低温等离子汽车尾气处理系统探讨

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1、低温等离子汽车尾气处理系统探讨：随着人类环保意识的增强，人们对汽车尾气排放的要求越来越严格。主要针对低温等离子汽车尾气处理系统设计进行探讨，重点对于放电方式、等离子反应器选型设计和电源方案进行分析，对于提高汽车尾气处理系统设计具有一定借鉴作用。　　关键词：低温等离子；汽车尾气处理；放电方式；离子反应器　　：U4：A：1671－7597（2011）0310178－01　　　　1放电方式选择　　低温等离子体主要是由气体放电产生的。气体放电是最适合用于处理汽车尾气用的等离子发生方法，放电方式可分为辉光放电（Glom，

2、可以达到更好的效果，降低净化难度。延长反应容器的使用寿命。　　2.2等离子反应器的结构分析。电子的能量与产生的低温等离子体有直接关系，而在介质阻挡放电的条件下，电子的平均能量取决于放电的折合电场强度。电子能量与电场强度有直接的关系，两者几乎成线性关系。低温等离子体发生器的放电区域的设计方案采用内外腔放电，将高压脉冲电源产生的高压脉冲加载到净化器中的低温等离子体反应器的正负极上，在作为介质的石英管的阻挡下产生介质阻挡放电，从而在低温等离子体反应器的腔体内产生低温等离子体，该腔体包括内腔与外腔，内腔的低温等离子由小

3、石英管作为阻挡介质，由中心不锈钢丝和铜管作为电极；接通电源时，则铜管、小石英管和不锈钢钢丝三者之间又组成线．筒式介质阻挡放电，该放电区域称为内腔放电区域。外腔由大石英管作为阻挡介质，由铜管和外围不锈环形钢丝作为电极。接通电源时，其三者之间就组成筒．筒式介质阻挡放电，该放电区域称为外腔放电区域。该等离子反应器在常温常压下工作，无噪音，且理论上可以实现无限次放电，操作方便，低温等离子反应区的范围是可调的，并且出口套筒区可方便拆卸，同时可以加入一些填充剂以改善处理效果。　　3电源方案设计　　本文所讨论的等离子高压电源

4、用于处理汽车尾气，因此其必须符合车载要求。众所周知，在汽车内部有一个输出12V的直流电，因此利用这一直流电为等离子高压电源提供输入电源。实现12V直流电（DC）到20KV高压交流电（AC）的转换有两种方案：①12VDC直接经过逆变电路和升压变压器直接升为高压AC。这种方案变压器匝数比要达到约1:1700，会造成次级线圈匝数过多，体积太大，不利于车载需要，同时能量损耗过大，降低了传递效率。②12VDC经过一级逆变放大后整流输出，再经过一级逆变升压得到高压AC。这种方案经过了两次DC、AC转换，减小了相对的升压比，

5、有利于能量的传递和电路的稳定，提高能量利用率。因此采用第二种方案，利用汽车12VDC输入，经过一次逆变升压后，通过整流将12VDC变为高压直流电，然后对高压直流电再进行二次逆变后，通过高频高压变压器升压来实现输出为高频高压的正弦波。在二级逆变电路中由于电压和频率均较高，对开关器件要求较高，为了提高能量的传递效率，选用IGBT作为二次逆变电路的功率开关器件，输出电压的调节通过二次逆变中IGBT的关断来实现，而频率则借助于调整驱动控制芯片的振荡频率来调节。　　4系统总体设计　　本文研究目标是通过对低温等离子的研究，

6、研制出用于处理汽车尾气的低温等离子净化实验系统，为最终能够实现车载化奠定基础。这套系统能够直接使用车载直流电源进行升压处理，在常压下利用高压高频电源以介质阻挡放电方式产生低温等离子，直接对汽车尾气排放物进行处理，通过等离子体中的高能电子、带电粒子、自由基与自由原子、分子之间的复杂物理过程和化学反应，使汽车尾气排放中的有害成分得以氧化或分解，从而达到对排放物的净化目的。　　5结语　　结合汽车尾气流量较大，气缸排出气流温度较高等具体情况，选择介质阻挡放电方式产生净化汽车尾气所需的低温等离子体，初步对等离子反应器结构

7、进行设计和分析。最后分别对等离子高压电源和低温等离子汽车尾气净化系统进行了方案设计，对于今后汽车尾气处理系统设计具有一定帮助。