Những rào cản khiến động cơ diesel ít thấy trên xe hybrid

Xe hybrid xuất hiện trên thị trường vào cuối những năm 1990 và hiện nay đã trở thành một trong những giải pháp quan trọng giúp giảm ô nhiễm môi trường cũng như lượng khí CO2 gây ra biến đổi khí hậu.

Xe hybrid hiện đang trở thành một giải pháp quan trọng trong việc giải phát thải khí CO2 và bảo vệ môi trường. Ảnh: Autocar

Hơn nữa, mức độ phổ biến của xe hybrid sẽ ngày càng tăng lên khi nhiều quốc gia ban hành lệnh cấm bán và sản xuất ô tô chạy bằng động cơ đốt trong vào năm 2030, nhất là khi xe điện vẫn còn gặp nhiều giới hạn về trạm sạc và công nghệ pin.

Những chiếc xe hybrid phổ biến mà bạn có thể bắt gặp trên đường hầu hết là xe có động cơ điện kết hợp cùng động cơ xăng. Trong khi đó, động cơ diesel rõ ràng tiêu thụ nhiên liệu ít hơn động cơ xăng.

Vậy tại sao các nhà sản xuất ô tô lại không khai thác những lợi thế này để phát triển xe chạy hybrid bằng động cơ diesel? Dưới đây sẽ là những rào cản khiến động cơ diesel ít xuất hiện trên xe hybrid.

Chi phí chế tạo

Chi phí vẫn là yếu tố quan trọng hàng đầu đối với các nhà sản xuất ô tô. Trung bình, chi phí sản xuất động cơ diesel cao hơn khoảng 15% so với động cơ xăng có cùng công suất. Điều này chủ yếu do động cơ diesel cần các hệ thống kiểm soát khí thải phức tạp cùng hệ thống phun nhiên liệu áp suất cao.

Chi phí chế tạo một chiếc xe hybrid diesel khá đắt đỏ khiến dòng xe này không trở nên phổ biến. Ảnh: Topgear

Ngoài ra, tại nhiều thị trường, giá dầu diesel thường đắt hơn giá xăng, đồng nghĩa với việc người mua sẽ phải chi thêm một khoản chi phí đáng kể cho một chiếc xe có mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn. Tương tự như vậy, các bộ phận khác của xe hybrid như động cơ điện, bộ pin điện áp cao, máy phát điện và hệ thống quản lý năng lượng cũng làm tăng đáng kể chi phí đầu vào khiến cho giá xe bị đẩy lên cao.

Vì vậy, việc kết hợp động cơ điện với động cơ diesel sẽ tạo ra một mẫu xe hybrid diesel có giá thành rất cao. Khi so sánh lợi ích từ mức tiêu hao nhiên liệu thấp với chi phí tăng thêm, giải pháp này chưa thực sự mang lại hiệu quả kinh tế, dẫn tới khó cạnh tranh với xe hybrid chạy động cơ xăng hoặc xe điện.

Độ phức tạp

Xe hybrid là sự kết hợp của hai loại động cơ nên thường phức tạp hơn, đồng nghĩa với việc sản xuất phức tạp hơn, kéo theo quy trình bảo dưỡng và bảo trì cũng phức tạp hơn. Điều đó có thể khiến xe hybrid diesel sẽ khó bán hơn so với xe chạy bằng dầu diesel thông thường.

Mô-men xoắn của hai động cơ không bổ sung cho nhau

Hầu hết các loại xe hybrid đều sử dụng động cơ xăng được điều chỉnh đặc biệt theo chu trình Atkinson. Sự điều chỉnh này mang lại cho động cơ hybrid công suất đầu ra tối đa ở tốc độ cao, nhưng lại thiếu mô-men xoắn ở dải tốc độ thấp.

