国VI排放法规的颁布对颗粒物（PM）的排放限值提出了更高的要求,柴油机颗粒捕集器（Diesel Particulate Filter,DPF）逐渐成为颗粒物减排手段中最直接、最有效的措施之一。为了避免DPF主动再生过程中温度应力冲击过大,造成载体烧融风险,应合理保证DPF再生的安全性和有效性。本文采用理论研究、模拟分析和试验验证相结合的方法,对DPF再生系统开展研究,有利于掌握再生规律,同时为保证DPF再生安全性和再生效率提供理论依据和实践基础,具有重要的研究意义和应用价值。本文主要研究内容和结论如下:（1）基于GT POWER建立DOC+DPF一维后处理模型,针对DOC升温性能开展了研究,分析了不同排气流量和O2浓度氛围下还原性气体,包括HC、CO和NO的转化效率随排气温度的变化规律。结果表明:提高排气温度有利于提高HC和CO转化效率;而NO的转化效率随排气温度升高而升高,超过一定温度范围后,转化效率逐渐降低;在DOC催化器体积一定的条件下,排气流量越小越有利于提高还原性气体转化效率;高O2浓度氛围同样有助于提升还原性气体转化效率。（2）基于MATLAB/Simulink平台搭建了一种前馈加反馈补偿增益的DOC出口温度控制模型。结果表明:以DOC出口温度为验证指标,仿真值与试验值的误差控制在10%以内,该模型是可信的,具有很好的动态跟随性能,能够满足DOC升温性能要求。在此基础上耦合一维模型模拟了柴油机行车再生过程,确定了350℃的DOC稳态反应温度指标。（3）基于GT POWER建立DOC+DPF一维后处理模型,针对DPF再生性能开展了研究,分析了再生目标温度和再生初始碳载量对DPF载体温度梯度的影响,在此基础上讨论了DPF再生效率和再生安全性的指标问题。结果表明:再生目标温度和再生初始碳载量的增加,都会使DPF峰值温度升高;再生目标温度的提高虽有利于再生效率的提高,但是也不能设置过高降低再生安全性。（4）基于AVL FIRE建立DOC+DPF三维后处理模型,分析了DPF主动再生时期的三维流场变化规律,包括碳烟分布、压力分布和温度分布。结果表明:DPF载体中碳烟分布呈现入口和出口处残余碳烟密度大,中间过渡段密度相对较小的趋势;排气系统的最高压力出现在DOC前端,沿排气气流方向压力逐渐降低;热量沿排气气流方向由DPF载体前端逐步向后端传递,载体各段依次出现温度峰值。（5）基于国VI柴油机试验台架系统进行了DPF主动再生试验。结果表明:国Ⅵ柴油机采用缸内后喷方式进行DPF再生。再生期间,随着碳载量不断降低,DPF压降和排气压力升高,燃油经济性下降;再生初期载体温度变化波峰出现在轴线方向出口端位置;再生期间,HC和CO排放升高,碳烟排放升高,NOx排放量受原机喷油策略的影响大于尿素喷射策略的影响。