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尿素-选择性催化还原(Urea-SCR)技术作为当前降低柴油机氮氧化物排放的重要技术，存在尿素沉积物风险问题，且尿素沉积物影响催化器入口前端的NH3均匀性，降低SCR系统NOx转化效率。本文新构建包含缩二脲、三聚氰酸和三聚氰酸一酰胺子模型的尿素分解化学动力学模型，包含了尿素反应涉及到的15种组分和11步反应。采用分子贡献基团法，建立C3H4N4O2的比热容关系式，获得C3H4N4O2反应式的热力学参数。基于过渡态理论计算反应速率常数，间接求解化学式C3H3N3O3+NH3→C3H4N4O2+H2O的活化能和指前因子。 尿素喷射详细反应和总包反应的计算结果表明，详细机理模型能够反映实际尿素分解过程。分析尿素在150℃～600℃排气温度下分解组分的变化规律。结果表明，认为排气温度对沉积物的生成和分解起重要作用。低温时沉积物生成明显，异氰酸是尿素分解副产物形成所需的最重要的反应物，缩二脲是尿素沉积物形成中最重要的中间产物。排气温度超过175℃后，缩二脲的摩尔分数迅速降低，225℃后保持稳定且已趋近于零。三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺随温度升高的变化趋势基本一致:150-200℃之间大量生成，摩尔分数迅速增加;200℃后，摩尔分数急剧减少，250℃后基本不变。 研究混合器和管路结构对尿素沉积物生成量和NH3均匀性的影响的计算结果表明，增加混合器可以增加管路内的湍流强度，从而增加排气管路出口处的NH3均匀性。增加排气管路长度和管路半径，都会增加尿素在管路中的停留时间，增加排气管路出口处的NH3均匀性系数。 以NH3均匀性系数为单优化目标，设置管路长度、管路半径、混合器叶片数量、混合器叶片长度、混合器倾斜角度、混合器安装位置6个结构变量，喷雾锥角、喷射方向、喷射流量3个喷射变量，采用最优拉丁超立方方法进行试验设计(DOE)，得出各个设计变量对NH3均匀性系数的影响程度关系图，建立Kriging近似模型，通过Evol优化算法排气管路结构和喷射参数进行优化。结果表明，混合器叶片长度、混合器叶片倾斜角度对NH3均匀性系数贡献率为较强正效应。混合器安装位置、喷射流量、管路半径对NH3均匀性系数贡献率较强负效应;管路长度、混合器叶片数量、喷射方向、喷雾锥角对NH3均匀性系数贡献率较小。当管路长0.8m;管路半径为71mm;混合器叶片数量为4;混合器叶片长度0.058m;混合器叶片倾斜角度73.44°;混合器安装位置0.2m;喷雾锥角61°;喷射方向45.6°;喷射流量2.92×10-4kg/s，NH3均匀性系数明显提高。