Agar beberapa kendaraan diesel dapat memenuhi standar emisi, apa yang perlu ditambahkan adalah sesuatu yang tidak terpikirkan oleh kebanyakan orang. Karena masalah emisi, nitrogen oksida perlu diatasi. Ada dua cara untuk mengatasi masalah emisi. Salah satunya adalah pencegahan, yang berarti membatasi terjadinya masalah pada tahap awal perkembangannya. Salah satu pendekatannya adalah tata kelola, yang melibatkan penyelesaian-yang efektif setelah masalah terjadi. Kedua metode ini masing-masing disebut preprocessing dan postprocessing. Pra-perawatan mengatasi akar permasalahan, sedangkan pasca-perawatan mengatasi gejalanya. Emisi dari mesin diesel terutama terdiri dari nitrogen oksida (NOx) dan bahan partikulat (PM) (termasuk jelaga (DS)), diikuti oleh HC. Dibandingkan dengan mesin bensin, mesin diesel memiliki lebih sedikit CO dan HC, namun lebih banyak PM.
Standar emisi Eropa untuk mesin diesel adalah sebagai berikut: Pada awal tahun 1990-an, banyak teknologi berkembang pesat dengan bantuan kontrol elektronik (misalnya, Denso dari Jepang memprakarsai-common rail bertekanan tinggi). Melalui perbaikan pada ruang bakar, aturan injeksi bahan bakar, saluran masuk dan keluar, dll., pemurnian bagian dalam mesin dapat diselesaikan. Namun, baik di Eropa atau Tiongkok, titik balik pada dasarnya telah selesai pada standar emisi tahap keempat. Mengandalkan hanya pada perlakuan awal untuk memenuhi standar yang ada saat ini tidak lagi memungkinkan. CO menjadi bukti terjadinya pembakaran sempurna atau tidak.
Standar-standar tersebut tetap tidak berubah pada tahap-tahap selanjutnya, yang pada dasarnya menunjukkan bahwa terus mengoptimalkan pembakaran untuk mengatasi emisi adalah tugas yang agak sulit. Seperti disebutkan sebelumnya, emisi terpenting dari mesin diesel adalah NOx dan PM. Perlakuan terhadap partikel terutama bergantung pada filter partikulat (DPF), sedangkan NOx terutama diolah melalui reduksi katalitik. NOx juga merupakan emisi yang relatif penting untuk mesin bensin. Emisi NOx mesin bensin dan mesin diesel tidak jauh berbeda. Tentu saja, pengendalian mesin diesel lebih sulit, tetapi pada dasarnya besarannya sama. Baru pada tahap ketiga standar emisi Eropa, emisi NOx secara resmi dicantumkan sebagai item terpisah.
Kondisi utama pembentukan NOx adalah suhu tinggi dan kaya oksigen. Temperatur pembuangan mesin bensin sedikit 100 hingga 200 derajat lebih tinggi dibandingkan mesin diesel, namun pada dasarnya sama ketika melewati bagian pipa ke bagian-pengolahan. Perlakuan selanjutnya untuk mengendalikan NOx terutama dilakukan melalui katalis tiga-arah. Di antara ketiga logam mulia tersebut, rhodium dan Rh dapat mengkatalisis reduksi NOx menjadi gas nitrogen oleh zat pereduksi pada suhu yang relatif rendah. Zat pereduksi dapat berupa H2 atau CO.
Namun reaksi reduksi semacam ini sangat bergantung pada konsentrasi oksigen di lingkungan. Ketika konsentrasi oksigen melebihi batas tertentu, reaksi REDOX ini sulit dilakukan secara efektif. Ini adalah prasyaratnya. Baik itu mesin bensin maupun mesin diesel, proses pembakaran pada dasarnya dapat dibagi menjadi periode jeda (persiapan penyalaan), periode penyalaan cepat (pelepasan energi secara cepat), dan periode pasca pembakaran (bahan bakar yang belum terbakar sempurna pada periode penyalaan cepat terus mengeluarkan energi). Namun, sebelum periode pembakaran setelah mesin diesel, umumnya diyakini bahwa ada periode-pembakaran yang lambat. Selama periode ini, pembakaran masih berlangsung cepat dan tekanan di dalam silinder terus meningkat. Namun piston telah melewati titik mati atas dan mulai bergerak ke bawah, dan volume silinder terus bertambah. Pembakaran harus cukup cepat agar tekanan meningkat untuk melawan efek pemuaian volume silinder. Oleh karena itu, secara keseluruhan, laju kenaikan tekanan lebih lambat dibandingkan selama periode{9}}pembakaran cepat.
