Lai daži dīzeļdzinēji atbilstu emisijas standartiem, vairums cilvēku nevar iedomāties. Emisiju problēmu dēļ ir jācīnās ar slāpekļa oksīdiem. Ir divi veidi, kā atrisināt emisiju problēmu. Viens no tiem ir profilakse, kas ietver problēmu rašanās ierobežošanu to attīstības sākumposmā. Viena pieeja ir pārvaldība, kas ietver efektīvu -nobeigumu pēc problēmas rašanās. Šīs divas metodes attiecīgi sauc par priekšapstrādi un pēcapstrādi. Iepriekšēja-ārstēšana novērš galveno cēloni, savukārt pēc-ārstēšana novērš simptomus. Dīzeļdzinēju emisijas galvenokārt sastāv no slāpekļa oksīdiem (NOx) un cietajām daļiņām (PM) (tostarp kvēpiem (DS)), kam seko HC. Salīdzinot ar benzīna dzinējiem, dīzeļdzinējiem ir daudz mazāk CO un HC, bet daudz vairāk PM.
Eiropas emisiju standarti dīzeļdzinējiem ir šādi: 90. gadu sākumā daudzas tehnoloģijas strauji attīstījās, izmantojot elektronisko vadību (piemēram, Japānas Denso ierosināja augstspiediena kopējo sliedes sistēmu). Uzlabojot sadegšanas kameru, degvielas iesmidzināšanas noteikumus, ieplūdi un izplūdi utt., bija iespējams pabeigt iekārtas attīrīšanu. Tomēr neatkarīgi no tā, vai Eiropā vai Ķīnā, pagrieziena punkts būtībā tika pabeigts emisijas standartu ceturtajā posmā. Paļauties tikai uz pirmapstrādi, lai nodrošinātu atbilstību pašreizējiem standartiem, vairs nav iespējams. CO kalpo kā pierādījums pilnīgai sadegšanai vai nē.
Turpmākajos posmos standarti palika nemainīgi, kas būtībā norāda uz to, ka degšanas optimizācijas turpināšana, lai novērstu emisijas, ir diezgan sarežģīts uzdevums. Kā minēts iepriekš, vissvarīgākās dīzeļdzinēju emisijas ir NOx un PM. Cieto daļiņu apstrāde galvenokārt balstās uz makrodaļiņu filtriem (DPF), savukārt NOx galvenokārt apstrādā ar katalītisko reducēšanu. NOx ir arī samērā būtiska benzīna dzinēju emisija. Benzīna dzinēju un dīzeļdzinēju NOx emisijas daudz neatšķiras. Protams, dīzeļdzinēju vadība ir grūtāka, taču tie būtībā ir tādā pašā lieluma kārtībā. Tikai Eiropas emisiju standartu trešajā posmā NOx emisijas tika oficiāli uzskaitītas kā atsevišķa pozīcija.
Galvenie NOx veidošanās apstākļi ir augsta temperatūra un bagāts skābeklis. Benzīna dzinēja izplūdes gāzu temperatūra ir nedaudz par 100 līdz 200 grādiem augstāka nekā dīzeļdzinējam, taču tā būtībā ir tāda pati, ejot cauri cauruļvada posmam uz pēcapstrādes sekciju. Turpmākā apstrāde, lai kontrolētu NOx, galvenokārt tiek veikta, izmantojot trīsceļu katalizatoru. No trim dārgmetāliem rodijs un Rh var katalizēt NOx reducēšanu par slāpekļa gāzi, izmantojot reducētāju salīdzinoši zemā temperatūrā. Reducējošais līdzeklis var būt H2 vai CO.
Tomēr šāda veida reducēšanas reakcija ir ļoti atkarīga no skābekļa koncentrācijas vidē. Kad skābekļa koncentrācija pārsniedz noteiktu robežu, šo REDOX reakciju ir grūti efektīvi veikt. Tas ir priekšnoteikums. Neatkarīgi no tā, vai tas ir benzīna dzinējs vai dīzeļdzinējs, sadegšanas procesu pamatā var iedalīt aizkavēšanās periodā (aizdedzes sagatavošana), ātrās aizdedzes periodā (ātra enerģijas izdalīšanās) un pēcdegšanas periodā (degviela, kas ātrās aizdedzes periodā nav pilnībā sadegusi, turpina atbrīvot enerģiju). Tomēr pirms dīzeļdzinēja pēcdegšanas perioda parasti tiek uzskatīts, ka ir lēns-degšanas periods. Šajā periodā degšana joprojām ir strauja, un spiediens cilindra iekšpusē turpina pieaugt. Bet virzulis ir šķērsojis augšējo miršanas punktu un sācis virzīties uz leju, un cilindra tilpums turpina pieaugt. Degšanai jābūt pietiekami ātrai, lai spiediena pieaugums neitralizētu cilindra tilpuma paplašināšanās ietekmi. Tāpēc kopumā spiediena pieauguma ātrums ir lēnāks nekā ātrās{9}degšanas periodā.
