柴油机在燃烧过程中会产生一些有害气体，这些气体的生成量与柴油机混合气的形成以及缸内燃烧情况密切相关，而这又与喷油、气流、燃烧系统之间的配合有关。要想让柴油机的气体排放得到净化，需要找到处理NOx和微粒碳烟生成量的办法。
一、推迟喷油降低NOx排放
喷油提前角是喷油起始点早于汽缸压缩上止点的角度。柴油机在点燃内部燃油之前会有一段滞燃时间，为保证实际燃烧放热中心能接近上止点，需要提前喷油，以防止燃烧拖后，导致经济性下降。单从动力性、经济性角度出发，最佳提前角随转速上升而增大，随负荷加大而略有增加。车用柴油机的运转空间相对广阔，且有专门的转速自动提前装置来满足这一需求。在工况相同的情况下，滞燃期与提前角相关，随着提前角的变化而变化。一般推迟喷油时，因初期喷油更接近上止点，缸内压力、温度较高，滞燃期缩短，结果是滞燃期的预混喷油量减少。NOx排放受预混燃烧阶段影响最大，减少预混量和混合气能提高速燃期的压力和温度，使NOx的排放得到控制。推迟喷油是减少NOx排放量的有效办法，直喷机的NOx大幅下降，而间接喷射式涡流室柴油机的下降幅度较小。但喷油过迟，油耗和烟度都会恶化，对CO和HC也有不利影响。
二、燃油高压喷射降低微粒碳烟排放
高压喷射是直喷式柴油机降低微粒碳烟的最佳办法。间接喷射式柴油机则主要借助气流来雾化、混合，对压力要求较低。在其他条件不变的情况下，改变喷油压力即改变喷油速率，能起到两个作用。
1.降低微粒碳烟排放量
增加喷油压力，喷出的油粒减小，贯穿距离增加，雾锥角度增大，使燃油和空气充分混合，降低了浓混合气成分的比例，缩小生成微粒碳烟的范围。过浓混合气也会因油粒小而快速燃烧和氧化，使碳烟无法形成。
2.降低燃油消耗率
压力增大，喷油速度加快，喷油期缩短，燃烧更快，燃烧放热集中在上止点附近，能减少油耗。高压喷射能有效减少碳烟和油耗，弥补推迟喷油的不足。同时，高压喷射会加快混合气稀释速度，提高燃烧温度，增加NOx排放，但推迟喷油又能解决这一问题。两种手段结合能同时减少NOx和微粒碳烟排放，是广泛采用的方法。
三、小直径、多喷孔加速雾化混合
在不改变喷油率的情况下，通过改变喷口大小和数量，使柴油更均匀地填充燃烧室，促进油气混合，能取得良好的排放效果。六孔喷嘴相比四孔喷嘴，混合容积更大，喷注更窄，混合气容易扩散和燃烧。这种效果与增加喷油压力类似，增加喷孔后可降低对流的要求，减小涡流比，提高油的经济利用率。但喷孔不宜过多，否则会降低贯穿力，产生干扰，导致不利效果。
四、喷油系统的其他净化措施
目前已广泛采用减小孔式喷嘴压力室容积或采用无压力室式喷油嘴来降低HC排放。实验表明，柴油机长时间运转不会显著增加有害气体排放量，这与汽油机不同。若柴油机排放性能突然变化，通常是喷油系统出现问题。使用时若发现冒烟，应检查喷油器开启压力、喷雾状态及循环油量是否超标或各缸油量不均匀。若无法解决冒烟问题，可尝试减少负荷运行。