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柴油发动机作为一种工作稳定、热效率高、动力性强、燃油消耗率低的动力机械,逐步成为各种重型汽车及非道路移动机械动力总成的首选装置。但柴油机的排气中所含颗粒物对人危害极大,在愈加严格的法规面前逐步成为制约柴油机应用和发展的主要因素。柴油机颗粒捕集器(Diesel Particular Filter,DPF)是目前为止世界公认的能够有效去除柴油机排气中颗粒物的技术手段,已经得到广泛应用。本文通过分析柴油机颗粒捕集器的工作原理,研究其数学模型并利用AVL-FIRE软件建立DPF三维模型,进行其加载过程和再生过程的仿真模拟计算,最终进行发动机台架试验验证及实车道路验证,主要工作如下:(1)分析了柴油机排气颗粒的危害,研究各种柴油机颗粒捕集器再生技术特点及颗粒捕集器的工作原理和工作特点,设计柴油机催化型颗粒捕集器(Diesel Catalytic Particular Filter,CDPF)后处理系统,利用仿真软件建立其计算模型。(2)通过研究后处理系统及发动机排气特点,设计柴油机催化型颗粒捕集器的再生控制策略,利用向DOC内喷油的方式提高颗粒捕集器的进气温度,辅助颗粒捕集器再生。(3)研究柴油机氧化催化转化器(Diesel Oxidation Catalyst)的工作原理与工作特性,对DOC起燃温度和升温特性进行台架试验,得到在不同燃油喷射量的情况下DOC下游排气温度的变化曲线。(4)利用AVL_FIRE软件所建立的柴油机颗粒捕集器三维模型进行碳烟加载及再生过程的模拟计算,并与发动机台架试验结果进行比对,分析模拟计算结果的有效性,研究柴油机颗粒捕集器的工作特性,并进行后处理系统的实车道路验证在实际车辆运行过程中研究后处理系统的工作性能和实用性。试验表明,发动机排气温度在220℃左右时,DOC会达到起燃状态,能够发挥正常的催化转化作用,且喷油后DOC后端排气温度会呈现先急剧上升后缓慢下降最终趋于平稳的趋势;经实际道路验证,该后处理系统在车辆上安装前后,进行自由加速烟度测量,颗粒物减少90%以上,且能够在合适的情况下进行再生。