由于柴油机较好的燃油经济性、耐久性和动力性,自发明以来为人类生活和社会发展做出了巨大的贡献。但其主要的排放污染物PM和NO_x也对环境带来了严重的破坏,因此必须增加后处理系统来控制PM和NO_x的排放以达到严苛的排放法规。而为了解决后处理系统对发动机性能的影响和占用空间过大的问题,后处理系统的集成是目前研究的热点之一。SCRF系统作为目前较为成熟也是较为有效的后处理集成系统之一,可以同时有效控制NO_x和PM排放。研究SCRF系统的工作过程,首先要了解系统内部复杂的流动过程和化学反应机理。因此,本文基于相关文献的试验数据,建立SCRF一维反应动力学模型,包括压降模型、灰分模型和总包反应机理模型。模型采用双吸附位机理,共考虑19步化学反应,通过对41个反应动力学参数和其他主要物理参数的优化验证,保证模型能够准确合理的反映实际工程运用中SCRF系统的工作过程。在验证好的模型的基础上,针对NO₂浓度对SCRF系统性能的影响进行计算分析,结果表明当NO₂/NO_x≤0.5时,碳烟的存在会降低SCRF系统NO_x转化率;当NO₂/NO_x>0.5时,碳烟的存在则会提高SCRF系统NO_x转化率。此外,通过对NO₂竞争机理的计算分析得出当温度为350℃时,进口NO₂/NO_x=0.55左右时为最优;当温度为400℃时,进口NO₂/NO_x=0.65左右时为最优;针对灰分对SCRF系统性能的影响进行计算,根据计算结果分析,SCRF系统压降和最高再生温度均会随着沉积在通道内部的灰分量的增大而上升,NO_x转化率和碳烟容纳量随着灰分量的增多而下降;当形成的灰分层渗透率相对较小时,对SCRF系统压降和碳烟容纳量的影响相对较大;当灰分沉积在SCRF系统壁面形成灰分层时,对系统压降影响较小,有利于延长SCRF使用寿命;针对载体的结构参数对SCRF系统性能的影响进行计算,根据结果分析可知,随着孔密度增大,系统压降和最高再生温度下降,NO_x转化率略微提升但瞬态响应变慢;而随着壁厚的减小,不但系统压降和最高再生温度下降,而且NO_x转化率升高,瞬态响应加快。因此,增加孔密度减小壁厚是催化剂载体优化的方向。