完璧な内燃機関は、正確な量の燃料と空気を燃焼室に入れることができ、水と二酸化炭素しか返さないでしょう。未燃の燃料や酸素はありません。また、適切な温度になるため、酸化物（高温によってオンになる「過活性」酸素）が窒素や炭素と結合して一酸化窒素（NOx）や一酸化炭素（CO）を形成することはありません。この完璧な車は、排出ガス制御装置を必要としません。
残念ながら、私たちはまだそこにいません。その間、排気ガス再循環システム（EGR）、二次空気注入、および触媒コンバーターがあります。
EGRシステム
EGRシステムは、少量の不活性ガスを燃焼室に入れて混合気に水を供給し、NOxが生成されないレベルまで温度を下げます。排気ガスは通常燃焼しないため、燃焼温度が下がり、エンジンからのNOx排出量が減少します。
古いEGRシステムとは異なり、最新のEGRシステムは、減速中やスロットルを閉じた状態だけでなく、常に機能します。排気カムシャフトと吸気カムシャフトの両方で可変バルブタイミングを備えた新しい車両は、吸気ストローク中に少量の排気ガスがチャンバーに吸い戻されるようにタイミングを調整できます。
二次空気噴射システム
二次空気噴射システムは、外気を排気流に送り込むため、未燃燃料を燃焼させることができます。初期のエアシステムには、ベルト駆動のエアポンプがあります。新しい吸引空気システムは、排気パルスによって生成された真空を使用して、空気をパイプに引き込みます。最新のシステムは、電気モーターを使用して空気を送り出します。これらのシステムは、触媒コンバーターの寿命にとって重要です。
電気モーターシステムは、GM LSシリーズ、トヨタV8、カリフォルニアエミッションフォード3.8 V6、2.04気筒などの多くの新車に搭載されています。これらのシステムは通常、エンジン運転の最初の20〜120秒間、排気マニフォールドに下流の空気を送り込み、始動時にリッチに運転することによって生成される炭化水素と一酸化炭素を酸化することによってアクティブになります。システムは、冷却水温度、気温、酸素センサーなどの入力を使用して、適切な量の空気を注入します。
触媒コンバーター
理想的な条件下では、三元触媒はNOx排出量の50％から95％、未燃燃料の99.9％を削減できます。これは汚染物質の最後の停留所であり、上流の排出システムが危険にさらされた場合、テールパイプの排出量の増加を補うことしかできません。
診断
高排出ガス車を適切に診断するには、空気取り入れ口から排気管まで、システム全体を見ているエンジニアのように見なければなりません。車両を設計する場合、指定された排出レベルを満たす必要があります。これを行うために、エンジニアリングチームはシステムのバランスを取り、システムを調和させて動作させ、価格を手頃な価格にします。