Ưu thế then chốt của xe điện: Ít chi tiết, dễ kiểm soát rủi ro kỹ thuật

3 giờ trướcBài gốc

Hơn 5 triệu xe sử dụng động cơ đốt trong tại Mỹ bị triệu hồi hoặc đặt dưới sự giám sát của cơ quan liên bang trong năm 2025. Các vụ việc trải rộng từ động cơ V6, V8 đến động cơ 4 xi-lanh tăng áp.

Chẳng hạn, GM đã thu hồi 721.000 động cơ V8 6,2 lít. Toyota và Honda thu hồi lần lượt hơn 102.000 động cơ và gần 250.000 động cơ V6. Trong khi đó, Stellantis đang giải quyết các vấn đề với hơn 112.000 động cơ bốn xi-lanh tăng áp.

Bên trong nhà máy sản xuất động cơ của Toyota ở Alabama, Mỹ. (Ảnh: Carscoops)

Sự việc cho thấy đây không phải sự cố cá biệt của một cấu hình hay một nhà sản xuất cụ thể, làm nổi bật thực tế rằng động cơ đốt trong hiện đại, dù đạt hiệu suất và mức tiết kiệm nhiên liệu cao chưa từng có, cũng đang đối mặt với những rủi ro ngày càng lớn về mặt hệ thống.

Trong bối cảnh đó, lợi thế của xe điện bắt đầu được nhìn nhận không chỉ qua lăng kính môi trường, mà qua khả năng kiểm soát rủi ro kỹ thuật ngay từ thiết kế.

Tối ưu hóa trở thành con dao hai lưỡi

Theo Automotive News, các động cơ hiện đại là kết quả của hàng chục năm tối ưu hóa. Để đáp ứng tiêu chuẩn khí thải ngày càng khắt khe, các nhà sản xuất ô tô buộc phải thu nhỏ dung tích động cơ để tiêu thụ ít nhiên liệu hơn. Đồng thời, các hãng vẫn phải đảm bảo công suất và khả năng vận hành để làm hài lòng người tiêu dùng.

Vì vậy, các nhà sản xuất áp dụng các giải pháp kỹ thuật như tăng áp để nén thêm không khí vào buồng đốt, nâng tỉ số nén để khai thác tối đa năng lượng từ nhiên liệu và điều khiển phun nhiên liệu chính xác hơn. Nhờ đó, động cơ hiện đại có thể tạo ra công suất cao hơn nhiều so với các thế hệ trước, dù dung tích đã giảm.

Những cải tiến này giúp động cơ hiện đại mạnh hơn và tiết kiệm hơn so với thế hệ cũ. Tuy nhiên, động cơ lại phải hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt khi áp suất trong buồng đốt cao, nhiệt độ vận hành lớn và các chi tiết cơ khí phải chịu tải nặng hơn trong thời gian dài.

Để vận hành trơn tru, động cơ phải hoạt động với dung sai cơ khí cực nhỏ và sử dụng các loại dầu độ nhớt thấp, siêu loãng như 0W-16 hoặc 0W-20. Những loại dầu này giúp giảm ma sát và tăng hiệu suất, nhưng đồng thời làm giảm biên an toàn khi có sai lệch trong gia công hoặc lắp ráp.

Trong điều kiện dung sai bị siết chặt đến mức cực hạn, động cơ hiện đại gần như không còn khả năng “chịu lỗi” như các thế hệ trước. Những sai lệch rất nhỏ trong sản xuất như vụn kim loại và cát bụi từ quá trình gia công, hay bề mặt chi tiết không đạt độ hoàn thiện lý tưởng, có thể không gây trục trặc ngay khi xe rời nhà máy. Tuy nhiên, khi động cơ vận hành ở tải cao và nhiệt độ lớn, các sai lệch này nhanh chóng bị khuếch đại, dẫn đến mài mòn, giảm bôi trơn và hư hỏng nghiêm trọng chỉ trong thời gian ngắn.

Đợt thu hồi của Honda liên quan đến bạc đạn động cơ, vốn có thể hư hỏng chỉ với một lượng rất nhỏ vụn kim loại sót lại sau sản xuất. Trong khi đó, Stellantis thừa nhận rằng một số động cơ trong đợt thu hồi có thể chứa cát.

