Phương pháp gian lận khí thải của Volkswagen

Đây là vụ việc nghiêm trọng không chỉ ảnh hưởng tới riêng VW mà còn tác động không nhỏ tới cả ngành công nghiệp xe hơi.

Tạp chí NewScientist số ra tuần này đã đăng tải một báo cáo giúp chúng ta phần nào hiểu được họ đã gian lận cái gì? Gian lận như thế nào? Hướng giải quyết ra sao?

Họ gian lận như thế nào?

Người ta cho rằng Volkswagen đã tích hợp một phần mềm trên xe hơi, sử dụng thông tin từ hệ thống lái, phanh và tăng tốc để nhận biết xe đang trên bệ kiểm tra khí thải. Khi đó, nó sẽ tự điều chỉnh hoạt động của động cơ để tối thiểu hóa mức độ nitơ oxit (NOx) trong khí thải. Thực tế trên đường, lượng NOx phát thải ra cao hơn tới 35 lần so với khi kiểm tra trên bệ.

Có những cách nào để giảm lượng NOx phát thải ra môi trường?

 Chưa có thêm thông tin cụ thể về phương thức hoạt động chi tiết của phần mềm gian lận. Tuy nhiên, để tối thiểu hóa lượng phát thải NOx theo cách chính thống thì chúng ta có thể thực hiện theo 2 cách tiếp cận: tiết chế lượng NOx tạo ra trong lúc động cơ hoạt động; hoặc loại bỏ nó khỏi luồng khí thải.

Nhiệt độ bên trong xylanh động cơ càng cao và càng có nhiều Oxy thì càng có nhiều NOx được tạo ra. Một cách để khắc phục vấn đề này là tuần hoàn dòng khí thải quay lại trong động cơ, khiến nhiệt độ lẫn nồng độ oxy giảm xuống, từ đó giảm lượng NOx sản sinh ra. Hầu như toàn bộ các động cơ diesel TDI của Volkswagen đều được trang bị cách làm này và họ gọi đó là hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR).

Một cách làm khác cũng cho hiệu quả tương tự là cho đóng van xả sớm hơn để giữ lại một phần khí thải trong lòng xylanh. Bên cạnh đó cũng có một giải pháp khác là tăng tỷ lệ nhiên liệu / không khí, giúp giảm lượng oxy phản ứng với nitơ trong quá trình hình thành nên NOx.

Cách tiếp cận thứ 2 là loại bỏ NOx ra khỏi luồng khí thải. Với cách làm này, một số mẫu động cơ diesel đời mới được trang bị thêm bộ xúc tác hấp thụ NOx dùng cho hỗn hợp nghèo LNT (Lean NOx Trap) hoặc bộ xử lý xúc tác khử NOx (SCR) để lọc khí thải.

Nhược điểm của những cách làm trên: hao nhiên liệu

 Hầu hết những cách tiếp cận nói trên trong việc tiết giảm lượng phát thải NOx đều vấp phải một nhược điểm nghiêm trọng: tăng lượng nhiên liệu tiêu thụ. Chi tiết hơn, khi tuần hoàn dòng khí thải thì hiệu suất hoạt động của động cơ cũng giảm. Tăng tỷ lệ nhiên liệu / khí đồng nghĩa với việc hướng tới dư nhiên liệu, thiếu O2.

Hệ thống LNT hấp thụ NOx nhưng nó sẽ nhanh chóng bị bão hòa. Bộ lọc SCR hoạt động bằng cách bơm urê vào khí thải, cho phản ứng với Nitơ oxit, tạo thành sản phẩm sau phản ứng là khí Nitơ và nước thân thiện với môi trường hơn. Tuy nhiên, người dùng phải định kỳ châm thêm urê. Mặt khác thêm bình chứa urê trong xe là thêm diện tích nên khó có thể áp dụng SCR cho những mẫu xe nhỏ

Phân tích sâu hơn về cách gian lận của Volkswagen

Cách gian lận của Volkswagen phải được thực hiện bằng cách tinh chỉnh một trong những cách làm nói trên. Thí dụ như phần mềm của họ có thể sẽ tắt chế độ tuần hoàn khí thải để tăng cường hiệu suất động cơ. Một thí dụ khác, có thể họ sẽ giảm tần suất hoạt động của bộ LTN để tiết kiệm nhiên liệu hoặc giảm lượng urê cho vào khí thải để giảm tần suất châm bình.

Về lý thuyết thì đây chính là bản chất của phần mềm gian lận mà Volkswagen sử dụng và nó đã bị Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) phát hiện trong một đợt kiểm tra bất thường. Tuy nhiên, khó khăn ở đây là nếu dùng CRS để cắt giảm khí thải thì nhiên liệu tiêu thụ nhiều hơn, xe giảm hiệu suất. Còn nếu đảm bảo 2 thứ còn lại thì khí thải sẽ có nhiều NOx.

Hướng giải pháp cho tương lai

Một giải pháp có thể được sử dụng là nghiêm túc trang bị hệ thống CRS cho xe của Volkswagen. Nhưng điều đó đòi hỏi phải tinh chỉnh lại xe khá nhiều và nếu được triển khai thì cũng phải được sự hợp tác của khách hàng. Một phương án khác, Volkswagen có thể sẽ phải đổi xe khác cho khách hàng hoặc hoàn trả tiền. Đó là một trong số ít những vấn đề mà hãng phải đối mặt trong tương lai.

Tuy nhiên, ngay cả trước khi vụ việc của Volkswagen nổ ra thì vẫn có rất nhiều mẫu xe phát khí thải khi vận hành thực tế nhiều hơn so với khi kiểm tra trong phòng thí nghiệm. Một phần nguyên nhân là do các thử nghiệm này vẫn chưa thể mô phỏng được điều kiện lái xe ngoài thực tế, một phần khác là do các hãng có thể lợi dụng một số thủ thuật trong quá trình kiểm tra như bơm căng lốp quá mức hoặc ngắt kết nối với pin để không sử dụng năng lượng sạc pin.

Trước tình hình này, liên minh châu Âu (EU) đang lên kế hoạch giới thiệu bài kiểm tra “khí thải lái xe thực tế”, sử dụng các thiết bị di động để đo lường lượng khí thải trên những mẫu xe mới trong khi nó đang chạy ngoài đường thật thay vì trong phòng thí nghiệm như hiện nay. Tuy nhiên, các hãng sản xuất cho rằng như vậy là quá nghiêm ngặt.