کتاب اثرات زیست محیطی وسایل نقلیه جاده ای گذشته، اکنون و آینده

فهرست مطالب

فصل 1 15
فناوری ها و سوخت های وسایل نقلیه جاده ای 15
1- پیش زمینه 16
1-1 سوخت ها و آلاینده های منتشره 18
2- موتورهای احتراق متراکم(CI) 19
3- موتورهای احتراق جرقه ای (SI) 21
4- سوخت برای حمل و نقل 25
1-4 ویژگی های سوخت 25
2-4 سوخت های جایگزین 27
1-2-4 الکل ها 27
2-2-4 بیودیزل 28
3-2-4 سوخت های سنتتیک 29
4-2-4 روغن گیاهی تصفیه شده با آب 30
5-2-4 هیدروژن 31
6-2-4 گاز طبیعی 32
7-2-4 گاز مایع(LPG) 33
5- سهم بازار 34
6- روند آینده 37
1-6 استراتژی های احتراق پیشرفته 37
2-6 غیرفعال سازی سیلندر 40
3-6 نسبت تراکم متغیر 41
4-6 فعال سازی سوپاپ متغیر و چرخه های اتکینسون-میلر 42
5-6 استاپ- استارت 43
فصل 2 45
انتشار گازها و ذرات گلخانه ای از حمل و نقل جاده ای 45
1-مقدمه 46
2- انتشارات دی اکسید کربن 47
3-انتشارات متان 53
4- انتشارات اکسید نیتروس 54
5- انتشارات دی اکسید کربن معادل 57
6-انتشارات ذرات 63
7- روند آینده 65
فصل 3 71
انتشار آلاینده های هوای محلی از وسایل نقلیه جاده ای 71
1- مقدمه 72
2- نوع سوخت، کیفیت سوخت و تکنولوژی وسایل نقلیه 74
1-2 کاهش گوگرد سوخت 74
2-2 افزودنی های سوخت، از جمله تترااتیل سرب، متیل سیکلوپنتادینیل تری کربونیل منگنز و افزودنی های روغنی 75
3-2انتشار NOx، CO، VOC و PM مربوط به ترکیب فناوری و سوخت 76
4-2 کنترل های پس از تصفیه برای وسایل نقلیه مدرن 80
5-2 انتشار فرار VOC از وسایل نقلیه 81
6-2 انتشار PM غیر لوله اگزوز از وسایل نقلیه 81
7-2 وسایل نقلیه الکتریکی و سلول سوختی 84
3- سیر تکاملی انتشارات جاده ها 84
1-3 آلاینده های اولیه و ثانویه 84
2-3 تغییرات در غلظت آلاینده ها در مسیر باد جاده ها 85
3-3 آلاینده های کلیدی هوا مرتبط با انتشارات جاده ها 89
4- اثرات بر سلامت انسان 93
4-1 اثرات بهداشتی مواجهه در جاده های نزدیک و آلودگی هوای شهری ناشی از انتشارات ترافیک 93
4-2 سهم منابع متحرک PM و O3 در شهرهای سراسر جهان 98
5- تأثیرات بر محیط های طبیعی و ساخته شده 103
6- تاثیرات روی محل های راه دور 105
7- روندهای جهانی در انتشارات 110
8- فناوری های آینده و روندهای پیش بینی شده 115
فصل 4 119
1- مقدمه 121
2-آلاینده های اولیه ناشی از ترافیک جاده ای 122
1-2 منابع آلاینده 122
2-2 عوامل موثر در تولید آلاینده ها 123
1-2-2 ویژگی های ترافیکی 123
2-2-2 ویژگی های جاده 126
3-2 آلاینده های اولیه 127
3- فرآیندهای آلاینده 131
3-1 ایجاد آلاینده 132
3-2 شستشوی آلاینده 133
3-3 تاثیر تغییر آب و هوا بر فرآیندهای آلاینده 134
3-4 روابط آلاینده و ذرات و تحرک آلاینده های وابسته به ذرات 137
4- اثرات آلاینده های ترافیکی 138
5- نتیجه گیری 140
فصل 5 144
1- مقدمه 145
1-1 مکانیسم های بیولوژیکی 146
2- ارزیابی قرار گرفتن در معرض نویز ترافیکی در مطالعات اپیدمیولوژیک 147
3- مطالعات بهداشتی بیماری های قلبی عروقی در بزرگسالان 154
3-1 فشار خون 154
3-2 بروز بیماری های قلبی عروقی، عوارض و مرگ و میر 158
1-2-3 مرگ و میر قلبی عروقی 158
2-2-3 بروز بیماری ایسکمیک قلبی 160
3-2-3 بروز بیماری عروق مغزی 162
4-2-3 سایر بیماری های قلبی عروقی 163
3-3 ریسک فاکتورهای قلبی عروقی 164
