本文通过搭建D30TCI柴油机加装DOC和DPF的试验台架,开展了DPF的初步试验,为模型的构建及其可靠性验证提供了基础试验数据,对DPF进行了国6瞬态循环的测试试验,并对DPF进行了破坏性主动再生试验。采用一维热力学软件分别构建了柴油机后处理系统模型和带后处理系统的柴油机整机模型,在考虑灰分沉积的情况下对国6 DPF的基础性能参数进行了优化选型,同时研究了灰分和DPF对柴油机性能的影响,并对DPF配比进行了选型。采用三维CFD软件构建了加载灰分的DPF四分之一孔道模型,研究了灰分对孔道内气流压力和速度的影响,同时探究了孔道内颗粒的迁移和沉积规律。针对灰分对不同参数DPF的影响展开了研究,结果表明:灰分分布系数越大,分布在壁面的层状灰分越多,降低了气流流通面积,DPF压降越大;同时壁面灰分层的增加有利于提高灰分层对颗粒的捕集作用,因而捕集效率随灰分分布系数增大而升高。增加载体目数和配比有利于提高相同DPF压降下的容灰能力。目前,非对称孔结构DPF在工程应用中通常选择的进出口孔径比例为1.25～1.35,常用的DPF配比为1.2～1.5。针对优化后的DPF进行了国6瞬态循环测试试验,并对其进行了破坏性主动再生试验研究。结果表明:本文优化后的300目非对称孔结构载体在DPF配比为1.2时能够满足国6对排放污染物的限值要求。DPF不完全再生会影响碳烟在其内部的迁移和沉积规律,多次不完全再生会导致局部碳载量过大,提高载体主动再生失控的风险。通过三维CFD仿真软件模拟了加载灰分条件下DPF孔道内气流和颗粒物的运动规律,结果表明:无灰分时出口孔道压力从前往后逐渐均匀下降,气流速度一直升高,直到出口处达到最大。灰分分布系数越大,进口孔道与出口孔道的压差越大,能量损失越大,气流出口速度越小。灰分加载虽然降低了有效过滤长度,但提高了壁面层的捕集效率,有利于提高DPF整体捕集效率。相同碳烟和灰分量条件下,非对称孔结构DPF孔道中心压力急剧下降的位置更靠近末端,且层状灰分更薄,能量损失更小,出口孔道气流速度更大。开展了灰分和DPF对柴油机性能的影响研究,结果表明:（1）将DPF压降为25k Pa作为触发主动再生的判定依据时,灰分分布系数为0.2、0.3、0.4、0.5时触发主动再生的碳载量分别为7.56g/L、5.32g/L、3g/L、0.89g/L,当灰分分布系数大于0.5以后,即使DPF没有碳烟加载也会一直处于主动再生状态。（2）将碳载量6g/L、压降25k Pa时的再生频率定义为1,灰分分布系数为0.2时再生频率小于1,碳载量已超过安全的主动再生碳载量即6g/L,此时触发主动再生过程将会有再生风险,灰分分布系数为0.3的再生频率比较接近理想再生频率。（3）DPF进出口孔径比例为1.3时,灰分对柴油机动力性和经济性的影响最小,提高载体目数有利于降低DPF压降,相同配比的载体,改变长径比对柴油机性能几乎没有影响。（4）低海拔工况下加装DPF使得增压柴油机动力性和经济性下降,随着海拔上升,加装DPF的增压柴油机动力性和经济性反而有所上升。低转速工况下,虽然柴油机NOx排放随海拔上升有所下降,但下降幅度不大;中、高转速工况下,随海拔上升,柴油机空燃比下降较大,虽然缸内燃气温度急剧上升,但氧气浓度太低,NOx生成量急剧下降,高海拔条件下加装DPF的增压柴油机NOx排放虽然有所增加,但增加幅度不大。