使用新燃料

对发动机内部进行改进是降低有害物质排放的有效措施，而合成燃料在降低有害物质排放的改进中也大有潜力。

柴油发动机正承受着巨大的压力，这种压力一方面来自越来越严格的有害物质排放新法规，另一方面来自现今疯狂攀升的油价。面对这严峻的形势，由石油天然气或者生物原料制成的合成燃料引起了人们的极大关注，因为目前预测的石油天然气储量比已探明储量更多，可以使用更长的时间，生物原料也几乎是无限的，而且它们对合成柴油这种发动机燃料有着极为非凡的改善效用，能使合成柴油燃烧排放的有害物质明显减少。

戴-克公司与 Choren公司的合作以及大众公司与壳牌公司的合作仅仅是众多汽车－石油企业相互合作实例中的两个典型的例子。2004年4月份，在维也纳举办的发动机学术交流会中，他们与Chevron石油集团展示了其合作项目——应用Fischer-Tropsch方法由天然气制造GTL合成柴油。虽然GTL合成柴油的比重比普通的柴油小8%，能量也密度少了6%，但是它却几乎没有苯，并有着很高含量的十六烷。

戴-克公司的研究人员对GTL合成柴油燃烧后的有害物质含量进行了对比试验。试验中，他们使用50：50混和燃料与普通柴油对比，试验的基准条件按照欧洲的行驶条件，试验车辆配置的是E级2.2L排量的CDI发动机、六档手动变速器。

结果非常让人惊喜，与普通柴油相比，GTL合成燃料的碳氢化合物和氮氧化物的排量减少了90%，柴油与GTL合成燃料混和而成的燃料碳氧化合物含量减少了60%，CO含量减少了50%，GTL的烟尘排量也减少了30%。GTL－柴油混和燃料的烟尘排量减少了20%，而碳氧化合物－+NOx排量的减少则不太明显。由于含GTL的合成柴油的比重较小，燃油的体积消耗量可能会增加6%左右。

使用GTL合成柴油发动机排出的CO很少，因为三元催化器在它的加热过程中已经消耗了一部分CO，当三元催化器预热后达到正常工作温度时，CO的排放量将会更少。在GTL与柴油混和的燃料中，CO的排放量在纯GTL合成柴油排放量与柴油排放量之间。

结果还显示曾经相互冲突的一对矛盾也得到了有效处理，那就是同时减少氮氧化物和有害颗粒的排放难题在GTL合成柴油中也迎刃而解——两种有害物质的排放在GTL合成柴油中均减少了35%，而且混和燃料的使用结果几乎与纯GTL合成柴油一样，当在柴油中加入20%的GTL合成柴油后，氮氧化物    和有害颗粒的排放就下降了15%。

最关键的是使用这种新燃料驾驶员的驾车方法不用做任何的改变，完全可以按照平时的习惯驾驶以合成柴油为动力的汽车。

改进燃油喷射

据专家预计，到2007年，共轨式柴油喷射系统中就可以广泛应用变量喷油器或者可调喷油器了，到2008年，喷射压力放大器将投入批量生产，而这些对发动机内部的技术改造同样可以达到降低有害物质排放的目的。

Bosch公司比较偏爱优化燃油喷射过程。这种偏爱从他们为Audi公司的V6－TDI共轨式柴油发动机引入了压电喷油器时就开始了。现在，两代预喷与后喷系统已经产生；它们可以在最小的时间间隔内以最小的喷油量进行工作。这种快速的连续喷射并保持喷油量稳定的燃油喷射技术可以减少15%～20%的有害物质排放。

变量喷油器（即可调喷油器）的技术能给人们带来更多的好处，因为这种技术能使氮氧化物和烟尘颗粒的排放量减少70%。该喷油器有两排喷油孔和两套同轴的喷油器针阀。当发动机在低速、低负载的工作特性曲线内工作时，喷油器只打开其外层喷油孔的上排喷油孔1/3左右大小，当驾驶员踏下油门加油时，喷油器再打开内层的第二个针阀，使附加的燃油可以经下方的喷油孔进入发动机的燃烧室中，这将可以省略去为减少有害物质排放而使用的预喷射系统。

均质燃烧也是一种降低有害物质排放的解决方案。在均质燃烧方式中，燃油以极高的压力提前喷入燃烧室，当然，喷油孔的角度在这套系统中是一个非常重要的因素，它可保证喷射出来的油雾不是直接喷洒到燃烧室壁上。这样一来，在燃烧室中的油－气混和气体可以非常均匀的分布在燃烧室的整个空间，从而实现几乎没有烟尘排出的完全燃烧。很高的排气回用比例也可以大大降低尾气排放的温度以减少氮氧化物的生成。但是，由于这种方法在燃烧室壁附近不能形成完全燃烧，会生成较多的碳氧化合物和CO化合物，不过这一缺陷可通过准确的定量喷射来避免。

均质燃烧方式只能在发动机中等功率、中等转速的范围以内使用，越过了中等功率和中等转速的范围，继续增大的压力和优化混和后的柴油气雾的易燃性就会使尾气排放和新鲜空气的吸入发生困难，所以当发动机在高速大功率范围内工作时，变量喷油器的两套喷油孔是解决问题的最佳方案，它可使发动机按常规的方式工作。

与变量喷油器类似的轿车用喷射压力放大器也已经进入了样机试验阶段，直径极小的喷油孔更加有利于柴油－空气的混和气体产生，燃油喷射方式与理想喷射方式非常接近。当它以2200巴以上的压力喷射时，可以将烟尘颗粒和氮氧化物的排量减少40%。