随着大气污染的逐渐严重,柴油机的尾气排放已经成为人们越来越关心的环境污染问题。对于国四阶段我国实行的柴油机排放标准,柴油机尿素选择性催化还原（SCR）技术,通过附加喷射的尿素溶液,在负载在载体上的催化剂的催化作用下,能够将尾气中的氮氧化物（NOX）还原成无害的N2,有效的降低柴油机原机排放。随着对SCR技术的深入研究,怎样提高催化器的NOX转化效率变得日趋重要,本文通过研究SCR反应的反应特性,分析影响其转化效率的关键反应步骤,来揭示影响系统转化效率的因素。本文主要研究工作及创新之处如下:（1）在系统的分析了尿素SCR系统的工作原理以及时间标尺的基础上,研究了SCR反应过程中所涉及的相关理论以及理论模型。并重点研究了SCR反应相关的多项反应动力学以及其反应机理。重点研究了发生在催化剂表面的吸解附反应。（2）在一维的定常流理论基础上建立了SCR催化器的单孔道反应模型。并在反应模型的基础上,加入SCR反应速率方程。计算分析了不同温度、空速、不同NH₃/NO对催化器转化速率的影响。同时,通过稳态下实验研究,分析了温度、空速、还原剂、柴油品质、颗粒物等对系统转化效率的影响,为尿素控制策略的进一步优化及催化器的选型提供指导。（3）详细描述了SCR系统中所涉及的瞬态反应过程。通过建立瞬态下的反应模型,计算分析了温度对于NH₃的存储量以及存储与释放速度的影响。为尿素SCR系统瞬态下控制策略的标定提供依据。（4）建立了非均匀涂覆催化剂模型,并重点考察了催化剂轴向非均匀涂覆以及径向非均匀涂覆时催化器的转化效率,催化剂的非均匀涂覆有利于提高SCR催化器的流速特性,并且提高了催化剂的利用率。