เพื่อให้รถดีเซลบางรุ่นได้มาตรฐานการปล่อยไอเสีย สิ่งที่ต้องเพิ่มเติมคือสิ่งที่คนส่วนใหญ่คิดไม่ถึง เนื่องจากปัญหาการปล่อยก๊าซเรือนกระจก จึงต้องจัดการกับไนโตรเจนออกไซด์ มีสองวิธีในการแก้ปัญหาการปล่อยมลพิษ ประการหนึ่งคือการป้องกันซึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมปัญหาที่เกิดขึ้นในระยะแรกของการพัฒนา แนวทางหนึ่งคือการกำกับดูแล ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสรุปผลอย่างมีประสิทธิผล-หลังจากเกิดปัญหา ทั้งสองวิธีนี้เรียกว่าการประมวลผลล่วงหน้าและการประมวลผลภายหลังตามลำดับ การรักษาก่อน-จะแก้ไขที่สาเหตุที่แท้จริง ในขณะที่การรักษาหลัง-จะรักษาตามอาการ การปล่อยไอเสียจากเครื่องยนต์ดีเซลส่วนใหญ่ประกอบด้วยไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) และฝุ่นละออง (PM) (รวมถึงเขม่า (DS)) ตามด้วย HC เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์เบนซิน เครื่องยนต์ดีเซลมี CO และ HC น้อยกว่ามาก แต่มี PM มากกว่ามาก
มาตรฐานการปล่อยมลพิษของยุโรปสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลมีดังนี้: ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 เทคโนโลยีจำนวนมากได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วด้วยความช่วยเหลือจากระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (เช่น บริษัท เด็นโซ่แห่งประเทศญี่ปุ่นได้ริเริ่ม-คอมมอนเรลแรงดันสูง) ด้วยการปรับปรุงห้องเผาไหม้ กฎการฉีดเชื้อเพลิง ไอดีและไอเสีย ฯลฯ ทำให้สามารถฟอกอากาศภายในเครื่องจักรให้เสร็จสมบูรณ์ได้ อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะในยุโรปหรือจีน จุดเปลี่ยนโดยพื้นฐานแล้วเสร็จสิ้นในขั้นตอนที่สี่ของมาตรฐานการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การอาศัยการปรับสภาพล่วงหน้าเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานปัจจุบันเพียงอย่างเดียวไม่สามารถทำได้อีกต่อไป CO ทำหน้าที่เป็นหลักฐานการเผาไหม้สมบูรณ์หรือไม่
มาตรฐานยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในระยะต่อมา ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วบ่งชี้ว่าการปรับปรุงการเผาไหม้ให้เหมาะสมเพื่อจัดการกับการปล่อยมลพิษอย่างต่อเนื่องนั้นเป็นงานที่ค่อนข้างยาก ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น การปล่อยมลพิษที่สำคัญที่สุดจากเครื่องยนต์ดีเซลคือ NOx และ PM การบำบัดฝุ่นละอองส่วนใหญ่อาศัยตัวกรองอนุภาค (DPF) ในขณะที่ NOx จะได้รับการบำบัดผ่านการลดตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นหลัก NOx ยังเป็นการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ค่อนข้างสำคัญสำหรับเครื่องยนต์เบนซินอีกด้วย อัตราการปล่อย NOx ของเครื่องยนต์เบนซินและเครื่องยนต์ดีเซลไม่แตกต่างกันมากนัก แน่นอนว่าการควบคุมเครื่องยนต์ดีเซลนั้นยากกว่า แต่โดยพื้นฐานแล้วพวกมันก็มีลำดับความสำคัญเท่ากัน จนกระทั่งขั้นตอนที่สามของมาตรฐานการปล่อยก๊าซของยุโรป การปล่อยก๊าซ NOx ได้ถูกระบุอย่างเป็นทางการเป็นรายการแยกต่างหาก
เงื่อนไขหลักในการก่อตัวของ NOx คืออุณหภูมิสูงและมีออกซิเจนมาก อุณหภูมิไอเสียของเครื่องยนต์เบนซินจะสูงกว่าเครื่องยนต์ดีเซลเล็กน้อย 100 ถึง 200 องศา แต่โดยพื้นฐานแล้วก็จะเหมือนกันเมื่อผ่านส่วนของท่อไปยังส่วนหลัง-การบำบัด การบำบัดภายหลังเพื่อควบคุม NOx ส่วนใหญ่ทำได้สำเร็จผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาสาม-ทาง ในบรรดาโลหะมีค่าทั้งสามชนิด โรเดียมและ Rh สามารถกระตุ้นการลดลงของ NOx ไปเป็นก๊าซไนโตรเจนได้โดยใช้ตัวรีดิวซ์ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ สารรีดิวซ์สามารถเป็นได้ทั้ง H2 หรือ CO
อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยารีดักชันชนิดนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของออกซิเจนในสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างมาก เมื่อความเข้มข้นของออกซิเจนเกินขีดจำกัด ปฏิกิริยารีดอกซ์นี้จะทำได้ยากอย่างมีประสิทธิผล นี่คือข้อกำหนดเบื้องต้น ไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์เบนซินหรือเครื่องยนต์ดีเซล โดยทั่วไปกระบวนการเผาไหม้สามารถแบ่งได้เป็น ช่วงหน่วง (การเตรียมการจุดระเบิด) ช่วงจุดระเบิดเร็ว (ปล่อยพลังงานอย่างรวดเร็ว) และช่วงหลังการเผาไหม้ (เชื้อเพลิงที่ยังเผาไหม้ไม่หมดในช่วงจุดระเบิดเร็วยังคงปล่อยพลังงานออกมา) อย่างไรก็ตาม ก่อนช่วงการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซล โดยทั่วไปเชื่อกันว่ามีช่วงการเผาไหม้ที่ช้า- ในช่วงเวลานี้ การเผาไหม้ยังคงเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว และความดันภายในกระบอกสูบก็เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ แต่ลูกสูบได้ผ่านจุดตายบนไปแล้วและเริ่มเคลื่อนตัวลง และปริมาตรกระบอกสูบก็เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ การเผาไหม้จะต้องเร็วเพียงพอสำหรับการเพิ่มแรงดันเพื่อตอบโต้ผลกระทบของการขยายปริมาตรกระบอกสูบ ดังนั้น โดยรวมแล้ว อัตราการเพิ่มความดันจะช้ากว่านั้นในช่วง-ช่วงการเผาไหม้ที่รวดเร็ว
ในช่วงหลังการเผาไหม้ เนื่องจากการมีอยู่ของก๊าซไอเสียและผลิตภัณฑ์ขั้นกลางที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้อย่างรวดเร็วและช่วงการเผาไหม้ที่ช้า ความเข้มข้นของออกซิเจนจึงเริ่มลดลงแล้ว หากความเข้มข้นของออกซิเจนไม่เพียงพอ จะทำให้เกิดการเสื่อมสภาพอย่างมากในการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่เหลือ ส่งผลให้เกิดการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจลดลง การปล่อยฝุ่นละอองเพิ่มขึ้น และผลกระทบอื่น ๆ ปรากฏการณ์เครื่องยนต์ดีเซลนี้ค่อนข้างรุนแรง ผลของการซูเปอร์ชาร์จจะนำมาซึ่งประโยชน์มากมาย (อันที่จริง เทอร์โบชาร์จเจอร์แทบจะเป็นมาตรฐานสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลในปัจจุบัน) ดังนั้นเครื่องยนต์ดีเซลจึงต้องการ-การเผาไหม้ที่เสริมออกซิเจน อย่างไรก็ตาม การเผาไหม้ที่เสริมออกซิเจน-เป็นสาเหตุที่ทำให้การควบคุม NOx ในเครื่องยนต์ดีเซลทำได้ยากขึ้น เมื่อพิจารณาถึงการพึ่งพาเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาสาม-ทางที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้กับความเข้มข้นของออกซิเจน จึงไม่สมจริงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลที่จะใช้เครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาสาม-ทางของเครื่องยนต์เบนซิน
แน่นอนว่า ยังมีความขัดแย้งในการควบคุมการเผาไหม้ในกระบอกสูบ นั่นคือความยากลำบากในการปรับ NOx และ PM โดยค่าหนึ่งเพิ่มขึ้นและอีกค่าหนึ่งลดลง วิธีบำบัด NOx ด้วยยูเรียเรียกว่า SCR (Selective Catalytic Reduction) ซึ่งมีความสามารถในการเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาที่รุนแรงมาก สารรีดิวซ์ที่ใช้ใน SCR อาจเป็นสารที่มีแอมโมเนีย-หลายชนิด เช่น ก๊าซแอมโมเนีย (NH3) น้ำแอมโมเนีย (NH4OH) ยูเรีย (NH2) (2CO) และแม้แต่ HC บางชนิด เมื่อใช้แอมโมเนีย อุณหภูมิในการทำงานควรอยู่ในช่วง 250 ถึง 500 องศาเซลเซียส ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องมีดังนี้ หากอุณหภูมิต่ำเกินไป ปฏิกิริยาจะไม่สามารถดำเนินการได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากสูงเกินไปจะทำให้แคตตาไลติกคอนเวอร์เตอร์เสียหายและทำให้ตัวรีดิวซ์ออกซิไดซ์โดยตรง ส่งผลให้มีการใช้ตัวรีดิวซ์มากขึ้นและเกิด NOx ใหม่
หากใช้น้ำแอมโมเนียเป็นตัวรีดิวซ์ ผลลัพธ์ที่ได้ก็โดดเด่น สามารถลดการปล่อย NOx ได้มากกว่า 95% อย่างไรก็ตาม เครื่องจักรทั้งหมดต้องมีระบบควบคุมที่ซับซ้อนมาก และกลิ่นของน้ำแอมโมเนียก็เป็นเรื่องยากที่จะยอมรับได้ โดยทั่วไปแล้ว การใช้ยูเรียจะสะดวกกว่า เมื่อสารละลายยูเรียในน้ำมีอุณหภูมิสูงกว่า 200 องศา จะเกิด NH3 ขึ้นมา ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถบำบัด NOx ได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านระบบการฉีดและการควบคุม
ECU คำนวณความเข้มข้นของการปล่อย NOx ตามความเร็วในการหมุนของเครื่องยนต์ดีเซลและปริมาตรการฉีดเชื้อเพลิง ประมาณการอัตราการแปลง NOx ผ่านทฤษฎียูเรียและอุณหภูมิของเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยา SCR และคำนวณปริมาณ NH3 ที่ต้องการ ในที่สุด ปริมาตรการฉีดยูเรียที่ต้องการในปัจจุบันได้มาจากความสัมพันธ์ระหว่าง NH3 และยูเรีย
ประสิทธิภาพค่อนข้างมาก อัตราการแปลงที่ต้องการโดย Euro IV มีเพียง 50%
สำหรับการปล่อยก๊าซ การผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีก่อน-การบำบัดและหลัง-การบำบัดนั้นค่อนข้างเฉพาะเจาะจง และการประนีประนอมจะต้องเกิดขึ้นระหว่างประสิทธิภาพและต้นทุน
