全球柴油车排放法规日趋严格,对于重型柴油车欧VI排放法规而言,其相对于欧V排放法规,颗粒物(Particulate Matter,PM)排放降低50%,同时增加了对颗粒物数量(Particulate Number,PN)的限值。壁流式柴油机颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)能够有效降低柴油机的颗粒物排放,也是目前唯一能使颗粒物排放满足柴油车欧VI排放法规的技术手段。DPF主要通过物理过滤的方式来降低柴油机的PM排放。随着PM在DPF孔道中的积累,DPF的压降逐渐增大,发动机的排气背压不断增加,降低了柴油机的经济性和动力性。因此,当PM积累到一定量时,一般需要采用外加热源的方式将DPF内部积累的PM去除,实现DPF的主动再生。不同影响因素(碳载量、入口温度和空速)会对DPF再生过程产生不同的影响,不恰当的再生条件有可能会使DPF损毁,甚至诱发火灾。本研究借助数值模拟的方法,对DPF主动再生过程的两种不同情况,分别进行了不同影响因素的模拟研究,以确定主动再生的安全边界条件,为试验提供理论依据。利用数值模拟,分析了碳载量、入口温度、空速对DPF主动再生时最高温度和最大温度梯度的影响。研究发现:DPF碳载量和入口温度越大,主动再生过程当中载体最高温度和最大温度梯度越高,随着入口温度的线性增加,最高温度呈现指数增长;空速越大,主动再生过程当中载体最高温度和最大温度梯度越低。利用数值模拟,对DPF主动再生最恶劣的情况-降怠速(Drop To Idle,DTI)进行了相应的探索。主要研究了DPF主动再生时DTI进入时刻、碳载量、入口温度和空速,对DPF主动再生期间最高温度和最大温度梯度的影响。研究发现:当达到催化性柴油机颗粒捕集器(Catalytic Diesel Particulate Filter,CDPF)主动再生设定的温度之后,在进入DTI时,进入时间越早,最高温度越高,其出现的时间点先减小后增大,同时最大温度梯度也越大,其出现的时间点越靠前;入口温度和碳载量越大,最高温度越高、最大温度梯度越大;空速越大,最高温度和最大温度梯度越小。对比两种主动再生过程的研究发现,正常主动再生时,相对于其他影响因素,入口温度对CDPF的影响比较突出;在进行DTI模拟时,进入DTI的时刻对CDPF的影响比较突出。不管何种影响因素,在DPF再生过程当中,由于热传导的原因,温度梯度分布都是呈现出,从DPF的轴线处往载体边缘逐渐升高的趋势;温度分布呈现出,从入口端边缘处向出口端中心轴线处逐渐升高的趋势。