1-3-3 آترواسکلروز 164
2-3-3 ضربان قلب 165
3-3-3 نشانگرهای چاقی 165
4-3-3 دیابت نوع 2 و قند خون 167
5-3-3 لیپیدهای خون 168
3-4 عوامل دیگری که در تفسیر مطالعات اپیدمیولوژیک باید در نظر گرفته شوند: 168
4- نتیجه گیری 170
فصل 6 172
تاثیرات زیست محیطی خودروهای هیبریدی و الکتریکی 172
1-مقدمه 173
2- فن آوری های ذخیره و تبدیل انرژی 180
3- وسایل نقلیه هیبریدی 185
4-تاثیر موارد استفاده متفاوت 188
5- ارزیابی چرخه حیات 190
5-1 استفاده از باتری 193
5-2 ارتباط وسیله نقلیه به شبکه برق 195
5-3 عمر باتری و تجزیه 196
5-4 بازیافت و استفاده ثانویه 197
6- نتیجه گیری 199
فصل 7 202
پیامدهای توسعه برای مالزی: هیدروژن به عنوان سوخت حمل و نقل جاده ای 202
1- مقدمه 203
2-تقاضای انرژی، رشد اقتصادی و انتشار CO2 204
3- وسایل نقلیه سلول سوختی هیدروژنی و مسیرهای هیدروژنی 207
4- مفاهیم در تقویت هیدروژن در حمل و نقل 209
5-آزمایش های شبیه سازی 212
1-5 مدل موازنه عمومی قابل محاسبه پویا 212
2-5 ماتریس حسابداری اجتماعی مالزی 213
3-5 مشخصات مدل 214
6-سناریوها و نتایج 216
7- راه پیش رو 222
فصل 8 226
آخرین روندها و چالش های جدید در بازیافت وسایل نقلیه در آخر عمر آنها 226
1- مقدمه 227
2- قانون بازیافت وسایل نقلیه اسقاطی و پیامدهای آن 228
2-1 پیشینه تکامل سیستم های قانونی 228
2-2 مقایسه قوانین بازیافت وسایل نقلیه اسقاطی مبتنی بر EPR 229
1-2-2 اجرای EPR در اتحادیه اروپا 229
2-2-2 اجرای EPR در ژاپن 231
3-2-2 اجرای EPR در کره 233
4-2-2 سیستم EPR در چین 234
3- رواج وسایل نقلیه نسل بعد و تأثیر آنها بر بازیافت خودرو 235
3-1 تحولات مهم در رواج وسایل نقلیه نسل جدید 235
3-2 روند رواج خودروهای نسل جدید 236
1-2-3 تغییر ترکیب وسایل نقلیه 238
2-2-3 روندها در بازار باتری خودروهای نسل جدید 238
3-2-3 آینده باتری خودروهای نسل جدید اسقاطی 240
3-3 استفاده موثر از باتری های ضایعاتی از وسایل نقلیه نسل بعدی 241
1-3-3 استفاده مجدد و بازیافت باتری های نیکل-هیدروژن 241
2-3-3 استفاده مجدد و بازیافت باتری لیتیومی 241
4-3 محدودیت در استفاده مجدد و بازیافت باتری ها 242
4-اثرات صادرات وسایل نقلیه دست دوم بر گردش منابع بین المللی و مشکلات زیست محیطی نوظهور فرامرزی 243
4-1 دو جنبه صادرات خودروهای دست دوم 243
4-2 شرایط و ویژگی های صادرات خودروهای دست دوم در ژاپن 245
4-3 تحلیل وضعیت واردات خودروهای دست دوم در مغولستان 247
1-3-4 تغییرات و ویژگی های واردات خودروهای دست دوم 247
2-3-4 افزایش سریع واردات خودروهای دست دوم و سیاست های مرتبط 248
4-4 تأثیر واردات خودروهای دست دوم بر بازیافت منابع و محیط زیست 250
1-4-4 پالایش ناکافی و بازیافت ناکارآمد وسایل نقلیه اسقاطی 250
2-4-4 مشکلات زیست محیطی فرامرزی ناشی از باتری های سربی تصفیه نشده 252
3-4-4 چالش های جدید در بازیافت منابع بین المللی باتری های هیدروژن نیکل 255
5-آلودگی محیطی ناشی از پردازش نامناسب خودروهای اسقاطی در کشورهای در حال توسعه: مطالعه موردی بازیافت باتری سرب در مغولستان 257
1-5 احتمال آسیب جدی به محیط زیست 257
2-5 مروری بر تحقیقات میدانی و نتایج آنها 258
1-2-5 غلظت سرب خاک در اولان باتور و اطراف آن در سال 2014 259
