柴油机微粒捕集器（DPF）是目前公认的最有效的微粒处理装置,是柴油机满足国五及以上排放标准必备的后处理系统。如何在提高其碳烟捕集效率的同时,实现经济、安全并可靠地再生,一直都是柴油机微粒捕集器研究的关键。新出台的国六排放法规严格规定了汽车排放污染物在不同海拔下的限值,需要根据发动机运行工况、运行环境条件、DPF再生效率等要求,通过合理控制柴油机原始排放、排气热状态参数,从而在保证柴油机动力性、经济性前提下,实现不同运行环境下微粒排放的有效控制。因此,针对不同海拔下DPF的碳烟加载及再生特性研究,可为高原环境下柴油机燃烧与排放的优化控制提供科学依据。以满足国五排放标准的D20高压共轨柴油机为研究对象,结合大气模拟装置,利用发动机试验台架,以试验与仿真相结合的研究方法,进行了不同海拔下WHTC瞬态循环排放测试、DPF碳烟的加载和压降以及再生温度场和压降测试试验;在此基础上,建立了DPF一维仿真模型,开展了不同海拔条件下DPF在碳烟加载和微粒再生阶段的性能仿真研究,并通过响应曲面法对DPF性能进行了预测和优化,研究结果如下:（1）通过研究WHTC瞬态测试循环的排放特性,分析了不同海拔环境下的排放数据,结果表明:在高原环境下,发动机的瞬态排放较平原更为恶劣,尤其是NO_X和碳烟排放,其中80kPa的NO_X排放比100kPa增加50%左右,碳烟排放是100kPa的4倍左右;在高原上加载一个WHTC循环能加载1.2g左右的碳烟;随着DPF碳烟不断加载,DPF入口与出口两端的压差逐渐增大,在碳载量为从0⁴.5g/L这段期间DPF压降迅速增加,后面逐渐变缓。（2）利用试验台架与DPF载体温度测试系统,采用手动控制再生的方式,研究了DPF在不同海拔条件下的再生性能,研究结果表明:在高原环境下,随着再生温度的升高,DPF载体的峰值温度增大,对应的峰值时间提前,其中采用600℃相比550℃再生时峰值温度增加了285℃,峰值温度时间提前了20%;而在平原相同再生条件下,随着再生温度的升高,采用600℃相比550℃再生时峰值温度增加了125℃,峰值温度提前了34%;无论是高原还是平原再生,DPF载体的温度场分布规律都一致,最高温度均出现在载体中心的轴向末端,且载体径向温度梯度大于轴向温度梯度。在不同海拔下,DPF再生时的压降随着再生温度的升高而呈现增大的趋势,且随着温度的升高,压降到达峰值时间越提前;在相同再生温度时,DPF的再生压降随着大气压力的升高而增大,当再生温度为550℃,在环境压力80kPa再生时,DPF峰值压降为7.7kPa,而在100kPa时则为9.5kPa,同比增长23.4%。（3）通过GT-power一维仿真,研究了柴油机微粒捕集器在不同海拔地区的碳烟加载规律以及被动再生能力;研究不同海拔地区柴油机微粒捕集器在再生过程中压降损失变化规律、载体峰值温度变化规律以及再生频率,研究结果表明:由于高原环境下,颗粒物和NO₂排放增加,排气温度更高,高原环境下的碳烟加载速度远高于平原;高原环境下DPF的被动再生掉的碳烟质量约为总碳载量的9%左右,而平原占高原的一半不到,仅为4%左右;同一海拔高度下,DPF压降损失随着再生温度升高而增大;在同一再生温度下,DPF的压降损失随着大气压力的升高而增大;满载再生一次高原所需要时间为220s左右,而平原的为241s,再生效率比高原低了10%左右。（4）应用响应曲面法研究不同大气压力、排气温度和排气流量因子之间的交互作用对DPF在捕集和再生过程中总碳载量、捕集效率、压降特性、载体温度特性、以及再生频率的影响规律,结果表明:在加载过程中,大气压力&排气温度因子的交互作用对DPF的碳烟加载质量和捕集效率影响较大,碳烟加载质量随着大气压力和排气温度降低而增加;在再生过程中,大气压力&再生温度因子交互作用对DPF载体峰值温度和再生效率的影响较大,载体峰值温度随着大气压力的降低和排气温度的升高而增大,再生效率随着大气压力的降低和再生温度的升高而提高;排气流量对加载和再生过程中DPF载体的压降损失影响程度最大,随着排气流量的增大,DPF载体压降损失呈现逐渐增大的趋势。