Ahhoz, hogy egyes dízeljárművek megfeleljenek a károsanyag-kibocsátási előírásoknak, a legtöbb embernek eszébe sem jut. A kibocsátási problémák miatt a nitrogén-oxidokkal foglalkozni kell. Az emissziós probléma megoldásának két módja van. Az egyik a megelőzés, amely magában foglalja a problémák előfordulásának visszaszorítását azok kialakulásának korai szakaszában. Az egyik megközelítés a kormányzás, amely magában foglalja a hatékony-feloldást a probléma fellépése után. Ezt a két módszert előfeldolgozásnak, illetve utófeldolgozásnak nevezzük. Az elő-kezelés a kiváltó okot kezeli, az utókezelés pedig a tüneteket. A dízelmotorok kibocsátása főként nitrogén-oxidokból (NOx) és részecskékből (PM) (beleértve a kormot (DS)) áll, ezt követi a HC. A benzinmotorokhoz képest a dízelmotorok sokkal kevesebb CO-t és HC-t tartalmaznak, de sokkal több PM-et tartalmaznak.
A dízelmotorokra vonatkozó európai kibocsátási szabványok a következők: Az 1990-es évek elején számos technológia gyorsan fejlődött az elektronikus vezérlés segítségével (például a japán Denso kezdeményezte a nagynyomású közös nyomócsövet). Az égéstér, az üzemanyag-befecskendezési szabályok, a szívó- és kipufogónyílások stb. fejlesztése révén megvalósítható volt a gép belsejében a tisztítás befejezése. Azonban akár Európában, akár Kínában, a kibocsátási szabványok negyedik szakaszában lényegében egy fordulópont zárult le. A jelenlegi szabványoknak való megfelelés érdekében kizárólag az előkezelésre hagyatkozni már nem lehetséges. A CO bizonyítékul szolgál a teljes égésről vagy sem.
A szabványok változatlanok maradtak a következő szakaszokban, ami alapvetően azt jelzi, hogy az égés optimalizálásának folytatása a kibocsátások csökkentése érdekében meglehetősen nehéz feladat. Amint azt korábban említettük, a dízelmotorok legfontosabb kibocsátása az NOx és a PM. A részecskék kezelése elsősorban részecskeszűrőkre (DPF) támaszkodik, míg az NOx kezelése főként katalitikus redukcióval történik. Az NOx a benzinmotorok esetében is viszonylag fontos kibocsátás. A benzinmotorok és a dízelmotorok NOx-kibocsátása nem sokban különbözik. A dízelmotorok vezérlése persze nehezebb, de alapvetően egy nagyságrendben vannak. Az NOx-kibocsátást hivatalosan csak az európai kibocsátási szabványok harmadik szakaszában vezették be külön tételként.
Az NOx képződésének fő feltételei a magas hőmérséklet és a gazdag oxigén. A benzinmotor kipufogógáz-hőmérséklete valamivel 100-200 fokkal magasabb, mint a dízelmotoroké, de alapvetően ugyanaz, amikor a csővezeték egy szakaszán áthaladnak az utókezelő szakaszig. Az ezt követő kezelés az NOx szabályozására főként háromutas katalizátoron keresztül történik. A három nemesfém közül a ródium és a Rh képes katalizálni az NOx nitrogéngázzá történő redukálását egy redukálószerrel, viszonylag alacsony hőmérsékleten. A redukálószer lehet H2 vagy CO.
Ez a fajta redukciós reakció azonban nagymértékben függ a környezet oxigénkoncentrációjától. Ha az oxigénkoncentráció túllép egy bizonyos határt, ezt a REDOX-reakciót nehéz hatékonyan végrehajtani. Ez az előfeltétel. Legyen szó benzin- vagy dízelmotorról, az égési folyamat alapvetően a késleltetési időszakra (gyújtás előkészítése), a gyorsgyújtási periódusra (gyors energialeadás) és az utóégési időszakra (a gyorsgyújtási periódusban teljesen el nem égett tüzelőanyag továbbra is energiát bocsát ki). A dízelmotorok utóégési időszaka előtt azonban általában úgy gondolják, hogy van egy lassú-égési időszak. Ebben az időszakban az égés még mindig gyors, és a nyomás a hengerben folyamatosan emelkedik. De a dugattyú áthaladt a felső holtponton, és elkezdett lefelé mozogni, és a henger térfogata folyamatosan nő. Az égésnek elég gyorsnak kell lennie ahhoz, hogy a nyomásnövekedés ellensúlyozza a hengertérfogat-tágulás hatását. Ezért összességében a nyomásnövekedés mértéke lassabb, mint a gyors égési időszakban.