Selama periode setelah pembakaran, karena adanya gas buang dan produk antara yang dihasilkan selama periode pembakaran cepat dan pembakaran lambat, konsentrasi oksigen sudah mulai menurun. Jika konsentrasi oksigen tidak mencukupi, maka akan menyebabkan penurunan tajam pada pembakaran sisa bahan bakar, mengakibatkan pembakaran tidak sempurna, berkurangnya efisiensi ekonomi, peningkatan emisi partikulat, dan dampak lainnya. Fenomena mesin diesel ini cukup serius. Efek supercharging akan membawa banyak manfaat di sini (pada kenyataannya, turbocharger hampir menjadi standar untuk mesin diesel saat ini), sehingga mesin diesel memerlukan pembakaran-yang diperkaya oksigen. Namun, pembakaran-yang diperkaya oksigen adalah alasan mengapa pengendalian NOx pada mesin diesel lebih sulit. Mengingat ketergantungan konverter katalitik tiga arah yang disebutkan sebelumnya pada konsentrasi oksigen, tidak realistis bagi mesin diesel untuk menggunakan konverter katalitik tiga arah pada mesin bensin.
Tentu saja terdapat juga kontradiksi dalam pengaturan pembakaran di dalam silinder, yaitu sulitnya menyelaraskan NOx dan PM, yang satu naik dan yang lainnya turun. Metode pengolahan NOx dengan urea disebut SCR (Selective Catalytic Reduction), yang memiliki selektivitas katalitik yang sangat kuat. Zat pereduksi yang digunakan dalam SCR dapat berupa berbagai zat berbasis amonia, seperti gas amonia (NH3), air amonia (NH4OH), urea (NH2) (2CO), dan bahkan beberapa HC. Saat menggunakan amonia, suhu kerja harus berada dalam kisaran 250 hingga 500 derajat C. Reaksi yang relevan adalah sebagai berikut: Jika suhu terlalu rendah, reaksi tidak dapat berjalan secara efektif; jika terlalu tinggi akan merusak catalytic converter dan menyebabkan zat pereduksi teroksidasi secara langsung, sehingga mengakibatkan konsumsi zat pereduksi lebih banyak dan terbentuknya NOx baru.
Jika air amonia digunakan sebagai zat pereduksi, efeknya luar biasa. Hal ini dapat mengurangi emisi NOx lebih dari 95%. Namun, keseluruhan mesin memerlukan sistem kontrol yang sangat kompleks, dan bau air amonia sangat sulit diterima. Jadi secara umum lebih nyaman menggunakan urea. Ketika larutan urea dalam air di atas 200 derajat, NH3 akan diproduksi. Dengan cara ini, melalui sistem injeksi dan kontrol, NOx dapat diolah secara efektif.
ECU menghitung konsentrasi emisi NOx berdasarkan kecepatan putaran mesin diesel dan volume injeksi bahan bakar, memperkirakan tingkat konversi NOx melalui teori urea dan suhu catalytic converter SCR, serta menghitung jumlah NH3 yang dibutuhkan. Terakhir, volume injeksi urea yang dibutuhkan saat ini diperoleh melalui hubungan antara NH3 dan urea.
Efisiensinya cukup besar. Tingkat konversi yang disyaratkan Euro IV hanya 50%.
Untuk emisi, kombinasi teknologi pra{0}}pengolahan dan pasca-pengolahan juga cukup khusus, dan perlu dilakukan kompromi antara kinerja dan biaya.