2-2-5 غلظت سرب خاک در اطراف کارخانه های بازیافت باتری سربی در سال 2015 262
3-2-5 غلظت سرب در خون دام در سال 2015 264
3-5 چالش های یک مطالعه موردی 267
6- مشکلات زیست محیطی مرتبط با گسترش وسایل نقلیه مستعمل در شهر مترو در مانیل، فیلیپین 267
1-6 وضعیت فعلی وسایل نقلیه مستعمل در فیلیپین 267
2-6 قانون موجود 269
3-6 پیشنهادات فعلی برای انجام بازیافت وسایل نقلیه اسقاطی 270
4-6 آینده بازیافت وسایل نقلیه اسقاطی در مترو مانیل 271
5-6 چالش‌ها در انجام بازیافت وسایل نقلیه اسقاطی در فیلیپین 272
7- توصیه ها و چالش های آینده 272
فصل 9 275
ارزیابی چرخه حیات وسایل نقلیه 275
1- ارزیابی چرخه زندگی: یک مفهوم کلی 275
1-1 تعریف هدف و محدوده ارزیابی 276
2-1 موجودی چرخه حیات (LCI) 278
3-1 ارزیابی تاثیر چرخه حیات 279
4-1 تفسیر نتایج و نتیجه گیری 281
2- تجزیه و تحلیل چرخه حیات: مروری بر آخرین وضعیت 282
3- تحلیل چرخه حیات وسایل نقلیه جاده ای 283
1-3 چرخه حیات مواد وسایل نقلیه 286
1-1-3 استخراج و تولید مواد اولیه 286
2-1-3 مونتاژ و توزیع خودرو 287
3-1-3 پایان عمر وسیله نقلیه 289
2-3 چرخه حیات سوخت وسایل نقلیه 290
1-2-3 بازیابی نفت خام و گاز طبیعی 290
2-2-3 انتقال به پالایشگاه 292
3-2-3 پالایش و توزیع 294
4-2-3 ترکیب برق و انرژی 296
3-3 فاز استفاده از خودرو 297
1-3-3 ویژگی های خودرو 298
2-3-3 شرایط رانندگی 300
4- عدم قطعیت ها و محدودیت ها 302
5- مثال عملی ارزیابی چرخه حیات: مقایسه انواع سوخت خودروها 303
6- ارزیابی چرخه زندگی و نقش بخش حمل و نقل جاده ای در کیفیت هوای شهری 307
7- ملاحظات نتیجه گیری شده 310

فناوری ها و سوخت های وسایل نقلیه جاده ای
چکیده
وسایل نقلیه جاده ای جزء ضروری زندگی روزمره بشر هستند. پیشرانه های احتراق تراکمی و جرقه ای به طور مداوم به سمت فناوری های کارآمدتر و تمیزتر در حال پیشرفت هستند. آگاهی اجتماعی از تأثیر آلاینده‌های سمی منتشر شده در طی احتراق سوخت‌های فسیلی بر محیط‌زیست و سلامت انسان، منجر به معرفی قوانینی شده است که محدودیت‌های انتشار وسایل نقلیه جاده‌ای را محدود می‌کند. سازندگان خودرو در حال تحقیق و توسعه سریع فناوری‌هایی هستند که می‌توانند هم مصرف سوخت کاهش یافته و هم انتشار کم اکسیدهای نیتروژن (NOx)، ذرات معلق (PM)، دی اکسید کربن، مونوکسید کربن و هیدروکربن‌های نسوخته را ارائه دهند. این فصل مروری بر مفاهیم اساسی حمل‌ونقل وسایل نقلیه جاده‌ای از گذشته تا روندهای آینده، از توسعه سیستم‌های تزریق سوخت دقیق تا تحقیقات اخیر در حالت‌های احتراق انتشار NOx -PM نزدیک به صفر ارائه می‌کند. به غیر از خود موتور، سوخت های جایگزین می توانند مزایایی در کاهش آلودگی داشته باشند. الکل‌های زیستی، گاز مایع، گاز طبیعی فشرده یا هیدروژن برای موتورهای جرقه‌زننده و متیل استرهای اسید چرب یا روغن‌های گیاهی تصفیه‌شده با هیدروژن برای موتورهای دیزل تحت تحقیق هستند. مزایا و موانع این سوخت های جایگزین مورد بحث قرار گرفته است. مبادله ذاتی بین آلاینده ها و موتورهای با راندمان بالا و استفاده از سیستم های تصفیه پس از آن برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای موتور نیز بررسی شده است. وضعیت فعلی سهم بازار و همچنین پیش بینی برای آینده نزدیک نیز بخشی از این فصل است.