Az utóégetés során a kipufogógázok és a gyors égés és a lassú égés során keletkező közbenső termékek jelenléte miatt az oxigénkoncentráció már csökkenni kezdett. Ha az oxigénkoncentráció nem elegendő, az a maradék tüzelőanyag elégetésének éles romlását okozza, ami tökéletlen égéshez, csökkent gazdaságossághoz, fokozott részecskekibocsátáshoz és egyéb hatásokhoz vezet. Ez a dízelmotorok jelensége meglehetősen komoly. A kompresszor hatása itt számos előnnyel jár (sőt, a turbófeltöltők manapság szinte alapfelszereltségnek számítanak a dízelmotoroknál), így a dízelmotoroknak oxigénnel dúsított égésre van szükségük. Az oxigénnel{5}}dúsított égés azonban az oka annak, hogy a dízelmotorok NOx-szabályozása nehezebb. Tekintettel a háromutas katalizátorok korábban említett függésére az oxigénkoncentrációtól, a dízelmotorok számára irreális a benzinmotorok három-utas katalizátorait használni.
Természetesen ellentmondás is van a hengerben történő égés szabályozásában, vagyis a NOx és a PM összeegyeztetésének nehézsége, az egyik emelkedik, a másik csökken. Az NOx karbamiddal történő kezelésének módszerét SCR-nek (Selective Catalytic Reduction) hívják, amely rendkívül erős katalitikus szelektivitással rendelkezik. Az SCR-ben felhasznált redukálószerek különféle ammónia-alapú anyagok lehetnek, mint például ammóniagáz (NH3), ammóniás víz (NH4OH), karbamid (NH2) (2CO) és még néhány HC is. Ha ammóniát használunk, a munkahőmérsékletnek 250-500 °C tartományban kell lennie. A releváns reakciók a következők: Ha a hőmérséklet túl alacsony, a reakció nem megy végbe hatékonyan; ha túl magas, az károsítja a katalizátort, és a redukálószer közvetlen oxidációját okozza, ami a redukálószer nagyobb fogyasztását és új NOx képződését eredményezi.
Ha redukálószerként ammóniás vizet használunk, akkor a hatás kiemelkedő. Több mint 95%-kal csökkentheti az NOx-kibocsátást. Az egész gép azonban nagyon összetett vezérlőrendszert igényel, és az ammóniás víz szagát rendkívül nehéz elfogadni. Általánosságban tehát kényelmesebb a karbamid használata. Ha a karbamid vizes oldatának hőmérséklete 200 fok felett van, NH3 képződik. Ily módon a befecskendező és szabályozó rendszeren keresztül az NOx hatékonyan kezelhető.
Az ECU a dízelmotor fordulatszáma és üzemanyag-befecskendezési térfogata alapján kiszámítja az NOx-kibocsátás koncentrációját, a karbamidelmélet és az SCR katalizátor hőmérséklete alapján megbecsüli az NOx konverziós arányt, és kiszámítja a szükséges NH3 mennyiséget. Végül az aktuálisan szükséges karbamid befecskendezési térfogatot az NH3 és a karbamid közötti kapcsolat révén kapjuk meg.
A hatékonyság meglehetősen jelentős. Az Euro IV által megkövetelt átváltási arány mindössze 50%.
A károsanyag-kibocsátások tekintetében az előkezelési és utókezelési technológiák kombinációja is meglehetősen különleges, és kompromisszumot kell kötni a teljesítmény és a költség között.
