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近年来中国机动车保有量持续大幅度增长,机动车排放的主要污染物有NOx、CO、HC、PM等,直接危害着人类的健康。据统计,全国机动车保有量中,汽油车占88.7%,柴油车所占比重较低,但是柴油车排放颗粒物较高,分析统计大气颗粒物主要来自柴油车排放。因此,降低柴油车颗粒物排放对改善大气环境具有重要意义。当前加装CDPF是降低柴油车颗粒物排放的必要手段,分析CDPF对柴油车排放特性的影响,研究CDPF对颗粒物的捕集和再生过程,是进一步控制柴油车颗粒物排放的主要工作。本文基于整车转鼓排放试验,采用底盘测功机和CVS系统,研究重型柴油车在C-WTVC循环下的排放特性,研究模拟实际道路状态下CDPF对常规污染物排放特性的影响,并在此基础上,构建CDPF仿真模型,研究颗粒物在CDPF内部的流动沉积特性和再生特性,提出了提高CDPF对颗粒物的捕集效率的优化方案,为提高CDPF对颗粒物的捕集效率和延长CDPF使用寿命提供理论基础。首先,本文对整车转鼓排放试验设备及试验方案进行介绍,选取国Ⅲ排放标准的重型柴油车进行试验,采集加装CDPF前后常规污染物排放数据。研究结果表明,随着车速的增加,原车状态下CO和HC的排放因子逐渐降低,NOx的排放因子变化较小。全工况下CDPF对CO和HC的减排效果较好,减排率分别为76.47%和74.32%,随着车速的增加,CDPF对CO和HC的减排率逐渐增大,各工况下CDPF对NOx排放因子影响均较小。加装CDPF不改变颗粒物粒径分布状态,高速工况下,加装CDPF对粒径小于14.3nm的颗粒物出现“负减排”现象,CDPF对各模态颗粒物质量排放因子减排效果良好,对核模态颗粒物数量排放因子减排效果较差。高速工况下,颗粒物在CDPF内部出现大粒径颗粒物向小粒径颗粒物转化的现象。柴油车颗粒物数量排放是接下来控制的重点,应引起足够的重视。其次,本研究建立CDPF数值仿真模型,研究颗粒物在CDPF内的流动沉积特性和再生特性,并与试验数据进行对比,验证了仿真模型的可靠性。研究结果表明,CDPF内部压力沿孔道轴线方向逐渐降低,过滤体内部压力沿径向方向逐渐降低。大粒径颗粒物由于重力作用脱离排气流线被过滤体捕集,小粒径颗粒物随排气流线绕过过滤体流出CDPF。CDPF载体过滤壁面厚度增加,压降损失增加,碳烟承载能力降低。载体入口孔道和出口孔道孔径比增大,压降损失降低。载体内灰分层厚度增加,压降损失急剧上升。颗粒物再生方面,载体内沉积的颗粒物可以在柴油车正常排气温度内再生,碳烟在催化剂作用下与NO2反应实现再生,反应生成的NO在催化剂作用下转化为NO2,可实现CDPF的连续再生。被动再生过程中载体内温度较低,CDPF使用寿命延长。随着排气温度的增加反应速率增加,孔道内温度梯度减小。