机动车保有量的增加不仅加剧了化石能源的大规模开采,更是造成了严重的环境污染问题。这一现象的产生主要归因于发动机的低效和恶劣的排放性。有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,ORC）技术和选择性催化还原（Selected Catalytic Reduction,SCR）技术由于能够有效缓解发动机的上述两种问题而得到广泛研究和应用。由于ORC系统和SCR系统均应用于发动机排气侧,且均对排气温度、流量有着较为严苛的要求,导致二者在应用于发动机时的先后顺序会对其性能产生严重影响。因此,本文针对ORC系统和SCR系统之间的匹配开展研究。首先,利用GT-Suite软件分别搭建了发动机、ORC系统及SCR系统的仿真模型,分别采用试验数据和理论计算等方式验证了模型的准确性。随后基于仿真模型,研究了发动机全工况下的排气余热特性、氮氧化物（Nitrogen Oxides,NOx）排放特性、ORC系统余热回收特性及SCR系统的NOx减排特性。研究结果表明:在发动机全工况下,其排气温度、流量范围分别为505-782 K和30-158 g/s,NOx浓度变化范围为60-3400 ppm;ORC系统净输出功率和蒸发器烟气侧出口温度均与发动机排气温度、流量成正相关关系,变化范围分别为0.009-2.12 k W和307-457 K;SCR系统的NOx转化率受发动机排气温度影响较大,温度过高和过低均会引起其性能下降。因此,在发动机排气进入SCR系统前,有必要通过ORC系统对排气进行降温,以避免高温排气对SCR系统性能的影响。同时,应尽可能在保证ORC系统余热回收性能最大化的同时,避免排气温度下降过低对SCR系统性能造成影响。为避免ORC系统和SCR系统在匹配过程中的不利影响,对发动机全工况下ORC系统和SCR系统的运行模式进行了划分,并提出了基于发动机排气温度的运行模式切换控制策略。随后基于GT-Suite和Matlab/Simulink软件搭建了ORCSCR联合系统及相应控制模型,对比分析了ORC系统和SCR系统耦合前后的性能变化情况。研究结果表明:发动机全工况下,耦合ORC系统后,SCR系统性能显著提升,平均NOx转化率提升11.79%,最大可提升34.57%;耦合SCR系统后,ORC系统性能有所下降,平均余热回收效率下降0.67%,最大下降1.9%。为探究ORC系统和SCR系统在真实道路工况下的匹配特性,建立了包括发动机、ORC系统、SCR系统及控制系统的整车模型。基于该模型分析了在UDC道路工况和Artemis motorway130道路工况下的ORC系统与SCR系统耦合前后的运行特性。研究结果表明:在UDC工况下,耦合ORC系统后,SCR系统的平均NOx转化率可提升2.78%,同时ORC系统的余热回收效率平均下降0.07%;在Artemis motorway130工况下,耦合ORC系统后,SCR系统的平均NOx转化率可提升15.56%,同时ORC系统的平均余热回收效率下降1.66%。综上,在以低速为主的市区工况,造成SCR系统性能较差的原因主要是排气温度过低。因此,SCR系统与ORC系统耦合后的性能改善较差。虽然ORC系统性能受此影响较小,但由于低速工况下过低的排气温度、较小的排气流量导致排气能量较低,ORC系统余热回收效果依旧较差。相比之下,在速度较高且比较稳定的高速工况,发动机排气温度整体较高且波动更为平稳。因此,SCR系统与ORC系统耦合后的性能改善较好。虽然ORC系统性能受此影响较大,但由于高速工况下排气温度、流量更高导致排气能量较高,ORC系统余热回收效果依旧更为乐观。因此,ORC系统与SCR系统的耦合应尽可能的应用于排气温度较高、流量较大的高速道路工况,同时应避免排气温度低、流量小的低速道路工况。