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颗粒物捕集器(Diesel Particulate Matter,DPF)是降低柴油机PM排放最为有效的技术之一,但如何高效再生DPF还存在诸多技术问题。低温等离子体(Non-Thermal Plasma,NTP)具有强氧化性,能与柴油机排气中的PM、NOx等发生氧化反应净化排气,已成为排气后处理领域的研究热点。本文以NTP技术为基础,对NTP喷射系统进行了性能优化试验,开展了不同气氛条件下NTP再生DPF的试验研究和模拟柴油机排气余热辅助NTP再生DPF的试验研究。主要研究内容如下:(1)以自行设计的介质阻挡放电型NTP发生器为研究对象,对比分析氧气和空气放电情况,以放电功率、单周期电荷传输量、O3浓度、O3产量及O3产率为指标,研究放电电极面积、放电电压峰峰值、气体体积流量对放电性能参量和O3生成的影响。研究结果表明,对于选定的NTP发生器,从生成O3浓度的角度考虑,可取较大的放电电极面积,存在放电电压峰峰值和气体流量的最佳值,超过该最佳值O3浓度将下降。(2)以O2+N2混合气为气源,进一步研究NTP发生器活性物质生成机理,结合O3和NOx浓度的测量及发射光谱诊断技术,分析电学参量及气源性质对活性物质生成及发射光谱的影响。研究结果表明,在O2+N2气氛条件下,介质阻挡放电生成的主要活性物质包括O3和NO2,O3和NO2浓度的变化规律相似。同时,能观测到明显的氮分子第二正带系N2(C3Πu→B3Πg)谱峰。(3)利用优化的NTP喷射系统,对积碳加载后的DPF,进行不同气氛条件下NTP离线再生DPF的试验。在O2气氛下,通过分析积碳去除量、压差变化及再生经济性,研究O2流量对NTP离线再生DPF的影响;在O2+N2气氛下,分析再生过程中DPF内部温度场的变化,并计算积碳去除量,与O2气氛下再生进行比较。研究结果表明,在O2气氛下,采用10 L/min的大流量时,DPF再生效果较好,采用5 L/min流量时,DPF再生经济性较佳;在O2+N2气氛下,DPF内部温度总体呈先升后降趋势,与O2气氛下流量为7 L/min再生时相比,相同再生时间内的积碳去除量较多,再生效果良好。(4)为利用发动机排气余热,简化装置,开展模拟排气余热辅助NTP再生DPF的试验研究,分析再生过程中DPF内部温度的变化和COx浓度的变化。研究结果表明,再生结束后积碳去除量达11.3 g,压差从235 Pa降低至57 Pa,再生效果明显,可为实际排气余热辅助NTP再生DPF提供试验依据。