1- پیش زمینه
همانطور که در چشم انداز انرژی جهانی توسط آژانس بین المللی انرژی در سال 2015 گزارش شده است، پیش بینی می شود تقاضای انرژی تا سال 2040 به میزان یک سوم افزایش یابد. در سال 2014، علیرغم تلاش های قابل توجه در ترویج استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر. افزایش تقاضای جهانی انرژی عمدتا ناشی از کشورهایی است که عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه نیستند. بنابراین، انتظار می رود که سوخت های فسیلی همچنان نقش مهمی در بخش انرژی در سراسر جهان ایفا کنند.
بخش حمل و نقل تأثیر قابل توجهی بر امنیت سوخت و همچنین کیفیت زندگی دارد. بیماری ایسکمیک قلبی، سکته مغزی، سرطان ریه، بیماری مزمن انسدادی ریه و عفونت حاد دستگاه تنفسی تحتانی ناشی از آلودگی هوای محیط 6.7 % از کل مرگ و میرها در سال 2012 را تشکیل می دهند و نهادهای نظارتی را برانگیخت تا محدودیت‌های انتشار و روش‌هایی را برای تعیین کمیت آنها اعمال کنند. در حال حاضر، فرآیندهای ارزیابی انتشار و ارزیابی عملکرد خودرو باید در یک محیط کنترل شده توسط آزمایشگاه با استفاده از دینامومتر شاسی انجام شود. محدودیت ها و روش های انتشار خودرو به نوع وسیله نقلیه و منطقه جغرافیایی بستگی دارد. در اروپا، چرخه رانندگی جدید اروپایی در حال حاضر برای این منظور استفاده می شود، در حالی که در ایالات متحده، چرخه های رانندگی مانند FTP7 یا US06 آنهایی هستند که برای استانداردهای آلایندگی استفاده می شوند. چرخه های فوق با روش تست خودروهای سبک هماهنگ جهانی (WLTP) جایگزین خواهند شد تا شکاف بین انتشار رسمی و واقعی کاهش یابد. در اروپا، این در سال 2017 اجرا خواهد شد.
در مورد اینکه آیا WLTP واقعا انتشار گازهای گلخانه‌ای واقعی را نشان می‌دهد تردیدهایی وجود دارد، بنابراین آزمایش انتشار واقعی رانندگی (RDE) بین سال‌های 2017 و 2021 برنامه‌ریزی شده است. به جای تست آزمایشگاهی، در RDE، انتشار گازهای گلخانه ای با استفاده از سیستم های اندازه گیری انتشار قابل حمل تجزیه و تحلیل خواهد شد.

تأثیر بخش حمل و نقل بر محیط زیست و امنیت سوخت به وسیله نقلیه، رفتار راننده و الگوهای حمل و نقل و تحرک بستگی دارد. از نقطه نظر خودرو، مواد مورد استفاده در ساخت وسیله نقلیه (خودروی سبک)، استراتژی های معرفی شده برای ارتقاء کنترل و رسیدگی و سواری خودرو و سیستم های تبدیل انرژی (حوزه اصلی این فصل) عوامل اصلی تاثیرگذار بر مصرف سوخت و آلایندگی اگزوز هستند.
سازندگان تجهیزات اصلی انتخاب عظیمی از انواع خودرو، پیکربندی‌های مدولار خودرو و استراتژی‌های مدیریت انرژی و انتشار بی‌پایان را برای برآوردن نیازها و نیازهای جامعه ارائه می‌دهند. وسایل نقلیه جاده ای بر اساس کاربرد، سیستم محرکه و نوع تامین انرژی/سوخت طبقه بندی می شوند.
