Động cơ đốt trong chưa thể bị đánh gục

Thế giới đang thay đổi ở mọi phương diện. Những cái cũ nhanh chóng biến mất, bị thay thế bởi cái mới hợp thời hơn. Tuy nhiên, có một ngoại lệ đó là pin và động cơ đốt trong. “Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp động năng cho xe hơi trong tương lai, mặc dù còn tùy thuộc vào tốc độ phát triển của xu hướng điện khí hóa,” tờ NYTimes viết.

Động cơ đốt trong chưa thể bị đánh gục

Xu hướng điện khí hóa ở ngành công nghiệp 4 bánh đã tiến xa hơn, cột mốc nằm ở thời điểm Toyota Prius ra đời. Đầu năm 2017, hãng Ford đã đưa ra thông báo rằng họ sẽ phát triển động cơ hybrid cho cả 2 dòng xe bán chạy của hãng, gồm mẫu bán tải cỡ lớn F-150 và mẫu xe thể thao Mustang.

Hồi tháng trước, Volvo tuyên bố bắt đầu từ năm 2019, toàn bộ các mẫu xe do hãng sản xuất sẽ chỉ dùng động cơ hybrid hoặc động cơ điện hoàn toàn. Động thái này từ các nhà sản xuất xe hơi được coi là bước đi tiên phong, đón đầu những tuyên bố cấm bán xe dùng động cơ đốt trong của Pháp và Anh vào năm 2040.

Song, hồi kết của động cơ đốt trong vẫn chưa thực sự đến. Mới đây, Mazda đã có bước đột phá trong việc phát triển động cơ xăng, mang đến hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn rất nhiều mẫu xe hybrid hiện có. Động thái của Mazda gây nhiều sự chú ý, vì đây là một cải tiến đáng chú ý trong suốt hơn một thế kỷ lịch sử của loại động cơ truyền thống.

Bước đột phá của Mazda là do các kỹ sư của hãng phát triển thành công loại công nghệ có tên HCCI và dự kiến sớm áp dụng trên xe thương mại. Công nghệ này giúp động cơ xăng tiết kiệm nhiên liệu hơn, từ 20% đến 30% so với động cơ hiện tại của hãng. HCCI không phải là công nghệ mới bởi nhiều năm trước nó đã được các nhà nghiên cứu phát triển, tuy nhiên tất cả chỉ dừng lại ở việc thử nghiệm.

Động cơ mới của Mazda vẫn tạm gọi là SkyActiv-X và có thể được giới thiệu vào năm 2019. Được biết, công nghệ HCCI hoạt động ở điều kiện vòng tua cao, khi đó, xăng tự cháy mà không cần tới bugi đánh lửa. Thay vào đó, quá trình cháy xảy ra nhờ nhiệt độ cực cao do pít-tông đi lên, và nén hỗn hợp cháy. Cách thức hoạt động tương tự với động cơ diesel.

Theo Johnny Heywood, Giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Viện Công nghệ Massachusetts, chắc chắn động cơ xăng còn tồn tại lâu dài. Vị giáo sư này dự đoán rằng, năm 2050, 60% xe hơi vẫn dùng động cơ đốt trong, kết hợp với động cơ hybrid hoặc bộ tăng áp. Ứớc tính, dòng xe chạy hoàn toàn bằng điện chỉ chiếm 15% doanh số.

Hiện nay, động cơ tăng áp đang được áp dụng rộng rãi, hướng đi trong tương lai gần là tạo ra những loại động cơ nhỏ hơn, mà vẫn đáp ứng nhu cầu của khách hàng.

Do những hạn chế của xe điện khí hóa nên động cơ đốt trong vẫn còn cơ hội tồn tại trong nhiều thập kỷ tới.

“Để nạp 10 megawatt điện trong vòng 5 phút là bất khả thi. Tiếp nhiên liệu là hạn chế của xe chạy hoàn toàn bằng điện,” ông Johnny Heywood nói.

Vấn đề đặt ra là động cơ xăng sẽ tồn tại được bao lâu? Trong khi động cơ truyền thống đã đi một quãng đường dài, và những cải tiến kỹ thuật như phun nhiên liệu trực tiếp, van biến thiên và tắt xy-lanh đang được áp dụng rộng rãi. Cùng với đó là một số đổi mới như áp dụng hộp số ly hợp kép và vật liệu nhẹ.

Hiện trên thị trường Mỹ chỉ có khoảng 10 mẫu xe dùng động cơ điện hoàn toàn. Xe hybrid có thể là phương án hiệu quả. Tuy nhiên, các thiết bị bổ sung, chi phí ban đầu của xe hybrid vẫn ở mức cao.

Mặc dù xe điện đã bán chạy hơn so với những năm trước, song vẫn chỉ chiếm một phần nhỏ của thị trường. Đơn cử trong tháng 7, xe điện và xe hybrid chỉ đạt doanh số 44.000 xe, một con số quá nhỏ so với doanh số 1,4 triệu xe trên toàn thị trường Mỹ.

Ngay cả thị trường châu Âu, nơi một số quốc gia cấm bán những chiếc xe chạy bằng khí đốt hoặc diesel vào năm 2040, cũng cần hơn 2 thập kỷ để thi hành quyết định đó. Độ tuổi trung bình của 270 triệu xe trên cả nước Mỹ đã chạm mốc 12 năm.

Thậm chí, ngay cả khi cấm bán xe dùng động cơ truyền thống ngay lập tức, thì cũng cần đến hơn 1 thập kỷ nữa – thời điểm những chiếc xe mới mua của người tiêu dùng hư hỏng, để họ chuyển qua xe điện khí hóa.

Nhưng không ít người vẫn băn khoăn: Liệu hybrid có thực sự tiết kiệm hơn xe thông thường? Trong cuộc thử nghiệm, mẫu xe Chrysler Pacifica có thể đi được phạm vi 53 km với bộ pin, và khi lựa chọn phiên bản này, khách hàng phải bỏ ra số tiền 2.100 USD. Như vậy, người dùng phải lái chiếc xe nhiều hơn 8 năm, và mỗi năm 19.312 km để bù lại số tiền trên.

Thực tế cho thấy, chưa chắc xe hybrid hay plug-in đã có lợi cho túi tiền của người dùng, mà dường như nó chỉ có lợi cho môi trường.