李成元，刘 宇，李 君，秦 岩，张卫国

（1.吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林 长春 130022；2.长城汽车股份有限公司，河北 保定 071000）

柴油机微粒捕集器（DPF）是目前公认的能够有效消除柴油机排放微粒的后处理装置，利用载体的多孔介质特性对排放的微粒进行物理捕集，使微粒在载体内逐渐积累，以达到消除微粒的目的。为了应对日益严格的排放法规，对于满足国Ⅳ排放法规的柴油机，后处理系统加装DPF是一个很好的途径。在实际应用中，DPF再生的控制是一个难点问题［1］。本研究利用AVLFire三维仿真软件建立了DPF模型，并对炭烟加载过程和再生过程进行阐述和分析。

1 DPF模型的建立与校准

由于DPF为对称结构，且在仿真计算中气体流动一般忽略重力的影响，本研究为了节省计算时间，根据载体相关参数（见表1）建立了DPF 1／4模型（见图1）。网格总数为13.2万个，且坏网格数为0。

表1 DPF载体相关参数

本研究中，DPF的再生方式为主动再生，DPF入口再生温度标定为600℃。在再生过程中主要关注炭烟的氧化所带来的温度变化。以DPF出口的温度为依据来校准模型。式（1）为DPF再生过程中主要的化学反应方程式，根据阿累尼乌斯方程，把反应前因子K和化学反应活化能E作为标定参数。

由于考虑到DPF再生的台架试验和仿真计算的差别，仅对不同炭烟加载量的再生过程DPF出口处的最高温度进行标定，得出准确的K和E。本研究所用的发动机为GW4D20轿车柴油机，发动机再生工况为1800r／min，45N·m。基于开放ECU，通过减小增压压力、DPF前加装DOC和两次燃油后喷等措施，使排温由288.6℃上升到600℃，并稳定在600℃进行再生。……