1. کاربرد: گروه های مختلف وسایل نقلیه بسته به منطقه جغرافیایی، وزن وسیله نقلیه، تعداد مسافران، استفاده و مقررات خاص اتخاذ می شوند. در وسایل نقلیه جاده ای دو گروه اصلی سبک و سنگین تعریف می شود.
2. سیستم محرکه: متداول: احتراق جرقه ای و احتراق جرقه ای تراکمی .
شارژ هیبریدی داخل خودرو: میکرو، میانه و تمام هیبریدی.
شارژ هیبریدی خارج از خودرو: پلاگین هیبریدی و افزایش دهنده برد. وسیله نقلیه الکتریکی خالص (خودرو الکترونیکی).
3. تامین انرژی/نوع سوخت: نفت خام: بنزین، گازوئیل، گاز طبیعی، گاز مایع (LPG). بیواتانول؛ بیودیزل؛ هیدروژن؛ سوخت های مصنوعی؛ نیروگاه/شبکه برق
در این فصل مروری بر فناوری‌های فعلی موتور علاوه بر روندهای آتی در بخش خودرو و همچنین سوخت‌های جایگزین اصلی که مورد تحقیق قرار گرفته‌اند، انجام می‌شود.

1-1 سوخت ها و آلاینده های منتشره
ناوگان خودروهای جاده‌ای فعلی عمدتا از سوخت‌های فسیلی تامین می‌شود و بخش کوچکی از آن را خودروهای برقی تشکیل می‌دهند. سوخت‌های فسیلی اصلی مورد استفاده عبارتند از: گازوئیل (بنزین)، که عمدتا شامل هیدروکربن‌های آلیفاتیک و آروماتیک (HCs) است، و دیزل، که حاوی مخلوط کمتر فرار HCs است. الکل ها ممکن است با بنزین و بیودیزل به سوخت دیزل مخلوط شوند. همچنین از LPG – عمدتا پروپان و بوتان، و گاز طبیعی مایع (LNG) یا گاز طبیعی فشرده (CNG) – که بیشتر از متان تشکیل شده است استفاده می شود.
انتشارات جوی شامل موارد زیر است:
(1) سوخت نسوخته، حاصل از تبخیر، نشت یا احتراق ناکافی.
(2) گازهای اصلی احتراق، دی اکسید کربن و بخار آب:

(3) گازهای احتراق جزئی. این گروه شامل محصولات احتراق ناقص (مانند مونوکسید کربن) و اکسیداسیون جزئی HCs (مانند آلدئیدها و کتونها) است. بنزن هم از سوخت نسوخته و هم از تجزیه حرارتی سایر ترکیبات آروماتیک به دست می آید.
(4) ترکیبات سنتز شده در دماهای بالا مانند اکسید نیتریک (یک جزء اصلی NOx) که منبع اصلی آن از احتراق نیتروژن و اکسیژن اتمسفر در موتور است:

(5) ذرات معلق (PM) که عموما در جو به صورت PM2.5 و PM10 اندازه گیری می شود که از سوخت های HC در فرآیند احتراق تشکیل می شود.
انتشار گازهای گلخانه ای (دی اکسید کربن، متان و اکسید نیتروژن) در فصل 2 در نظر گرفته شده است و آلاینده های سمی و محلی موثر بر هوا در فصل 3 مورد بحث قرار گرفته است.