Hệ thống hybrid kết hợp cùng động cơ diesel sẽ không hỗ trợ cho nhau được nhiều. Ảnh: Mansfield

Trong khi đó, động cơ điện có thể tạo ra mô-men xoắn cực đại ngay từ khi vòng tua máy bằng 0, giúp bù đắp cho sự thiếu hụt mô-men xoắn của động cơ xăng cho đến khi đạt tốc độ mong muốn. Điều đó cho thấy động cơ xăng và động cơ điện sẽ bổ sung cho nhau.

Ngược lại, động cơ diesel cũng có thể tạo ra mô-men xoắn cực đại ngay từ vòng tua máy thấp, tương tự như động cơ điện, dẫn đến việc chuyển đổi giữa động cơ điện và động cơ diesel sẽ không mượt mà bằng hệ thống hybrid sử dụng động cơ xăng.

Hơn nữa, các nhà sản xuất ô tô cũng sẽ phải trang bị loại hộp số nhiều cấp để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả ở dải tốc độ cao, dẫn tới tăng thêm sự phức tạp.

Vấn đề khí thải

Động cơ diesel tạo ra lượng khí NOx (oxit tro) và hạt bụi cao hơn so với động cơ xăng. Khi kết hợp với hệ thống hybrid vốn ưu tiên sử dụng động cơ điện ở tốc độ thấp trong đô thị, động cơ diesel sẽ ít có cơ hội hoạt động đủ lâu để đạt được nhiệt độ tối ưu. Điều này làm cản trở quá trình đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu và làm tăng mức phát thải khí độc hại.

Cơ chế hoạt động "dừng" và "đi" chưa tương thích

Cách để xe hybrid tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải CO2 là sử dụng cơ chế hoạt động "dừng và đi" và đôi khi chỉ chạy ở chế độ EV Mode. Nhưng động cơ diesel sạch nhất và hiệu quả nhất khi chạy ổn định.

Trong khi cơ chế hoạt động "dừng" và "đi" của xe hybrid sẽ khiến động cơ diesel khó khởi động liên tục, đặc biệt trong thời tiết lạnh. Bên cạnh đó, hệ thống hybrid cần động cơ có khả năng thay đổi tốc độ linh hoạt, trong khi động cơ diesel lại phản ứng chậm hơn.

Sự cải thiện hiệu quả nhiên liệu không nhiều

Một trong những lý do khiến động cơ hybrid xăng hoạt động tốt là vì động cơ xăng vốn không tiết kiệm nhiên liệu ngay từ đầu. Hiệu suất nhiệt tối đa của động cơ xăng thường nằm trong khoảng từ 30 - 40% và hiệu suất nhiệt tối đa của động cơ diesel cao hơn một chút, từ 35 - 45%. Do đó, động cơ diesel có hiệu suất nhiên liệu cao hơn, khiến "không còn nhiều không gian" để cải thiện.

Động cơ hybrid xăng tỏ rõ sự ưu việt so với động cơ thông thường nhưng lại không đem lại nhiều hiệu quả với động cơ diesel. Ảnh: Ngô Minh

Chính vì vậy, theo các kỹ sư phát triển động cơ diesel, việc trang bị hệ thống hybrid đắt đỏ cho một chiếc xe diesel cũng không hề rẻ chỉ khiến chi phí chế tạo tăng thêm nhưng không mang lại khả năng cải thiện đáng kể so với xe chạy hybrid sử dụng động cơ xăng.

Trên thực tế, một số nhà sản xuất vẫn đang cố gắng thử nghiệm điều này và cho ra đời một số mẫu xe hybrid diesel, điển hình như Mercedes E300de, Peugeot 3008 HYbrid4 và Citroën DS5 Hybrid4. Cuối cùng, tương lai của xe hybrid diesel vẫn sẽ phụ thuộc chủ yếu vào nhu cầu thị trường cũng như khả năng chi trả của người mua.

Bạn có góc nhìn (hoặc có trải nghiệm) nào về vấn đề trên? Hãy để lại bình luận bên dưới hoặc chia sẻ bài viết về Ban Ô tô xe máy theo email: otoxemay@vietnamnet.vn. Các nội dung phù hợp sẽ được đăng tải. Xin cảm ơn!

Ngô Minh