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和柴油机排放相比,缸内直喷汽油机排气中含有较少颗粒量和较小的颗粒直径,因而汽油机颗粒捕集器GPF有可能不会形成滤饼层且颗粒会渗入过滤壁深处形成深层过滤,导致GPF的过滤效率较柴油机低且过滤壁的微观结构会影响过滤效率。为研究非均匀多孔过滤壁的微观结构对过滤性能的影响,本文在前人提出的非均匀过滤模型的基础上,除了引入基于概率密度函数的孔径分布,还额外引入了孔隙率以及渗透率的非均匀分布来描述非均匀多孔介质壁的微观结构。利用MATLAB建立过滤壁的捕集模型并研究过滤壁的非均匀分布对于GPF深床捕集过程的影响,结果表明:1、随着过滤的进行,捕集体直径概率密度曲线峰值变大,捕集体直径的分布范围缩小;过滤壁的孔隙率、渗透率都渐渐减小至一个稳定值;整体过滤效率和过滤壁压降都逐渐增大且最终趋于一个稳定值,压降的增加趋势是幅度先增加后减小。2、孔隙率分布的平均孔隙率越高,初始过滤效率越大,初始压降先减小后增大;相同时间下的过滤壁的过滤效率增加,且更快的趋于稳定值;压降能更快的达到最终的稳定值,且稳定值也变小。3、表面孔隙率和中心孔隙率之间的差值越大,初始过滤效率越高,初始压降先下降后增加;相同时间下的过滤壁的过滤效率增加,且达到稳定值所需时间减小;压降达稳定值所需时间缩短,且稳定值偏小。4、孔隙率分布过渡区域的斜率越小,过渡区域的孔隙率更快的从表面孔隙率减小至中心孔隙率,初始过滤效率增大并且初始压降减小;过滤效率降低,且更慢的达到稳定值;压降达稳定值所需时间加长,且稳定值偏小。5、孔径分布的平均孔径增加,初始过滤效率和压降都减小;平均孔径一定,孔径分布方差增大,初始过滤效率和压降均减小。6、壁内捕集质量最高层是接近入口壁面的过滤效率最高的一层。随着孔隙率的增加,渗透率先增加,然后又降低。