Pēcsadegšanas periodā, pateicoties izplūdes gāzu un starpproduktu klātbūtnei, kas rodas ātrās un lēnās sadegšanas periodos, skābekļa koncentrācija jau ir sākusi samazināties. Ja skābekļa koncentrācija ir nepietiekama, tas izraisīs krasu atlikušās degvielas sadegšanas pasliktināšanos, kā rezultātā notiks nepilnīga sadegšana, samazināsies ekonomiskā efektivitāte, palielinās daļiņu emisija un citi efekti. Šī dīzeļdzinēju parādība ir diezgan nopietna. Kompresora efekts šeit dos daudz priekšrocību (patiesībā turbokompresori mūsdienās ir gandrīz standarta dīzeļdzinējiem), tāpēc dīzeļdzinējiem ir nepieciešama ar skābekli bagātināta sadegšana. Tomēr ar skābekli{5}}bagātināta degšana ir iemesls, kāpēc NOx kontrole dīzeļdzinējos ir grūtāka. Ņemot vērā iepriekš minēto trīsceļu katalītisko neitralizatoru atkarību no skābekļa koncentrācijas, dīzeļdzinējiem nav reāli izmantot benzīna dzinēju trīsceļu katalītiskos neitralizatorus.
Protams, ir arī pretruna degšanas regulēšanā cilindrā, tas ir, grūtības saskaņot NOx un PM, kad viens paceļas, bet otrs krītas. NOx apstrādes metodi ar urīnvielu sauc par SCR (Selective Catalytic Reduction), kam ir ārkārtīgi spēcīga katalītiskā selektivitāte. SCR izmanto dažādas vielas, kuru pamatā ir amonjaks, piemēram, amonjaka gāze (NH3), amonjaka ūdens (NH4OH), urīnviela (NH2) (2CO) un pat daži HC. Lietojot amonjaku, darba temperatūrai jābūt diapazonā no 250 līdz 500 grādiem C. Attiecīgās reakcijas ir šādas: Ja temperatūra ir pārāk zema, reakcija nevar noritēt efektīvi; ja tas ir pārāk augsts, tas sabojās katalītisko neitralizatoru un izraisīs reducētāja tiešu oksidēšanos, kā rezultātā palielināsies reducētāja patēriņš un veidojas jauns NOx.
Ja kā reducētāju izmanto amonjaka ūdeni, efekts ir izcils. Tas var samazināt NOx emisijas par vairāk nekā 95%. Tomēr visai iekārtai ir nepieciešama ļoti sarežģīta vadības sistēma, un amonjaka ūdens smaku ir ļoti grūti pieņemt. Tātad vispārīgi runājot, ērtāk ir izmantot urīnvielu. Kad urīnvielas ūdens šķīdums ir virs 200 grādiem, tiks ražots NH3. Tādā veidā, izmantojot iesmidzināšanas un kontroles sistēmu, NOx var efektīvi apstrādāt.
ECU aprēķina NOx emisijas koncentrāciju, pamatojoties uz dīzeļdzinēja rotācijas ātrumu un degvielas iesmidzināšanas tilpumu, novērtē NOx konversijas ātrumu, izmantojot urīnvielas teoriju un SCR katalītiskā neitralizatora temperatūru, un aprēķina nepieciešamo NH3 daudzumu. Visbeidzot, pašreizējais nepieciešamais urīnvielas injekcijas tilpums tiek iegūts, izmantojot attiecību starp NH3 un urīnvielu.
Efektivitāte ir diezgan ievērojama. Euro IV prasītais konversijas kurss ir tikai 50%.
Attiecībā uz emisijām priekšapstrādes un