2- موتورهای احتراق متراکم (CI)
در یک موتور احتراق متراکم، مخلوط سوخت و هوا به دلیل دما و فشار بالا در محفظه احتراق، خود به خود مشتعل می شود. آنها ذاتا بازده حرارتی بالاتری نسبت به موتورهای احتراق جرقه ای SI همتای خود دارند که دلیل آن تراکم بالاتر (افزایش راندمان ترمودینامیکی) و نسبت انبساط (به حداقل رساندن انرژی حرارتی اتلافی تخلیه شده به اگزوز)، تلفات پمپاژ کمتر (نیازی به دریچه گاز برای تنظیم بار نیست) و عملیات نزدیکتر به چرخه ایده آل می باشد. پیشرفت‌های فناوری مانند استفاده از سیستم‌های تزریق مستقیم ریل مشترک پرفشار (DI) و تکنیک‌های پیشرفته القایی اجباری (مانند توربوشارژرهای هندسی متغیر) تقاضا برای موتورهای احتراق متراکم را در خودروهای سبک به‌ویژه در اروپا افزایش داده است. سیستم‌های تزریق ریلی مشترک بر برخی از محدودیت‌های فناوری‌های تزریق قدیمی غلبه می‌کنند، زیرا هم فشار تزریق سوخت بالا و هم تزریق سوخت چندگانه را در سرعت‌های پایین موتور به منظور تسهیل اتمیزه‌سازی سوخت، تبخیر و اختلاط سوخت و هوا امکان‌پذیر می‌سازند. القای هوای اجباری اجازه می دهد تا توده بزرگتری از سوخت سوزانده شود و قدرت بیشتری برای موتورهای هم اندازه تولید کند یا کوچک کردن موتور (نسبت توان به وزن بالا) را امکان پذیر کند.
سیستم‌های توربوشارژر با هندسه متغیر امکان بازیابی بخشی از انرژی اتلاف موجود در گازهای خروجی را فراهم می‌کنند، همچنین به طور همزمان افزایش سرعت پایین و گشتاور پایین تولید می‌کنند، و منجر به کاهش تلفات پمپاژ و اصطکاک در کار با بار جزئی و بهبود مصرف سوخت و انتشار کلی CO2 می شود.
با این حال، موتورهای احتراق متراکم معمولی سطوح بالاتری از انتشار ذرات و اکسیدهای نیتروژن (NOx) را در مقایسه با موتورهای احتراق جرقه ای متداول منتشر می‌کنند. وجود مناطق ناهمگن هوا-سوخت غنی از سوخت موضعی (به دلیل زمان کوتاه موجود برای اختلاط هوا-سوخت) و دمای بالای شعله موضعی مسئول تشکیل دوده یا PM هستند.
دماهای بالای شعله و حضور اکسیژن و نیتروژن نیز مسئول تشکیل NOx هستند. چرخش مجدد گازهای خروجی (EGR) به عنوان یک استراتژی برای کنترل انتشار NOx، کاهش در دسترس بودن اکسیژن در محفظه احتراق (اثر رقیق‌سازی) و همچنین افزایش ظرفیت حرارتی کلی سیلندر با افزودن CO2، بخار آب (H2O) و N2، که دمای شعله موضعی (اثر حرارتی) و در نتیجه تشکیل NOx را کاهش می دهد. اگرچه، چرخش مجدد گازهای خروجی در کاهش تشکیل NOx موثر است، اما همچنین تشکیل دوده (معادل PM-NOx) را در نتیجه کاهش در دسترس بودن اکسیژن در محفظه احتراق افزایش می‌دهد (اثر رقیق‌سازی). بنابراین، کاهش همزمان ذرات و انتشار NOx در سیلندر موتور هنگام استفاده از استراتژی‌های احتراق معمولی (مانند تزریق‌های چندگانه، القای اجباری و چرخش مجدد گازهای خروجی) به دلیل معاوضه معروف انتشار گازهای NOx و ذرات همیشه یک چالش بوده است. این مبادله انگیزه جستجو برای سوخت‌های پاک‌تر و همچنین فن‌آوری‌های تصفیه پس از خروج گازهای خروجی را برای برآورده کردن مقررات سختگیرانه انتشار گازهای گلخانه‌ای فراهم کرده است.

