能源危机影响使动力性经济性有巨大优势的柴油车比例越来越大，而其一大缺陷就是微粒排放严重。对微粒排放的研究需具备高精度测量系统。国内柴油机研究生产单位大多购买国外设备，不菲的价格使国内科研院所往往难以配备该设备。课题针对学校内燃机实验室建设特点，以GB17691-2001要求为基准，研制低成本、高精度微粒测试系统，以满足学校对柴油机排气微粒领域教学和科研需求。以LF4105ZQ型柴油发动机排气微粒测量为设计目标，根据GB17691-2001对微粒测试系统的要求，建立了微粒测试系统的基本结构尺寸。按定值稀释比的设计思路，结合流体力学理论，完成了相关设备选型，完成了系统的整体结构设计。微粒测试系统分成稀释和采样两个部分。其中稀释结构为满足温度及均匀性要求，采用了文丘里管低静压稀释技术。用ANSYS Workbench的CFD流体计算模块对微粒测试系统稀释结构文丘里管的参数结构进行数值优选。分析了文丘里管不同结构尺寸时，微粒测试系统稀释结构流场间的差异，以文丘里管对混合气体的提速能力及能量损失为评价指标，确定了微粒测试系统稀释结构的优选结构。应用ANSYS FUENT对优选文丘里管结构下的稀释混合气采样位置进行了研究。使用密度基求解器、半隐式SIMPLE算法，基于有限体积法并启用无反应的组分输运方程，能量方程， k-e湍流模型及低雷诺数近壁处理等，对微粒测试系统内的三维定常流动分析。通过观察不同横截面上柴油机排气的比例，并考虑热交换、湍流计算结果，确定了最佳的稀释混合气采样位置。为探索所设计的稀释结构对柴油机机型的适应性，对三台不同的柴油发动机额定转速下的排气数值计算结果进行对比，分析其速度场、温度场和组分输运等。结果表明，本课题设计的分流稀释部分采样微粒测试系统结构合理，可用于排量为2～4L左右的中小型柴油发动机微粒测量。根据采样要求，对采样器结构进行了设计。对采样器的有效采样率进行对比，使用多孔介质模型模拟滤纸进行数值计算的三维模型，真实再现采样器内部流场，以稀释混合气的通透率及采样器的流动阻力为评价标准，确定采样器优选结构。通过以上工作，本课题确立了适用于学校科研及教学使用的柴油机微粒测试系统。同时为进一步采集微粒、研究其排放规律及采取微粒排放控制策略打下良好的基础，具有重要的意义。