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柴油机微粒和NOx排放较高的问题是制约柴油机进一步发展的瓶颈。近年来，低温等离子体（NTP）技术凭借高效、无二次污染、对油品依赖性不强等优点被应用于柴油机后处理领域。本文对低温等离子体发生器进行了改进设计，并搭建了INTP系统在线处理柴油机NOx和微粒排放以及再生微粒捕集器（DPF）的试验台架。主要的研究工作如下： （1）采用粒径分析仪（EEPS）对不同工况下的柴油机微粒排放进行了测量。分别在柴油机定转速变负荷和定负荷变转速的试验工况下，以柴油机微粒排放的总数浓度和总质量浓度、粒径分布、各模态占比及几何平均粒径为指标，对比分析了柴油机负荷和转速变化对柴油机微粒排放的影响规律。研究表明，柴油机在高速大负荷工况时，微粒排放的总数浓度和总质量浓度相对较高，而在低速小负荷工况时相对较低；工况变化对微粒的粒径分布形态影响较小，均呈单峰分布；微粒数浓度的几何平均粒径明显小于质量浓度的几何平均粒径，微粒质量浓度的粒径分布明显滞后于数浓度的粒径分布。 （2）对改进的NTP发生器进行了性能优化。以放电频率、放电电压和放电区域长度作为发生器的工作参数，以发生器的O3浓度、O3产率以及放电功率作为发生器性能的评价指标。在不同的气源流量下，改变发生器的3个工作参数的任意一个，同时保证其它2个工作参数不变，探究该工作参数对发生器性能的影响，并对比分析了气源流量对发生器性能的影响。研究表明，放电频率、放电电压、放电区域长度对发生器的O3浓度、O3产率及放电功率影响较大；气源流量对发生器的O3浓度、O3产率影响较大，但对放电功率影响较小。提高发生器的O3浓度和O3产率与降低NTP发生器放电功率之间存在着矛盾。在获得较高O3浓度和O3产率的同时，应尽可能降低发生器的功率，以提高发生器的经济性。 （3）利用优化后的NTP发生器，搭建了INTP系统，并利用INTP系统对加装DPF的柴油机进行了试验研究。采用EEPS对NTP通入前后DPF上下游的微粒排放进行了测量，对比分析了NTP对DPF上下游微粒排放的总数浓度、粒径分布、各模态占比及几何平均粒径的影响规律；采用烟气分析仪对DPF下游的NOx排放进行了测量，对比分析了NTP对DPF下游NOx排放的影响规律；利用采样泵对NTP通入前后的微粒进行了采样，并进行了热重分析，对比分析了NTP对微粒组分的影响规律。研究表明，NTP通入后，柴油机在2400 r/min和30%负荷的工况下，DPF下游的微粒数浓度和NOx体积分数相较于原机分别减小了98%和57%；DPF排气背压的上升速率明显降低，DPF的再生周期延长。NTP通入后，微粒组分与原机相比发生了明显的变化，挥发性物质减少了16.05%，固体碳增加了7.29%。