柴油机微粒捕集器(DPF)技术是降低柴油机微粒排放最为有效的技术之一,然而在工作过程中微粒物会在过滤体中不断沉积,使捕集效率和发动机性能降低,需要使用“再生”手段予以清除。若只单独研究微粒捕集器技术,而不和整车作为一个整体合理匹配,汽车的整体性能也不会有同等程度的改进。因此,开展微粒捕集器再生研究及其和整车匹配研究具有一定工程意义和应用价值。本文首先建立某型号微粒捕集器的仿真模型,并仿真其捕集过程。结果表明,微粒捕集器在工作一段时间后,随着过滤体中微粒物不断沉积,捕集效率下降,排气背压升高。且排气温度只能达到563K,无法达到微粒物的起燃温度,使其氧化燃烧被清除。其次,基于喷油助燃再生技术,利用GT-Power建立微粒捕集器喷油助燃再生仿真模型。该模型以发动机排气背压和排气温度作为启动再生程序的触发条件,分析排气流量、过滤体轴向位置、过滤体厚度、过滤体长度以及孔道宽度对再生的影响。基于喷油助燃再生仿真模型使用仿真软件中DOE(Design of Experiment)功能模块,分析排气流量为0.1~1.9m3/s时,使排气温度达到微粒物起燃温度的喷油补气配比,完成再生。再次,建立某商用车仿真模型,并将微粒捕集器仿真模型与其耦合匹配。仿真结果表明,该车型装备微粒捕集器后,微粒物排放量从0.570g/km下降到0.031g/km,排放效果得到显著改善。但最高车速下降7.2%,0~100km/h加速时间增加13.7%,最大爬坡度下降4.8%,百公里油耗增加3.7%。因此需要优化整车结构参数,提高整车性能。最后,在整车仿真模型基础上,分析优化整车结构参数。原车型变速器一、二挡位传动比间隔过大,存在换挡顿挫感明显和使发动机燃油消耗率增大等问题。使用DOE功能模块对各挡位参数优化后,微粒物排放量从0.031g/km升高为0.032g/km,虽然有微量提高,但仍能满足国Ⅳ标准。整车最高车速下降1.5%,0~100km/h加速时间缩短17.8%,最大爬坡度保持不变。整车百公里油耗下降了3.8%,燃油经济性有一定提升。