国四发动机的设计包括燃油系统、控制系统、进气处理、滤清系统、尾气处理系统和电力系统在内的发动机及其相关技术。从主流汽车厂家国四产品及国内商用车企业国四产品准备情况来看，实现国4有两类：即：电控+SCR、电控+EGR+POC，主流技术路线是电控+SCR。
柴油发动机的排放是指发动机在工作过程中产生的有害气体，主要有CH（碳氢化合物）、NOx（氮氧化物）、PM（微粒，碳烟）、CO（一氧化碳）为主。国3靠提高发动机喷油压力，提高燃料的燃烧充分性，可以降低多数有害气体的排放水平。但是高温、高压易导致NOx（氮氧化物）排放物的提升，国4需引入发动机机外净化技术。国Ⅳ阶段必须应用一种后处理技术，就是使用排气后处理技术来控制排放。国际上，绝大部分发动机制造商在改进欧Ⅲ发动机的基础上，再加上SCR或EGR+DOC+DPF等后处理系统来实现的。
电控+SCR技术是通过使用选择性催化还原(SCR)技术，利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。车用尿素溶液存放于专门储存罐，用压缩空气将尿素溶液喷洒向热的发动机尾气（约300℃-500℃），气化后产生还原效率高的氨气，氨气与尾气的NOx 在SCR 催化器中反应，转化为无害的水蒸汽和N2，同时吸收有害的烟气颗粒；SCR即选择性催化还原系统，将尿素溶液喷射到排气管内，尿素高温分解为氨气NH3和二氧化碳，其中氨气与氮氧化物NOx发生反应，将其还原为氮气和水。
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