Động cơ V6. (Ảnh: Carscoops)

Các sự cố này cùng với những trường hợp tương tự, gây thiệt hại hơn 8 tỷ USD cho các hãng liên quan. Trong đó, Hyundai ảnh hưởng lớn nhất, với khoảng 5 tỷ USD để xử lý đợt triệu hồi 3,3 triệu động cơ bị cho là có vụn kim loại, bu-lông thanh truyền lỗi và vòng piston lắp đặt không đúng cách.

Không thể phủ nhận rằng các động cơ hiện đại là một kỳ công của kỹ thuật. Khi được sản xuất đúng chuẩn, chúng mang lại công suất cao hơn, hiệu quả hơn và khả năng vận hành vượt trội so với các thiết kế cũ. Tuy nhiên, vấn đề nằm ở việc sản xuất những động cơ như vậy một cách hoàn hảo là thách thức rất lớn, ngay cả với những nhà sản xuất ôtô hàng đầu thế giới.

Ít chi tiết hơn, ít rủi ro hơn

Trong bối cảnh đó, xe điện tiếp cận vấn đề theo một hướng khác. Hệ truyền động điện điển hình gồm mô-tơ điện, bộ biến tần và bộ giảm tốc đơn giản, với số lượng chi tiết chuyển động ít hơn đáng kể so với động cơ đốt trong. Không có chu trình đốt - nổ - xả, không cần hệ bôi trơn hoạt động trong “biên siêu hẹp”, cũng không phải chịu cùng mức áp lực nhiệt và cơ học.

Xe điện loại bỏ được cụm rủi ro cơ khí lớn ngay từ thiết kế. (Ảnh: Reuters)

Điều này không có nghĩa xe điện không thể gặp sự cố. Pin, hệ thống quản lý pin, phần mềm hay linh kiện điện tử vẫn là những nguồn rủi ro riêng. Tuy nhiên, cách rủi ro phát sinh đã thay đổi. Khi số lượng chi tiết cơ khí và bề mặt ma sát giảm, xác suất xảy ra kịch bản “lỗi vi mô dẫn đến hỏng hóc dây chuyền” cũng giảm theo.

Một hệ thống ít tầng cơ khí phụ thuộc lẫn nhau đồng nghĩa với việc sai lệch nhỏ trong sản xuất khó có cơ hội khuếch đại thành hư hỏng lớn. Ít đường dẫn dầu phức tạp, ít chi tiết chịu tải cao giúp hệ truyền động điện có biên an toàn lớn hơn trước những sai số vi mô, chính loại sai số đang là nguyên nhân cốt lõi của nhiều đợt triệu hồi động cơ gần đây.

Bên cạnh đó, xe điện có lợi thế về tính mô-đun. Với xe xăng, lỗi động cơ thường đồng nghĩa với việc ảnh hưởng tới toàn bộ cụm truyền động. Trong khi đó, phần lớn vấn đề trên xe điện nằm ở các mô-đun điện, điện tử hoặc phần mềm, cho phép khoanh vùng và xử lý rõ ràng hơn, hạn chế nguy cơ lan rộng sang các hệ thống khác.

Trong nhiều năm, xe điện thường được nhắc đến với các lợi ích về môi trường hoặc chi phí nhiên liệu. Nhưng chuỗi sự kiện triệu hồi động cơ gần đây cho thấy một góc nhìn khác, đó là hạn chế rủi ro kỹ thuật trong sản xuất hàng loạt.

Động cơ đốt trong hiện đại là một thành tựu kỹ thuật đáng nể khi được sản xuất đúng chuẩn. Tuy nhiên, chính vì được tối ưu hóa tới sát giới hạn vật lý, nó trở nên nhạy cảm hơn trước những sai lệch rất nhỏ trong quy trình sản xuất. Khi dung sai đã bị thu hẹp đến mức cực hạn, chi phí cho mỗi sai sót tăng theo cấp số nhân.

Xe điện không vượt trội vì hoàn hảo hay không có lỗi, mà vì loại bỏ được cụm rủi ro cơ khí lớn ngay từ thiết kế. Ít chi tiết chuyển động hơn không chỉ đồng nghĩa với ít hỏng hóc hơn, mà còn với khả năng kiểm soát và khoanh vùng sự cố tốt hơn trong thực tế vận hành.

Hoa Vũ (Theo Carscoops)

Nguồn VTC : https://vtcnews.vn/uu-the-then-chot-cua-xe-dien-it-chi-tiet-de-kiem-soat-rui-ro-ky-thuat-ar994773.html