当下国家排放法规越来越严格，已经全面步入“国六”时代，选择性催化还原系统（SCR）的运行性能对解决柴油机排放问题十分关键。尿素分解生成氨的难易程度，对后处理系统催化还原反应有着重要的影响。本文通过对尿素物理分解—喷雾液滴粒径分布特性，以及尿素化学分解—催化剂内部氨生成特性的研究，探究尿素分解特性。
　　使用激光粒度仪测量非气助式尿素喷雾在不同条件下液滴粒径分布特性，用索特平均直径（SMD,Sauter Mean Diameter）来表征尿素的雾化特性。结果表明：喷雾整体粒径分布不均匀，在喷雾靠近喷嘴处部分由于气流运动作用形成一个SMD很小的区域，该区域随着喷雾的发展也逐渐向前发展并扩大；而喷雾远离喷嘴处由于空气阻力，破碎液滴碰撞、破碎不完全等因素，形成较大SMD的区域；距离喷嘴越远，喷雾初始粒径越大，不同位置处喷雾粒径随时间的变化速率不同；喷雾碰壁初期反射区域液滴粒径较大，并且与入射喷雾主液束的粒径接近，随着喷雾碰壁过程发展入射喷雾粒径逐渐减小，反射区域液滴粒径也逐渐减小并小于入射喷雾。尿素喷雾以不同的入射角进行碰壁时，喷雾反射区粒径分布会产生不同的分层现象。
　　在柴油机试验台架上，采用分段式挤出式钒基催化剂，在被测催化剂段出口布置测量点，测量催化剂内部的尿素分解特性，结论表明：调节柴油机不同的工况，挤出式催化剂内部不同截面氨生成量分布均呈现中心低边缘高的不均匀规律，在催化剂内部增加间隙段可减少催化剂内部氨分布的不均匀程度。当柴油机转速一定时，在50%负荷工况下，尿素分解率最高，当柴油机运行在25%负荷工况时，随着转速的上升，尿素分解率升高，而在75%负荷工况时，转速的上升使尿素分解率略微下降，并随着催化剂长度的增加，尿素分解率不再随转速上升而变化。随着催化剂长度的增加，不同工况下尿素分解率不断增加。尿素的分解过程主要发生在催化剂的前端，并且催化剂前端100mm内尿素分解率增长速率快，分解迅速。
　　建立尿素喷雾CFD模型，并通过喷雾高速图像及喷雾粒径分布进行验证，最终建立SCR系统尿素喷雾模型，模拟结果表明：排气管路中弯管处流场的不均匀使喷雾液滴分布不均匀，导致催化剂内部NH3浓度分布呈边缘高中间低且右侧浓度最高的趋势；排气管路中添加混合器可显著提高NH3浓度分布均匀性，从而使SCR系统的NO整体转化效率提高。