Một máy nổ rung, đèn check sáng, mã lỗi báo misfire ở máy số 2. Thay bugi — vẫn rung. Thay bôbin — hết vài trăm nghìn mà lỗi quay lại sau một tuần. Cách thoát khỏi vòng lặp thay-thử này là chẩn đoán hệ thống đánh lửa bằng phép đo: đọc dạng sóng đánh lửa ở cả mạch sơ cấp và thứ cấp để biết bôbin có tích đủ năng lượng không, tia lửa cháy trong bao lâu, và bugi yếu lộ ra ở đặc điểm nào. Bài này đi qua cách nối máy, các ngưỡng Pico công bố, và cách kiểm tra bôbin đánh lửa mà không tháo nhầm bộ phận.
1. Hai mạch, hai lớp thông tin khác nhau
Hệ thống đánh lửa có hai mạch tách bạch, và mỗi mạch trả lời một câu hỏi khác nhau:
- Mạch sơ cấp nằm giữa ắc quy và bôbin. Nó cho biết bôbin có được nạp năng lượng đúng cách hay không — thuộc về phía điều khiển và cấp nguồn.
- Mạch thứ cấp nằm giữa bôbin và bugi. Nó cho biết năng lượng đó được xả ra thành tia lửa như thế nào — thuộc về phía tải, tức bugi và buồng đốt.
Đây là lý do đo một mạch thôi thường không đủ. Bôbin nạp bình thường mà tia lửa vẫn xấu thì vấn đề nằm ở phía bugi hoặc hỗn hợp; ngược lại, tia lửa yếu do bôbin không được nạp đủ là bài toán của mạch mát và mạch điều khiển.
Trên xe đời mới dùng bôbin gắn trực tiếp trên bugi, phía thứ cấp đo được bằng đầu dò coil-on-plug kiểu cảm ứng, không xâm nhập và không phải rút dây cao áp.
2. Đo dạng sóng đánh lửa sơ cấp: cách nối
Bài guided test của Pico cho bôbin gắn trên bugi hướng dẫn như sau:
- Nối que đo kèm bộ suy giảm 10:1 vào kênh A của máy hiện sóng. Bộ suy giảm là bắt buộc — xung ngắt mạch sơ cấp vượt xa dải đo trực tiếp của kênh.
- Nối que đo vào mạch mát điều khiển của bôbin — chân này thường ký hiệu CB, T1 hoặc dấu − — và nối dây còn lại vào mát.
- Nổ máy ở chế độ không tải rồi ghi dữ liệu trực tiếp.
3. Bảng ngưỡng đọc dạng sóng sơ cấp
Khác với nhiều phép đo cơ khí, phía sơ cấp có vài ngưỡng số được Pico công bố rõ:
| Đặc điểm trên dạng sóng | Mức mong đợi | Lệch chuẩn thì nghi gì |
|---|---|---|
| Điện áp khi mạch ngắt | Bằng hoặc rất gần điện áp ắc quy | Thấp hơn nhiều: mất nguồn cấp cho bôbin |
| Điện áp khi mạch đóng | Gần 0 V | Không về gần 0 V: điện trở cao trong mạch mát, ví dụ tiếp xúc kém hoặc lỗi dây |
| Thời gian mạch đóng (dwell) | Ổn định giữa các lần nạp | Dwell thất thường: phía điều khiển hoặc nguồn không ổn định |
| Xung ngắt mạch (ping line) | Biên độ nhất quán mọi lần nạp, không thấp hơn khoảng 250 V | Thấp hơn 250 V: bôbin không tích đủ năng lượng |
| Dao động bôbin cuối đường tia lửa | Từ 3 dao động trở lên | Ít hơn 3 dao động: hỏng cách điện trong bôbin |
Hai dòng cuối là phần đáng giá nhất của phép đo sơ cấp. Xung ngắt mạch — Pico gọi là ping line — chính là năng lượng tích trữ được giải phóng từ cuộn sơ cấp, nên biên độ của nó phản ánh trực tiếp lượng năng lượng bôbin nạp được. Còn số dao động ở cuối chuỗi phản ánh quá trình tiêu tán năng lượng trong cuộn thứ cấp: đếm được dưới ba dao động là dấu hiệu cách điện đã hỏng.
Đếm dao động là một trong số ít phép kiểm tra bôbin đánh lửa cho kết luận nhị phân rõ ràng ngay tại chỗ, không cần tháo bôbin ra khỏi xe.
