近年来，人们越来越关注空气质量问题，特别是PM2.5对人类身体的伤害，柴油机尾气中的微粒是造成PM2.5过多的主要原因。研究表明，在微粒的组成成分中，可溶性有机成分对人体的伤害最大，有时可以导致癌症的发生。微粒对人体有如此之大的伤害，就必须对柴油机尾气中微粒的排放进行控制，目前对于柴油机微粒的排放控制方法主要有燃油技术，发动机内部控制技术以及后处理技术，在后处理技术中柴油机催化氧化器（Diesel Oxidation Catalyst）+柴油机微粒捕集器（Diesel Particulate Filter）应用最为广泛，对柴油机微粒的控制作用也最显著。当微粒捕集器（DPF）捕集碳烟到一定程度后会导致发动机排气背压升高，进而引起功率下降、油耗上升，所以对DPF再生过程中的参数优化与控制研究有很大的意义。本文依附国家863项目“高压共轨轿车柴油机的开发”，对4D83柴油机进行了台架搭建、温升试验研究、压降特性研究、DPF碳烟加载及再生过程仿真分析、DPF再生参数优化研究以及DPF再生过程控制研究。通过改变增压压力来改变DOC入口温度，记录DOC前后的HC浓度并计算其转化效率，绘制DOC起燃温度曲线，分别研究了燃油后喷时刻、燃油后喷量对DOC温升幅值以及温升速率的影响规律；通过试验绘制DPF平衡点温度曲线，得出DPF平衡点温度为383℃；分别研究了碳烟加载量、排气温度与DPF压降特性之间的关系。通过AVL-fire仿真软件对DPF碳烟加载及再生过程进行建模以及仿真分析，得出碳烟在DPF内部沉积时是先在尾部沉积的，然后逐渐向头部移动，而当DPF再生时正好是与沉积时是相反的，由于DPF前端的微粒最先接触到高温排气的原因使得DPF在再生过程中是头部先开始，然后逐渐向DPF尾部推进的，并用实验数据验证了仿真结果的准确性。通过研究DPF碳烟加载量、排气质量流量、DPF入口温度、温升速率以及再生持续时间对再生过程中平均温度以及局部最高温度的影响规律，进而对DPF再生过程中进行参数优化与控制。为了满足DPF再生时所需的再生温度以及保证再生过程的安全可控性，需要确定DPF主动再生的工况点，选择主动再生工况点时应从三个方面着手考虑，首先要保证该工况点下的DOC入口温度达到T90，也就是使HC转化效率大于90%时对应的DOC入口温度；其次转速要适度，不能够太高也不能够太低，要保证排气在流过DPF后能够把再生时所产生的能量携带走，排到系统之外；最后要考虑驻车再生，所以负荷不应该太高，在可行的范围内尽量低一些，经过试验研究选取1800r/min-60Nm为主动再生工况。对于温升策略本文将发动机的工况区域分为七个不同的区域，分别为高速大负荷区域、中高转速大负荷区域、中低转速大负荷、大部分转速中等负荷区域、大部分转速小负荷区域、高速小负荷区域以及低速小负荷区域，不同的区域采用不同的温升策略来提升DOC入口温度以及DPF入口温度，试验结果表明大部分区域都可以满足所需的要求。为了达到DPF再生时机选择准确性，本文通过数学模型与压降-转速-负荷三维MAP图相结合的方法来判断何时开始再生，通过ECU测得发动机在某一工况下的排气质量流量，通过温度传感器测得排气温度，再通过DPF前后的压力传感器测得DPF压降，利用数学模型算出该工况该时刻下的碳烟加载量，如果没有达到加载限值则继续监测，如果达到加载限值则转移到压降-转速-负荷三维MAP图上，监测该工况下是否达到MAP图中的压降限值，如果没有达到则返回继续监测，如果达到则开始启动再生程序；绘制DPF再生过程控制流程图，分别从再生时机选择以及再生过程温度控制着手来阐述如何控制DPF再生过程。