Nghiên cứu thực nghiệm hệ thống đánh lửa lai bô bin đôi trên động cơ đốt trong

Nếu nh hệ thống đánh lửa điện c m tạo tia lửa ổn đ̣nh nh ng lại tiêu tốn nhiều năng l ợng và ph i gi i phóng một l ợng năng l ợng d thừa vào cuối quá tr̀nh đánh lửa thì hệ thống đánh lửa

TÓM T ẮT

Trên ô tô hi n nay, h thống đánh lửa đ ợc phát triển m nh nhất bao gồm hai

lo i là h thống đánh lửa đi n dung (CDI – capacitor discharged ignition system) và

h thống đánh lửa đi n c m (TI – transistor ignition system) Mặc dù mỗi lo i có u

nh ợc điểm khác nhau nh ng hoàn toàn độc lập không liên quan gì với nhau Tùy theo mục đích sử dụng của mỗi lo i xe mà ng ời ta trang bị một trong hai h thống đánh lửa khác nhau Nếu nh h thống đánh lửa đi n c m t o tia lửa ổn định nh ng

l i tiêu tốn nhiều năng l ợng và ph i gi i phóng một l ợng năng l ợng d thừa vào

cuối quá trình đánh lửa thì h thống đánh lửa đi n dung có hi u suất đánh lửa cao

nh ng l i cần một nguồn đi n thế trung áp n p vào tụ đi n Chính vì thế, đối t ợng nghiên cứu của đề tài là kết hợp hai lo i đánh lửa này l i với nhau để tận dụng

những u điểm của h thống này khắc phục cho h thống khác

Mục đích chính là thiết kế một sơ đồ m ch đi n kết hợp hai h thống đánh lửa là CDI và TI l i với nhau Thử nghi m trên động cơ nhằm kiểm nghi m về quá trình

n p và xã của tụ theo tốc độ của động cơ khi kết hợp các h thống đánh lửa l i với nhau

Trên cơ sở đó kiểm nghi m kết qu mức tiêu hao nhiên li u cũng nh so sánh nồng độ khí x của các h thống khi kết hợp chúng l i với nhau

K t qu nghiên c u c a đ tài

Qua quá trình thực hi n, đề tài đư đ t đ ợc những kết qu sau:

- Chế t o đ ợc một h thống đánh lửa lai ho t động ổn định

- Thực nghi m h thống đánh lửa lai trên động cơ, động cơ ho t động tốt

- Kết qu đ t đ ợc đáp ứng đ ợc các yêu cầu về các chỉ tiêu nh : Mức tiêu hao nhiên li u, tiêu chuẩn khí x

- Mô hình đ ợc thiết kế theo đúng mục tiêu đề ra của đề c ơng

- Nội dung thuyết minh đi kèm phù hợp với đặc điểm của mô hình và mục tiêu

đ ợc đề ra

ABSTRACT

At present, the ignition system is developed, which includes two types of

capacitive ignition system and ignition system transistored Although, each type has

different advantages and disadvantages, but unrelated to each other Depending on

the purpose used of each type of vehicle that people equipped with one them TI is

stable but consumes more energy and releases an amount of energy surplus at the

end of the process, CDI has high performance ignition but needs a power source to

recharge the high voltage capacitors Therefore, the object of the research topic is to

combine two types of ignition system together to leverage the advantages of this

system to other system

The main goal is to design a circuit diagram combines two ignition systems

are CDI and TI together Testing the engine to test the process of charging and

discharging the capacitor when the motor speed combined ignition systems

together

On that basis, the test results as well as fuel consumption comparable

concentrations of the exhaust system to combine them together

The results of the research topic:

Through the implementation process, the subject has achieved the following results:

- The stability of a hybrid ignition system operation

- Test the ignition system on a hybrid motor, fine motor activities

- Results achieved to meet the requirements of the targets, such as fuel consumption, exhaust gas standards

