Da bi neka dizel vozila ispunila standarde emisije, ono što treba dodati je nešto čega se većina ljudi ne može sjetiti. Zbog problema s emisijom, potrebno je riješiti dušikove okside. Postoje dva načina za rješavanje problema emisije. Jedna je prevencija, koja podrazumijeva suzbijanje pojave problema u ranoj fazi njihovog razvoja. Jedan pristup je upravljanje, koje uključuje efikasno{4}}otvaranje nakon što se problem pojavi. Ove dvije metode se respektivno nazivaju pretprocesiranje i postprocesiranje. Prije{7}}tretman rješava osnovni uzrok, dok post-tretman tretira simptome. Emisije iz dizel motora uglavnom se sastoje od dušikovih oksida (NOx) i čestica (PM) (uključujući čađ (DS)), a zatim HC. U poređenju sa benzinskim motorima, dizel motori imaju mnogo manje CO i HC, ali mnogo više PM.
Evropski standardi emisija za dizel motore su sljedeći: Početkom 1990-ih, mnoge tehnologije su se brzo razvile uz pomoć elektronske kontrole (na primjer, Denso iz Japana je pokrenuo zajednički vod visokog pritiska). Kroz poboljšanja u komori za sagorevanje, pravilima ubrizgavanja goriva, usisu i izduvu, itd., bilo je izvodljivo da se završi prečišćavanje unutar mašine. Međutim, bilo u Evropi ili Kini, prekretnica je u osnovi završena u četvrtoj fazi emisionih standarda. Oslanjanje isključivo na predtretman da bi se zadovoljili trenutni standardi više nije izvodljivo. CO služi kao dokaz potpunog sagorevanja ili ne.
Standardi su ostali nepromijenjeni u narednim fazama, što u osnovi ukazuje da je nastavak optimizacije sagorijevanja radi rješavanja emisija prilično težak zadatak. Kao što je ranije spomenuto, najvažnije emisije iz dizel motora su NOx i PM. Tretman čestica uglavnom se oslanja na filtere čestica (DPF), dok se NOx uglavnom tretira katalitičkom redukcijom. NOx je takođe relativno ključna emisija za benzinske motore. Emisije NOx benzinskih motora i dizel motora se ne razlikuju mnogo. Naravno, upravljanje dizel motorima je teže, ali su u osnovi istog reda veličine. Tek u trećoj fazi evropskih emisionih standarda, emisije NOx su zvanično navedene kao posebna stavka.
Glavni uslovi za stvaranje NOx su visoka temperatura i bogat kiseonik. Temperatura izduvnih gasova benzinskog motora je nešto viša za 100 do 200 stepeni nego kod dizel motora, ali je u osnovi ista kada prolazi kroz dio cjevovoda do odjeljka za naknadni tretman. Naknadni tretman za kontrolu NOx uglavnom se postiže putem trosmjernog katalizatora. Među tri plemenita metala, rodijum i Rh mogu katalizirati redukciju NOx u plin azota pomoću redukcionog sredstva na relativno niskoj temperaturi. Redukciono sredstvo može biti H2 ili CO.
Međutim, ova vrsta reakcije redukcije u velikoj mjeri ovisi o koncentraciji kisika u okolišu. Kada koncentracija kiseonika pređe određenu granicu, ovu REDOX reakciju je teško efikasno izvesti. Ovo je preduslov. Bilo da se radi o benzinskom ili dizel motoru, proces sagorijevanja se u osnovi može podijeliti na period kašnjenja (priprema paljenja), period brzog paljenja (brzo oslobađanje energije) i period naknadnog sagorijevanja (gorivo koje nije u potpunosti izgorjelo u periodu brzog paljenja nastavlja oslobađanje energije). Međutim, prije perioda naknadnog sagorijevanja dizel motora, općenito se vjeruje da postoji period sporog{4}}sagorijevanja. Tokom ovog perioda, sagorevanje je još uvek brzo, a pritisak u cilindru stalno raste. Ali klip je prošao gornju mrtvu tačku i počeo da se kreće prema dole, a zapremina cilindra se povećava. Sagorevanje mora biti dovoljno brzo da bi povećanje pritiska suprotstavilo efektu proširenja zapremine cilindra. Dakle, sveukupno gledano, stopa povećanja pritiska je sporija od one tokom perioda brzog-sagorevanja.
Tokom perioda naknadnog sagorevanja, zbog prisustva izduvnih gasova i međuproizvoda koji nastaju tokom perioda brzog sagorevanja i sporog sagorevanja, koncentracija kiseonika je već počela da opada. Ako je koncentracija kiseonika nedovoljna, to će izazvati naglo pogoršanje sagorevanja preostalog goriva, što će rezultirati nepotpunim sagorevanjem, smanjenom ekonomskom efikasnošću, povećanom emisijom čestica i drugim efektima. Ovaj fenomen dizel motora je prilično ozbiljan. Efekat kompresijskog punjenja će ovdje donijeti mnoge prednosti (zapravo, turbo punjači su danas gotovo standardni za dizel motore), tako da je dizel motorima potrebno sagorijevanje-obogaćeno kisikom. Međutim, sagorijevanje-obogaćeno kisikom je razlog zašto je kontrola NOx u dizel motorima teža. S obzirom na prethodno pomenutu zavisnost trosmjernih katalitičkih pretvarača od koncentracije kiseonika, nerealno je da dizel motori koriste trosmjerne katalizatore- benzinskih motora.
Naravno, postoji i kontradikcija u regulisanju sagorevanja u cilindru, odnosno teškoća u usklađivanju NOx i PM, pri čemu jedan raste, a drugi pada. Metoda tretiranja NOx ureom naziva se SCR (Selective Catalytic Reduction), koja ima izuzetno jaku katalitičku selektivnost. Redukcioni agensi koji se koriste u SCR-u mogu biti različite supstance na bazi amonijaka-, kao što su gasoviti amonijak (NH3), amonijačna voda (NH4OH), urea (NH2) (2CO), pa čak i neke HC. Kada se koristi amonijak, radna temperatura treba da bude u opsegu od 250 do 500 stepeni C. Relevantne reakcije su sledeće: Ako je temperatura preniska, reakcija se ne može efikasno odvijati; ako je previsok, oštetit će katalizator i uzrokovati direktnu oksidaciju redukcionog agensa, što će rezultirati većom potrošnjom redukcionog agensa i stvaranjem novih NOx.
Ako se amonijačna voda koristi kao redukciono sredstvo, efekat je izvanredan. Može smanjiti emisije NOx za više od 95%. Međutim, cijela mašina zahtijeva vrlo složen sistem upravljanja, a miris amonijačne vode je izuzetno teško prihvatiti. Dakle, općenito govoreći, prikladnije je koristiti ureu. Kada je vodeni rastvor uree iznad 200 stepeni, proizvodiće se NH3. Na ovaj način, kroz sistem ubrizgavanja i kontrole, NOx se može efikasno tretirati.
ECU izračunava koncentraciju emisije NOx na osnovu brzine rotacije dizel motora i zapremine ubrizganog goriva, procjenjuje stopu konverzije NOx kroz teoriju uree i temperaturu SCR katalitičkog pretvarača i izračunava potrebnu količinu NH3. Konačno, trenutna potrebna zapremina ubrizgavanja uree dobija se kroz odnos između NH3 i uree.
Efikasnost je prilično značajna. Stopa konverzije koju zahtijeva Euro IV je samo 50%.
Što se tiče emisija, kombinacija tehnologije pre-tretmana i naknadne{1}}tehnologije je također prilično specifična i potrebno je napraviti kompromis između performansi i cijene.
