为探究汽油机颗粒捕集器（Gasoline Particulate Filter,GPF）微观结构、粒径分布以及入口条件对GPF深床过滤过程的影响,本文考虑缸内直喷发动机排放颗粒物的形态差异,运用对数正态分布描述粒径分布,基于球形捕集体理论,采用孔径分布概率密度函数以及孔隙率分布函数描述多孔介质的非均质性,建立了多粒径分布下的多孔介质动态捕集模型,对GPF动态捕集过程进行了模拟研究。本文研究了结构参数变化对GPF过滤壁动态捕集过程的影响,并在小孔径范围内对过滤壁性能进行了定量分析。发现孔径和孔隙率增大时,颗粒物沉积更加深入,过滤壁孔隙率和渗透率更低;捕集效率和压降对孔径变化的敏感程度更大。大孔隙率小孔径的过滤壁具有很好的综合性能,其中,多孔介质具有55%以上的孔隙率以及8μm至10μm之间的平均孔径时,深床过滤过程具有较高的捕集效率与突出的压降特性。本文研究了多孔介质微观结构非均质性对GPF深床过滤过程的影响。孔隙率差的增大、过渡段斜率的减小以及过渡段占比的增大会使颗粒沉积更加深入并降低捕集效率;孔隙率差和过渡段斜率的增大会导致压降增长率的上升,而过渡段占比的增大则导致压降增长减缓。较高的孔径分布方差会导致颗粒沉积增多和压降的降低,同时会降低捕集效率。本文研究了粒径分布对GPF深床过滤过程的影响。粒径分布峰值向大粒径范围移动时,过滤壁的捕集效率降低,压降增长随代表性粒径的增大先升高后降低。代表性粒径的增大也会导致颗粒物沉积区域更深,并导致上壁面附近区域的孔隙率和渗透率升高,中下部区域的孔隙率和渗透率下降。本文研究了气流速度和温度对GPF深床过滤过程的影响。气流速度的增大会导致捕集效率的降低和压降增长速率的加快,但会提高过滤壁对大粒径颗粒的捕集效果。气流温度的提高会使捕集效率和压降增长速率同时提高,同时也会降低过滤壁对大粒径颗粒的捕集效率。