为应对日益严峻的环境问题,必须优化改进柴油机排放污染物控制技术实现柴油机污染物低排放。选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction,SCR）技术广泛应用于降低柴油机氮氧化物（NO_x）排放,但其仍存在低温工况NO_x转化效率低、尿素水溶液雾化分解不完全、尿素结晶及氨（NH₃）泄漏等问题。本文首先利用喷雾激光粒度分析仪探究了三种SCR喷嘴的雾化特性,然后利用红外热成像仪捕捉喷雾碰壁过程中的壁面温度变化,最后利用AVL FIRE软件建立Urea-SCR系统数值模型,探究了NH₃与NO_x摩尔比、排气温度、排气流量和混合器安装位置等因素对NO_x转化效率、液膜形成与NH₃泄漏的影响规律。主要研究内容如下:（1）利用喷雾激光粒度分析仪测量无空气辅助喷嘴、内部混合式空气辅助喷嘴和外部混合式空气辅助喷嘴的雾化特性,基于Rosin-Rammer分布理论分析了不同喷射条件时形成的喷雾液滴尺寸分布和空间分布特点。结果表明,空气辅助喷嘴的雾化效果优于无空气辅助喷嘴,液体压力增大可减小无空气辅助喷嘴的喷雾液滴索特平均直径（Sauter mean diameter,SMD）,增强液滴尺寸分布均匀性。气体压力增大可减小空气辅助喷嘴的喷雾液滴SMD。随着轴向距离增大,三种喷嘴的喷雾液滴SMD先减小后增大。随着径向距离增大,无空气辅助喷嘴和内部混合式空气辅助喷嘴的喷雾液滴SMD逐渐减小,外部混合式空气辅助喷嘴的喷雾液滴SMD逐渐增大。（2）采用红外热成像仪对喷雾碰壁过程中壁面温度的瞬态变化特性和空间分布特性展开试验研究,并结合喷雾碰壁原理和传热学理论进行分析。结果表明,随着喷射流量增加,低温区域面积扩大,壁面平均温度下降速度加快;随着喷射高度的降低,壁面温度下降速度逐渐增大。随着来流气体风速的增加,壁面温度最低点不断沿气流方向移动,壁面平均温度下降速度先减小后增大。初始壁面温度不同时,由于沸腾机制的不同,壁面温度的时空分布变化呈现不同特征。初始壁面温度高于260℃时,由于莱顿弗罗斯特效应,壁面平均温度下降速度较为缓慢。当初始壁面温度在225℃时,热流密度较大,壁面平均温度下降速度最大。当初始壁面温度为180℃时,喷雾液滴碰壁后粘附于壁面,使壁面湿润容易形成液膜,壁面平均温度下降速度也较大。（3）在Urea-SCR系统台架试验基础上,应用AVL FIRE建立了Urea-SCR系统数值模型,探究不同参数对Urea-SCR系统性能的影响。研究表明,提高NH₃与NO_x摩尔比有利于降低NO_x排放量,但也导致NH₃泄漏和液膜质量增多;随着排气温度增加,尿素水溶液热解生成的NH₃量增加,液膜质量减少,NO_x转化效率先增加后减少,排气温度为450℃时,NO_x转化效率较高。随着排气流量增大,NO_x转化效率逐渐降低,NH₃泄漏和液膜质量逐渐增加;混合器的位置决定了排气流线分布,从而影响排气管与液滴之间的相互作用和液膜的形成。随着喷嘴和混合器间距离L的增大,NH₃泄漏先增大后减少,液膜质量先减少后增大,综合考虑,喷嘴和混合器间距离L为114 mm至176 mm之间效果较好。