柴油机凭借其优越的动力性和经济性在交通运输,工程作业方面有着非常广阔的应用空间。但是其氮氧化物和碳烟颗粒物排放问题一直是科研人员努力解决的问题之一,尤其是随着国家强制性排放标准的升级,国六排放标准对柴油机的颗粒物排放有了更加严格的要求,其中不仅对PM(Particulate Matter)有了明确限值,还提出了限制PN(Particulate Number)排放的要求。柴油机颗粒捕集器DPF(Diesel Particulate Filter)成为满足严格法规要求的最有效的后处理设备之一。本文由在用车加装DPF的工程改造入手,分析了在用车改造后采集的实车排放数据并依此探究了DPF在实际应用过程中存在的加载过程中压降的问题和再生过程中最高再生温度的问题。在对实际应用的问题进行分析总结后,进一步建立了DPF加载和再生过程的相关模型,使用数值模拟的方法研究对称、非对称孔道载体DPF加载和再生性能,对工程改造进行指导。首先通过对对称、非对称孔道DPF载体加载碳烟的情形进行了数值模拟,分析碳烟、灰分分布对二者压降的影响以及造成对称、非对称孔道载体压降差别的原因,提出了二者的压降交点的概念,并且分析结构条件和排气来流条件对其影响。发现出口孔道和碳烟层压降占比分别形成了低碳载量和高碳载量的主要组成部分,进而导致了压降交点的形成;对称、非对称孔道DPF压降交点对应的碳载量随着结构参数CPSI、壁厚和长径比的增加而增加,随着DPF前流量的增加而增加;但是DPF前排气温度增加,二者压降均增大,而压降交点对应碳载量则呈现先减小后增加的趋势。此外,通过对非对称孔道DPF载体再生过程进行数值模拟,探究了非对称DPF孔道载体的再生特性,发现随着进出口孔道孔径比的增大,由对称孔道开始到进出口孔径比为1.6的非对称孔道的DPF载体再生最高温度增加,再生持续时间减小;灰分累积后不论对称还是非对称孔道DPF载体的最高再生温度皆增加;非对称孔道DPF载体最高再生温度随孔密度(CPSI)和壁厚的增加减小但是再生持续时间变长;随长径比增加其最高再生温度增加,再生持续时间缩短;随排气流量的增加最高再生温度减小,再生持续时间增加;排气中氧浓度含量增加,其最高再生温度增加,再生持续时间缩短;而二氧化氮浓度对再生最高温度和持续时间的影响并不明显。