16) eine Partikelfilteranordnung (18) vorgesehen ist.
  6. Abgasbehandlungssystem nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Partikelfilteranordnung (18) eine zweite Temperatursensoranordnung (48) zur Erfassung der Abgastemperatur im Strömungswegbereich zwischen der Katalysatoranordnung (16) und der Partikelfilteranordnung (18) vorgesehen ist.
  7. Verfahren zum Betreiben eines Abgasbehandlungssystems nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem Verfahren dann, wenn festgestellt wird, dass eine Abgastemperatur der eine Brennkraftmaschine verlassenden Abgase (A) unter einer vorbestimmten Schwelle liegt, insbesondere nicht ausreichend hoch ist, um in der Katalysatoranordnung (16) eine geeignete katalytische Reaktion zu starten oder/und aufrecht zu erhalten, die wenigstens eine Verdampfer/Brenner-Anordnung (20) wenigstens phasenweise zur Verbrennung wenigstens eines Teils des darin erzeugten Kohlenwasserstoffdampfes mit zusammen mit den Abgasen im Abgasströmungsweg strömenden Restsauerstoff betrieben wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn festgestellt wird, dass die Abgastemperatur der die Brennkraftmaschine verlassenden Abgase (A) über einer vorbestimmten Schwelle liegt, insbesondere ausreichend hoch ist, um in der Katalysatoranordnung (16) eine geeignete katalytische Reaktion zu starten oder/und aufrecht zu erhalten, die wenigstens eine Verdampfer/Brenner-Anordnung (20) wenigstens phasenweise zum Erzeugen von den Abgasen (A) der Brennkraftmaschine beizumischendem Kohlenwasserstoffdampf betrieben wird.
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