采用数值模拟方法,对低排温条件下柴油机Urea-SCR系统尿素水溶液(UWS)喷雾雾化和混合过程进行了研究,分析了喷射压力、喷射角度对排气管内液滴蒸发和分布以及NH3浓度均匀性的影响,并利用喷雾激光测试手段,对发动机运行条件下透明石英排气管内液滴分布进行了测量。结果表明提升喷射压力同时适当减小喷射角度,能够降低喷雾液滴大小,促进液滴蒸发,改善管内液滴分布进而提升氨浓度分布均匀性;20bar喷射压力和30°喷射角度方案由于其较好的喷雾特性和较少的喷雾撞壁现象,使得催化剂前端面NH3浓度分布更为均匀,有利于提升SCR系统转化效率。

基于k-ε湍流模型及混合均相流（Homogeneous Equilibrium Mixture，HEM）模型，研究了不同喷射压力（30MPa、180MPa）条件下喷油嘴喷孔内壁面粗糙度对空化流动特性的影响。结果得出：随着喷孔内壁面粗糙度的增大，喷孔内部空穴强度减弱，喷孔内部的湍动能增强；提高喷孔内壁面的粗糙度对喷孔出口的质量流量影响不明显，但是在高喷射压力条件下啧孔出口质量流量略有增加；在高喷射压力条件下随着喷孔内壁面粗糙度的增大喷孔出口的平均速度显著减小，喷孔出口处的湍动能显著增大，而在小喷射压力条件下随着粗糙度的增大，喷孔出口的平均速度降幅较小，喷孔出口处的湍动能增幅较小；喷孔出口处X轴线上在喷孔上壁面空穴区域的湍动能较喷孔底部与中部区域大，空穴的产生、渍灭有利于增强喷孔出口处的湍流强度。