ترکیبی از کاتالیزورهای مختلف (سیستم های پس از تصفیه) برای حذف همزمان آلاینده ها مورد نیاز است. کاتالیزورهای اکسنده دیزل (DOCs) معمولا برای اکسید کردن CO، HCs در فاز گازی و بخش آلی ذرات دیزل به CO2 و H2O استفاده می‌شوند. علاوه بر این، اکسیداسیون NO به NO2 (که گزارش شده است برای تسهیل بازسازی فیلتر ذرات غیرفعال دیزل (DPF) و عملکرد برخی کاتالیزورهای احیای کاتالیزوری انتخابی (SCR)) نیز در DOC رخ می دهد. DPF ها برای کنترل انتشار ذرات همراه با استراتژی ترکیبی اصلاح موتور (مانند پمپ های فشار بالا، افزایش تعداد نازل های انژکتور کوچکتر و تزریق های متعدد) استفاده می شوند. اگرچه این روش با موفقیت معرفی شده است، روش‌های بازآفرینی فیلتر با مصرف انرژی و کنترل‌شده هنوز در حال توسعه هستند تا عملکرد طولانی‌مدت خود را حفظ کنند. کاهش انتشار NOx در شرایطی که هوای اضافی وجود دارد بسیار دشوارتر از موتورهای احتراق جرقه ای است، به خصوص در دمای پایین گازهای خروجی. در حال حاضر، انتشار NOx قانونی از وسایل نقلیه دیزلی تنها از طریق روش های کنترل موتور برآورده شده است. با این حال، با سخت‌تر شدن محدودیت‌های قانونی آینده، پس از تصفیه، روش‌های کنترل NOx توصیه می‌شود. دو رویکرد متمایز در حال توسعه وجود دارد. که شامل احیای کاتالیزوری انتخابی NOx به N2 با آمونیاک (NH3-SCR) یا HC (HC-SCR) و به دام انداختن NOx با بازیابی دوره ای احیا شونده (کاتالیزورهای جاذب تلهNOx/NOx). علاوه بر این، تکنیک‌های پیشرفته کاهش درون سیلندر که متکی بر فرآیند احتراق در دمای محلی نسبتا پایین و عدم وجود مناطق ناهمگن محلی با سوخت زیاد هوا-سوخت هستند نیز در حال تحقیق و بحث هستند (احتراق در دمای پایین).
3- موتورهای احتراق جرقه ای (SI)
از زمان آغاز به کار اولین موتور احتراق جرقه ای بیش از یک قرن پیش، فناوری گازوئیل شاهد تغییرات زیادی به سمت راندمان بهتر و انتشار کمتر بوده است. هیدروکربن های نسوخته، مونوکسید کربن و اکسید نیتروژن به طور سنتی از انتشارات مشکل ساز موتورهای احتراق جرقه ای بوده اند. کاتالیزورهای سه راهه (TWC) از دهه 1970 به عنوان تنها دستگاه پس از تصفیه برای گازوئیل استفاده شده است، زیرا قادر به کنترل همزمان هیدروکربن های کل (THC)، منوکسیدکربن و اکسیدهای نیتروژن با بازدهی تا 99% با محدود کردن حضور اکسیژن در جریان اگزوز تحت عملکرد استوکیومتری موتور هستند.
بنابراین، هر پیشرفت تکنولوژیکی در موتورهای احتراق جرقه ای همیشه تحت تأثیر حضور TWC بوده است. احتمالا یکی از بارزترین نمونه های توسعه بنزین، تکامل سیستم تحویل سوخت است. کاربراتورها سیستم‌های اصلی تحویل سوخت در اواخر دهه 1970 و اوایل دهه 1980 بودند. با این حال، در کاربراتورها، از آنجایی که نسبت هوا به سوخت نزدیک به سطوح استوکیومتری حفظ نمی‌شد، استفاده از TWC برای کنترل انتشار عملی نشد. در اوایل دهه 1980، کاربراتورها با اولین سیستم تزریق سوخت، تزریق دریچه گاز، جایگزین شدند که بین سال های 1990 تا 2005، به ویژه برای کامیون ها رایج شد. با این حال، هنوز مسائل مربوط به انتقال آهسته تر سوخت نسبت به هوا از بالادست صفحه دریچه گاز به سیلندر وجود دارد. بین سال های 2000 و 2015، سیستم تحویل سوخت شروع به تغییر به تزریق سوخت پورتی (PFI) کرد. در PFI، سوخت در منیفولد ورودی تزریق می شود و مقدار سوخت با دقت بیشتری در هر سیلندر و به ازای مقدار هوای مورد نیاز کنترل می شود. نسبت هوا به سوخت مورد نیاز برای عملکرد TWC کارآمد نزدیک به سطوح استوکیومتری با استفاده از یک سنسور لامبدا در اگزوز موتور حفظ شد.
از مزایای PFI نسبت به کاربراتورها می توان به راندمان حجمی قابل دستیابی بیشتر موتور اشاره کرد که منجر به افزایش قدرت و گشتاور خروجی، توزیع یکنواخت تر سوخت، کنترل دقیق لامبدا در هنگام استارت، سرد و گرم شدن موتور، کنترل مقدار سوخت در هر سیلندر، پاسخ سریعتر موتور به تغییر موقعیت دریچه گاز و نویز کمتر می شود.