國四發動機的設計包括燃油系統、控制系統、進氣處理、濾清系統、尾氣處理系統和電力系統在內的發動機及其相關技術。從主流汽車廠家國四產品及國內商用車企業國四產品準備情況來看，實現國4有兩類：即：電控+SCR、電控+EGR+POC，主流技術路線是電控+SCR。
柴油發動機的排放是指發動機在工作過程中產生的有害氣體，主要有CH（碳氫化合物）、NOx（氮氧化物）、PM（微粒，碳煙）、CO（一氧化碳）為主。國3靠提高發動機噴油壓力，提高燃料的燃燒充分性，可以降低多數有害氣體的排放水平。但是高溫、高壓易導致NOx（氮氧化物）排放物的提升，國4需引入發動機機外凈化技術。國Ⅳ階段必須應用一種后處理技術，就是使用排氣后處理技術來控制排放。國際上，絕大部分發動機制造商在改進歐Ⅲ發動機的基礎上，再加上SCR或EGR+DOC+DPF等后處理系統來實現的。
電控+SCR技術是通過使用選擇性催化還原(SCR)技術，利用尿素溶液對尾氣中的氮氧化物進行處理。車用尿素溶液存放于專門儲存罐，用壓縮空氣將尿素溶液噴灑向熱的發動機尾氣（約300℃-500℃），氣化后產生還原效率高的氨氣，氨氣與尾氣的NOx 在SCR 催化器中反應，轉化為無害的水蒸汽和N2，同時吸收有害的煙氣顆粒；SCR即選擇性催化還原系統，將尿素溶液噴射到排氣管內，尿素高溫分解為氨氣NH3和二氧化碳，其中氨氣與氮氧化物NOx發生反應，將其還原為氮氣和水。
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