Cách kinh điển để kiểm tra sức nén động cơ là tháo hết bugi rồi lắp đồng hồ nén vào từng lỗ. Chính xác, nhưng tốn một đến hai giờ, có nguy cơ trờn ren, và trên nhiều động cơ hiện đại phải tháo cổ hút mới với tới. Có cách nhanh hơn nhiều để biết có nên làm việc đó hay không: đo áp suất xi lanh ở mức tương đối bằng cách đo dòng đề. Tài liệu Pico gọi phép đo này là relative compression, và nó chỉ cần một chiếc kẹp dòng kẹp lên dây ắc quy.
1. Vì sao dòng máy đề lại nói được sức nén
Nguyên lý nằm ở đặc tính của motor điện một chiều. Với điện áp cấp cố định, dòng mà motor DC kéo tỉ lệ với tải đặt lên nó — tải tăng thì dòng tăng.
Khi đề, tải của máy đề không phải hằng số. Mỗi lần một piston đi qua kỳ nén, nó ép khối khí trong xi lanh và máy đề phải làm việc nặng hơn hẳn. Tải nhích lên, dòng nhích lên theo. Piston qua điểm chết trên, khí giãn nở đẩy piston xuống, tải nhẹ đi và dòng tụt xuống.
Kết quả là dạng sóng dòng đề không phẳng mà gợn sóng đều đặn, mỗi gợn ứng với một kỳ nén. Vì các xi lanh nén lần lượt theo thứ tự nổ, chuỗi đỉnh dòng đó chính là bản đồ mức nén tương đối giữa các xi lanh — đọc được trong khoảng năm giây, không tháo một con ốc nào.
Cần nói rõ để không hiểu nhầm: phép đo này không đo áp suất. Nó suy ra mức nén tương đối từ tải cơ khí mà máy đề phải thắng, nên trả lời tốt câu hỏi “xi lanh nào yếu hơn các xi lanh còn lại”, nhưng không cho biết “áp suất nén là bao nhiêu bar”.
2. Quy trình đo dòng đề, đúng thứ tự
Theo bài guided test của Pico cho cả động cơ xăng và diesel, các bước như sau:
- Vô hiệu hóa hệ thống phun nhiên liệu của xe. Đây là bước đầu tiên và không được bỏ. Nếu để nhiên liệu phun bình thường, động cơ sẽ nổ trong lúc đề và toàn bộ phép đo mất ý nghĩa.
- Nối kẹp dòng cao vào kênh A. Phép đo này cần loại kẹp đo được hàng trăm ampe, không dùng kẹp dòng thấp.
- Chọn thang đo cao nhất và zero kẹp. Bỏ bước zero là nguyên nhân rất thường gặp khiến đường dòng bị lệch trục và mọi so sánh giữa các đỉnh trở nên vô nghĩa.
- Kẹp vào dây ắc quy — dương hoặc âm đều được. Chọn dây dễ tiếp cận và kẹp gọn cả bó.
- Chạy scope rồi đề khoảng 5 giây. Cần đủ vòng quay để thấy chu kỳ lặp lại, không chỉ vài đỉnh đầu.
- Dùng Waveform Buffer, Zoom và Measurements để phân tích lại bản ghi, thay vì đọc bằng mắt lúc đang đề.
Quy trình cho động cơ diesel giống hệt động cơ xăng. Khác biệt nằm ở kỳ vọng: động cơ diesel có tỉ số nén cao hơn nên dòng đề nhìn chung lớn hơn và các đỉnh rõ nét hơn.
3. Đọc dạng sóng: cái cần tìm là đỉnh thấp lặp lại
Trong điều kiện lý tưởng, các xi lanh nén như nhau nên các đỉnh dòng cao bằng nhau. Thực tế thì luôn có chênh lệch nhẹ giữa các đỉnh, và điều đó bình thường.
Dấu hiệu cần bắt là: một đỉnh thấp lặp lại theo đúng chu kỳ. Tính lặp lại mới là bằng chứng. Một đỉnh thấp đơn lẻ có thể do máy đề chớm tải, do ắc quy sụt, hoặc do người đo cử động tay kẹp. Nhưng nếu cứ mỗi vòng quay lại có một đỉnh thấp ở đúng vị trí đó trong chuỗi, thì có một xi lanh nén yếu hơn các xi lanh còn lại — và đó là căn cứ để đi sâu thêm.
Ba quy tắc giữ cho kết luận không sai:
- Đọc theo thứ tự nổ, không theo thứ tự xi lanh. Đỉnh thứ ba trong chuỗi không phải là xi lanh số 3. Phải tra thứ tự nổ của động cơ rồi mới quy được đỉnh nào thuộc máy nào.
