Tại sao động cơ diesel không được sử dụng trên ô tô cỡ nhỏ?

Diesel và xăng đều là sản phẩm phụ của quá trình lọc dầu thô, nhưng chúng có đặc tính cháy khá khác nhau. Điều này làm cho mỗi loại nhiên liệu đều có ưu và nhược điểm riêng.

Và có thể thấy việc sử dụng động cơ diesel không thực sự phổ biến ở những mẫu ô tô nhỏ và nó thường xuất hiện như một sự lựa chọn cho một vài mẫu xe phổ thông. Thực tế có thể thấy rằng động cơ diesel xuất hiện thường xuyên hơn ở các loại xe tải và xe hạng nặng, tại sao lại như vậy?

Động cơ diesel có ưu điểm gì?

Động cơ diesel được đốt cháy bằng lực nén, trái ngược với "tia lửa" trong động cơ xăng. Tỷ số nén cao hơn đảm bảo hiệu suất nhiệt cao hơn và đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu. Xe chạy bằng động cơ diesel được biết đến với quãng đường đi được nhiều hơn, khiến việc tiếp nhiên liệu trở nên ít thường xuyên hơn. Điều này đặc biệt cần thiết đối với các phương tiện hạng nặng vì chúng thường di chuyển dài ngày và qua những khu vực khó tiếp cận nguồn tiếp nhiên liệu.

Mặc dù có nhiệt trị tương đương với xăng, động cơ diesel đậm đặc năng lượng hơn, dẫn đến mô-men xoắn cao hơn.

Di chuyển khi mang theo nhiều trọng lượng sẽ tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Quá trình đốt cháy chậm của động cơ diesel đảm bảo rằng năng lượng này được cung cấp dưới dạng mô-men xoắn cho xe, ngay cả ở tốc độ thấp. Điều này làm cho nhiên liệu diesel có lợi cho các phương tiện lớn thường xuyên phải di chuyển với tải trọng lớn và đôi khi là địa hình gồ ghề.

Động cơ diesel được thiết kế để tận dụng ba đặc điểm trên. Chúng có lỗ khoan và hành trình dài hơn và thường được hỗ trợ bằng tăng áp để tối đa hóa mô-men xoắn cung cấp cho xe.

Động cơ diesel có tỷ số nén cao hơn so với động cơ xăng. Động cơ diesel thường cồng kềnh và nặng hơn động cơ xăng cùng công suất do cấu tạo phức tạp hơn và cần tỷ số nén cao hơn. Điều này khiến chúng không phù hợp với những xe cỡ nhỏ vốn đề cao sự linh hoạt và tiết kiệm nhiên liệu trong thành phố.

Theo lập luận trên, rõ ràng diesel là một loại nhiên liệu rất mạnh. Tuy nhiên, động cơ diesel cũng có một số nhược điểm khiến chúng không thuận lợi khi sử dụng trên các ô tô nhỏ hơn.

Mức NVH (Noise, Vibration, Harshness - tiếng ồn, độ rung và độ xóc) cao hơn

Do tỷ số nén cao hơn, động cơ diesel tạo ra âm thanh và độ rung lắc mạnh hơn động cơ xăng. Mặc dù điều này không có tác động đáng kể đến các phương tiện hạng nặng do kích thước quá lớn của chúng, nhưng nó có thể trở thành sự không thoải mái và thậm chí là nguy hiểm với các phương tiện nhỏ hơn. Bởi vậy nhiều nhà sản xuất đã cố gắng cải tiến động cơ diesel để sử dụng cho một vài mẫu xe của họ, chẳng hạn như xe jeep, SUV của một vài hãng xe đều có lựa chọn động cơ diesel.

Động cơ diesel thường ồn hơn và rung nhiều hơn động cơ xăng, đặc biệt khi khởi động và tăng tốc. Điều này ảnh hưởng đến trải nghiệm lái xe thoải mái, đặc biệt là đối với những người sử dụng xe trong thành phố. Chi phí sản xuất động cơ diesel cao hơn so với động cơ xăng do cấu tạo phức tạp hơn và sử dụng vật liệu cao cấp hơn. Điều này dẫn đến giá thành xe cao hơn, ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận của người tiêu dùng.

Chi phí bảo trì cao hơn động cơ xăng

Máy móc chịu rung động cao sẽ bị hao mòn nhanh hơn và có thể hỏng sớm. Đối với động cơ diesel, các bộ phận của chúng phải được thiết kế để chịu được mức NVH cao hơn. Điều này làm tăng chi phí bảo trì đáng kể khi so với động cơ xăng. Cần lưu ý rằng mặc dù động cơ diesel ít cần bảo dưỡng thường xuyên hơn nhưng bất kỳ lợi ích nào thu được từ việc này đều được bù đắp bằng chi phí cho mỗi nhu cầu bảo trì.

Điều này làm cho động cơ diesel ít phổ biến hơn đối với những người sở hữu ô tô nhỏ với mục tiêu là vận chuyển tiết kiệm.

Các vấn đề liên quan đến phát thải

Mặc dù có hiệu suất cao hơn so với động cơ xăng, động cơ diesel vẫn thải ra các oxit nitơ có hại, gây suy hô hấp. 

Động cơ diesel cũ có liên quan đến việc thải khí NOx vào khí quyển thậm nhiều hơn thông thường. Bởi vậy nhiều quốc gia trên thế giới đã thực hiện các biện pháp cấm động cơ diesel đã hơn 10 năm tuổi. Do đó, để tránh các hình phạt và thuế liên quan đến khí thải, động cơ diesel thường không được ưa chuộng trên ô tô cỡ nhỏ.

Động cơ diesel cũ có thể thải ra nhiều khí NOx và hạt bụi mịn hơn so với động cơ xăng, gây ô nhiễm môi trường. Xe cỡ nhỏ thường được sử dụng chủ yếu trong thành phố với quãng đường di chuyển ngắn. Động cơ xăng với khả năng tăng tốc nhanh và tiết kiệm nhiên liệu trong điều kiện giao thông đông đúc phù hợp hơn cho nhu cầu này. Trong khi đó, động cơ diesel phát huy hiệu quả tốt hơn khi vận hành đường dài với tải trọng cao, phù hợp với xe tải, xe SUV và xe bán tải.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng công nghệ động cơ diesel đang được cải tiến liên tục, với sự tập trung vào việc giảm kích thước, trọng lượng, tiếng ồn và khí thải. Do đó, trong tương lai, có thể sẽ có nhiều xe cỡ nhỏ sử dụng động cơ diesel hơn, đặc biệt là những xe chú trọng vào hiệu suất và khả năng tiết kiệm nhiên liệu.

Ngoài ra, một số yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng động cơ diesel trên ô tô cỡ nhỏ, như giá cả nhiên liệu, chính sách thuế và tiêu chuẩn khí thải của từng quốc gia.

• Những phát minh quan trọng của người Đức đã thay đổi thế giới ngày nay
• Động cơ lớn nhất và mạnh nhất của nhân loại khỏe cỡ nào?
• Chất xúc tác mới làm sạch khí thải từ động cơ diesel