4. Phía thứ cấp: bốn giai đoạn của một lần đánh lửa
Tài liệu đào tạo của Pico chia dạng sóng thứ cấp thành bốn giai đoạn nối tiếp:
- Đỉnh cực âm — thời điểm cuộn thứ cấp bắt đầu xả.
- Điện áp đánh lửa bugi (plug kV) — mức điện áp mà hỗn hợp trong khe hở bugi bị ion hóa và tia lửa bắt đầu phóng qua.
- Thời gian cháy (burn time) — khoảng thời gian tia lửa duy trì sau khi đã phóng.
- Giai đoạn dao động bôbin — phần năng lượng còn dư tiêu tán đi.
Bốn chỉ số thường dùng để đánh giá hệ thống là điện áp đánh lửa, điện áp đường tia lửa, thời gian cháy và số dao động bôbin.
Ở đây cần một lời cảnh báo thẳng thắn, và chính Pico nói ra: phần lớn nhà sản xuất không công bố dữ liệu nào về hệ thống đánh lửa hay hoạt động của bugi, nên việc tự thu thập dữ liệu của mình là có giá trị. Nghĩa là đừng tìm một bảng “kV chuẩn” phổ quát — không có. Cách dùng đúng là so các máy trên cùng một động cơ với nhau, và tích lũy dạng sóng tham chiếu cho các dòng xe hay gặp trong xưởng.
5. Bugi yếu lộ ra ở đâu
Khe hở bugi ảnh hưởng trực tiếp và đo được. Trong thử nghiệm của Pico, so bugi khe hở 0,8 mm với bugi khe hở 0,6 mm, chênh lệch thời gian cháy là 0,99 ms.
Con số đó đáng chú ý vì hai lẽ. Thứ nhất, chênh lệch khe hở 0,2 mm — mức mắt thường khó phân biệt — tạo ra khác biệt gần một mili giây trên dạng sóng, tức hoàn toàn đo được. Thứ hai, nó cho thấy quan hệ nền tảng: khe hở rộng hơn đòi hỏi điện áp ion hóa cao hơn, và phần năng lượng đã dùng để phóng qua khe hở thì không còn để duy trì tia lửa, nên thời gian cháy ngắn lại.
Từ đó suy ra hướng đọc thực dụng khi một máy nghi yếu:
- Điện áp đánh lửa cao hơn hẳn các máy còn lại — nghi khe hở rộng do mòn điện cực, hoặc trở kháng tăng trên đường dẫn tới bugi.
- Thời gian cháy ngắn hơn hẳn các máy còn lại — thường đi kèm điện áp đánh lửa cao, cùng một nguyên nhân.
- Điện áp đánh lửa thấp bất thường — nghi rò rỉ điện ra ngoài trước khi tới khe hở bugi.
Thứ tự trong sơ đồ là có chủ ý: đo sơ cấp trước. Nếu ping line đã thấp dưới 250 V hoặc đếm được dưới ba dao động, vấn đề nằm ở bôbin và mạch cấp — đọc tiếp phía thứ cấp lúc đó chỉ thấy hệ quả, dễ dẫn tới kết luận nhầm là bugi hỏng.
6. Cần gì để đo
Phép đo cần một máy hiện sóng ô tô cùng bộ que đo phù hợp cho từng phía. Phía sơ cấp cần que đo có bộ suy giảm 10:1; phía thứ cấp cần đầu dò cảm ứng chuyên dụng — cả hai nằm trong nhóm phụ kiện đánh lửa Pico.
Về thân máy, PicoScope 4425A 4 kênh cho phép đặt đồng thời sơ cấp và thứ cấp của cùng một bôbin trên hai kênh, cộng thêm tín hiệu trục khuỷu để quy từng lần đánh lửa về đúng máy — cách làm việc nhanh hơn nhiều so với đo lần lượt từng máy rồi ghép lại bằng trí nhớ. Nếu muốn có sẵn cả đầu dò đánh lửa trong một cấu hình, bộ kit chẩn đoán ô tô PicoScope 4425A Advanced bổ sung nhóm phụ kiện này. Xem thêm danh mục chẩn đoán ô tô PicoScope tại Techmaster.
Một lần đo hai mạch mất khoảng mười lăm phút và cho biết nên thay bôbin, thay bugi, hay đi tìm chỗ tiếp mát kém — thay vì thay lần lượt cả ba.