- So tương đối, đừng so với con số tuyệt đối. Tài liệu Pico không đưa ngưỡng ampe hay ngưỡng phần trăm chênh lệch nào để phán đạt hay không đạt. Giá trị của phép đo nằm ở việc so các đỉnh trong cùng một bản ghi với nhau.
- Ắc quy yếu làm hỏng phép đo. Dòng đề phụ thuộc điện áp cấp; nguyên lý chỉ đúng khi điện áp cấp coi như cố định. Ắc quy sụt áp trong lúc đề khiến biên độ trôi dần và không so được các đỉnh với nhau.
Một lợi ích kèm theo thường bị bỏ quên: phép đo này đánh giá cả tình trạng máy đề. Dòng đề cao bất thường trên mọi đỉnh, hoặc dạng sóng gợn bẩn không theo chu kỳ nén, hướng nghi ngờ về phía máy đề, dây dẫn và điểm mát chứ không phải về phía sức nén.
4. Nén yếu thì nghi cái gì
Khi đã xác nhận có một xi lanh nén yếu, tài liệu Pico liệt kê các nguyên nhân điển hình gây vấn đề sức nén:
| Nhóm nguyên nhân | Cụ thể |
|---|---|
| Xu páp | Sai định thời hoặc mất độ kín ở xu páp nạp hoặc xả |
| Nhóm piston | Piston, thành xi lanh hoặc xéc măng bị lỗi |
| Đường nạp | Lọc gió hoặc đường nạp bị tắc |
| Đường xả | Đường xả bị tắc |
| Tăng áp | Lỗi turbo |
| Bôi trơn | Rửa trôi màng dầu thành xi lanh, hoặc lỗi bôi trơn động cơ |
Lưu ý rằng danh sách này gồm cả những nguyên nhân không nằm trong xi lanh — lọc gió tắc, đường xả tắc, lỗi turbo. Đó là lý do nên xử lý các khả năng rẻ tiền và dễ kiểm tra trước khi kết luận hỏng phần cơ khí bên trong.
5. Giới hạn của phép đo và bước xác nhận
Relative compression là phép sàng lọc, không phải phép kết luận. Nó có ba giới hạn cần nhớ:
- Nó cho biết xi lanh nào yếu so với các xi lanh khác. Nếu cả bốn máy cùng nén kém đều nhau, dạng sóng vẫn đẹp và phép đo không phát hiện được.
- Nó không cho biết nguyên nhân. Xu páp hở và xéc măng mòn cho cùng một biểu hiện là đỉnh dòng thấp.
- Nó không cho con số áp suất để so với thông số hãng.
Bước xác nhận mà tài liệu Pico chỉ ra là đo áp suất trong xi lanh (in-cylinder pressure), thực hiện được ở cả chế độ đề và chế độ nổ máy bằng cảm biến áp suất chuyên dụng lắp vào lỗ bugi hoặc lỗ kim phun. Lúc này bạn đã biết chính xác cần mở xi lanh nào, nên công tháo lắp chỉ còn bằng một phần nhỏ so với đo nén toàn bộ ngay từ đầu.
Trình tự hợp lý vì thế là: đo dòng đề để khoanh vùng, rồi mới đo áp suất trong xi lanh để xác nhận nguyên nhân.
6. Cần gì để làm được phép đo này
Thiết bị tối thiểu gọn hơn nhiều người nghĩ: một máy hiện sóng một kênh trở lên và một kẹp dòng đo được hàng trăm ampe. Vì phép đo chỉ dùng một kênh, máy PicoScope 4225A 2 kênh 20 MHz đã đủ, và kênh còn lại vẫn trống để thêm tín hiệu tham chiếu như xung đánh lửa hay tín hiệu trục khuỷu khi cần quy đỉnh dòng về đúng máy.
Phần quyết định là kẹp dòng. Dải đo phải phủ được dòng đề, nên đây là việc của kẹp dòng ô tô Pico dải cao chứ không phải kẹp dòng thấp dùng cho kim phun — hai dải đo không thay nhau được, và kẹp dòng thấp kẹp vào dây ắc quy lúc đề sẽ quá tải. Nếu muốn có sẵn cả hai loại kẹp trong một bộ, bộ kit chẩn đoán ô tô 4225A Standard (PQ177) bổ sung kẹp dòng cao và thấp vào cấu hình cơ bản. Xem thêm tổng quan thiết bị Pico Technology tại Techmaster.
Năm giây đề và một chiếc kẹp dòng cho biết có nên tháo động cơ hay không — thông tin đáng có trước khi báo giá.
