一种低温等离子体后处理装置、柴油机及汽车的制作方法

本实用新型属于尾气净化技术领域，涉及一种低温等离子体后处理装置，尤其是涉及一种用于净化柴油机尾气颗粒物的低温等离子体(Non-thermal plasma，简称NTP)后处理装置、柴油机及汽车。

背景技术：

众所周知，柴油机具有高燃油经济性、高可靠性和低维护成本等特点。但是其尾气排放，特别是微粒排放量一般要比同功率汽油机高几十倍甚至更多，因此，微粒排放对环境的污染严重制约了柴油机的发展。随着柴油车日益广泛的应用和柴油车排放标准的日益严格，首要任务就是降低微粒和氧化氮的排放量。对于微粒而言，采用后处理技术控制微粒排放已成为必然趋势；而基于NTP的静电捕集技术是一种很有应用前景的技术措施。该技术能有效地将柴油机排气微粒吸附于捕集器表面并形成微粒聚集体，具有净化效率高、能耗低、无二次污染的优点。为了及时有效的清除被吸附的微粒聚集体，提高捕集效率，需要了解并利用微粒聚集体的特性，而微粒聚集体采集系统的NTP后处理装置则是最重要的组成部分。

因此，设计一种用于净化柴油机尾气颗粒物的NTP后处理装置就显得十分必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种净化柴油机尾气颗粒物的低温等离子体后处理装置、柴油机及汽车，用以及时有效的清除被吸附的微粒聚集体，提高捕集效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种净化柴油机尾气颗粒物的低温等离子体后处理装置，包括：

金属腔体；

固定于所述金属腔体内腔下表面的集尘极；

螺接于所述金属腔体上表面的绝缘材料；

固定于所述绝缘材料上的芒刺电极组；

所述绝缘材料周围加工有环形槽。

其中，所述金属腔体为长方体。

其中，所述金属腔体的上表面具有一开口，该开口与所述金属腔体的进气端的距离为5倍管径。

其中，所述绝缘材料安装在所述开口内。

其中，所述绝缘材料为云母。

其中，所述芒刺电极组为25针芒刺电极。

其中，所述集尘极为铝板。

其中，所述芒刺电极组与所述集尘极之间的距离为9-13mm。

本实用新型还提供了一种柴油机，包括如上所述的低温等离子体后处理装置。

本实用新型还提供了一种汽车，包括如上所述的柴油机。

本实用新型的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本实用新型依据电晕放电原理进行设计，采用针-板放电方式，实现了低起晕电压的目的；将金属腔体设计为长方体，使该装置对柴油机尾气有一定的作用时间，且使气体流动和反应充分；将绝缘材料及其上的芒刺电极组安装在与进气端5倍管径的距离处，保证气体在芒刺电极组附近已发展均匀；将芒刺电极组作为放电极，铝板作为集尘极，结构简单且能产生高密度的等离子体，过滤效率高、微粒捕集率高、阻力小、能耗低且捕集粒径范围广；将芒刺电极组和集尘极之间的距离设计为9-13mm，使该装置的最高击穿电压达到15KV。该装置还不会造成由于发动机排气背压升高而导致的燃油经济性下降的问题、可同时净化柴油机尾气中的NO、HO、NOx、PM等非常规排放物等诸多优势。

附图说明

图1是本实用新型的NTP后处理装置内部结构剖视图。

图2是本实用新型的NTP处理器的外部结构俯视图。

附图标记说明：

1-金属腔体，2-芒刺电极组，3-绝缘材料，4-集尘极，5-环形槽。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1-图2所示，本实用新型的一实施例提供了一种低温等离子体后处理装置，包括：金属腔体1；固定于所述金属腔体1内腔下表面的集尘极4，所述集尘极4为铝板；螺接于所述金属腔体1上表面的绝缘材料3；固定于所述绝缘材料3上的芒刺电极组2；所述绝缘材料3周围加工有环形槽5。

其中，所述金属腔体1为长方体，所述金属腔体1的上表面具有一开口，所述绝缘材料3安装在所述开口内，所述25针芒刺电极组以5排5列的方式均匀分布在绝缘材料3上，使该装置对柴油机排气有一定的作用时间，使气体流动和反应充分，过滤效率高，微粒捕集率高、阻力小、能耗低且捕集粒径范围宽，实现同时净化柴油机尾气中的NO、HC、NOx、PM等非常规排放物的目的。其中，所述开口与所述金属腔体1的进气端的距离为5倍管径，保证了进入NTP后处理装置内的气体流动在所述芒刺电极组2附近时已发展均匀；所述绝缘材料3为云母，该云母具有较高的介电常数、较好的绝缘性能、加工性能和经济性能，能在所述金属腔体1和所述芒刺电极组2之间起到很好的绝缘作用；所述绝缘材料3周围加工的所述环形槽5增加了所述绝缘材料3的爬电距离，使其大于安全的爬电距离。所述芒刺电极组2与所述集尘极4之间的距离为9-13mm，保证了本实用新型的NTP后处理装置的最高击穿电压达到15KV。

本实用新型是基于电晕放电原理设计的，最高击穿电压为15KV，电晕放电形式采用较为简单的针-板放电，使本装置具有低起晕电压和高击穿电压。本实用新型的工作过程为：在该NTP后处理装置的芒刺电极组和集尘极之间施加负高压电，所述芒刺电极组2与高压直流电的负高压端连接，作为放电极；所述集尘极4接地，这样针板之间就会形成抛物线式的电场强度分布，芒刺电极组2与集尘极4之间的高电场将其周围的空气电离，形成高密度的低温等离子体。柴油机尾气在通过该NTP后处理装置时，微粒吸附放电极附近空气电离后产生的电子，使其自身带上负电荷，在电场力作用下不断向所述集尘极4表面沉积而实现微粒的捕集，从而达到降低柴油机尾气微粒排放的作用。

本实用新型又一实施例提供了一种柴油机，其中，包括如上所述的NTP后处理装置。

相应的由于本实用新型实施例的NTP后处理装置应用于柴油机，因此，本实用新型实施例还提供了一种柴油机，其中，上述NTP后处理装置的所述实现实施例均适用于该柴油机的实施例中，也能达到相同的技术效果。

本实用新型的再一实施例提供了一种汽车，包含如上所述的柴油机。

相应的由于本实用新型实施例的柴油机，应用于汽车，因此，本实用新型实施例还提供了一种汽车，其中，上述柴油机的所述实现实施例均适用于该汽车的实施例中，也能达到相同的技术效果。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。