- The model is designed in accordance with objectives of the proposal

- Content notes to match the characteristics of the model and the goals outlined

Hình 1.1: Sơ đồ h thống đánh lửa DC – CDI 6

Hình 1.2: H thống đánh lửa transistor không dùng vit 7

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý của h thống đánh lửa 10

Hình 2.2: Sơ đồ t ơng đ ơng của m ch sơ cấp của h thống đánh lửa 10

Hình 2.3: Quá trình tăng tr ởng dòng sơ cấp 12

Hình 2.4: Sơ đồ t ơng đ ơng của h thống đánh lửa 15

Hình 2.5: Qui luật biến thiên dòng đi n sơ cấp i1, đi n thế thứ cấp U2 và dòng đi n thứ cấp I2 theo t 16

Hình 2.6: Qui luật biến đổi HĐT thứ cấp U2mvà c ờng độ dòng đi n thứ cấp i2 khi tiếp điểm mở 18

Hình 2.7: Sơ đồ khối h thống đánh lửa đi n dung 20

Hình 2.8: Sơ đồ t ơng đ ơng quá trình n p tụ 21

Hình 2.9: Đặc tuyến phóng khi SCR mở 22

Hình 2.10: Sơ đồ có diode mắc song song với SCR 22

Hình 2.11: Đặc tuyến phóng qua cuộn thứ cấp 23

Hình 2.12: So sánh hai kiểu đánh lửa TI – CDI 24

Hình 2.13: Sơ đồ m ch đi n h thống đánh lửa lai 26

Hình 2.14: Sơ đồ nhánh sơ cấp bobine đánh lửa đi n c m 27

Hình 2.15: Sơ đồ t ơng đ ơng quá trình đánh lửa đi n c m 28

Hình 2.16: Sơ đồ quá trình đánh lửa đi n dung 30

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý h thống đánh lửa lai 32

Hình 3.2: Sơ đồ t ơng đ ơng quá trình n p tụ 33

Hình 3.3: Đặc tuyến phóng khi SCR mở 36

Hình 3.4: Sơ đồ có diode mắc song song với SCR 36

Hình 3.5: Đặc tính phóng qua cuộn thứ cấp 37

Hình 3.6: M ch đánh lửa lai dư đ ợc chống nhi u 38

Hình 3.7: M ch điều khiển đánh lửa lai 39

Hình 3.8: M ch điều khiển tín hi u IGF 39

Hình 3.9: Sơ đồ chân vi điều khiển 40

Hình 3.10: Bo m ch đồng điều khiển 40

Hình 3.11: M ch điều khiển đánh lửa lai lắp trên động cơ 41

Hình 3.12 Hình nh thể hi n đi n áp n p vào tụ ở tốc độ 800 v/p 43

Hình 3.13 Hình nh thể hi n đi n áp n p vào tụ ở tốc độ 1500 v/p 43

Hình 3.14 Hình nh thể hi n đi n áp n p vào tụ ở tốc độ 2000 v/p 43

Hình 3.15 Hình nh thể hi n đi n áp n p vào tụ ở tốc độ 2500 v/p 44

Hình 3.16 Hình nh thể hi n đi n áp n p vào tụ ở tốc độ 2800 v/p 44

Hình 3.17 Biểu đồ sự phụ thuộc của đi n áp n p của tụ vào tốc độ động cơ 45

Hình 4.1: M ch điều khiển bô bin đôi 46

Hình 4.2: Sơ đồ m ch đi n điều khiển động cơ 5S-FE Toyota 1997 2.2l 47

Hình 4.3: Hình nh động cơ sử dụng hai bobine đôi 48

Hình 4.4: Cụm bobine đôi cách bi t sử dụng hai nguồn đi n 50

Hình 4.5: Kiểm tra nồng độ khí xư động cơ xăng 53

Hình 4.6: Biểu đô quan h giữa tỷ l hỗn hợp không khí-nhiên li u và l ợng CO/HC sinh ra 54

Hình 4.7: Sự phụ thuộc của hi u đi n thế đánh lửa vào tốc độ và t i trọng của động cơ 58

DANH M ỤC CÁC CHỮ VI T TẮT

1 CDI: Capacitor Discharged Ignition system

2 TI: Transistor Ignition system

8 AC: Đi n áp xoay chiều

9. ECT: Engine Coolant Temperature

10. TPS: Throttle Position Sensor

11 ECU: Engine control unit

12 ECM : Engine control module

13 MAP: Manifold absolute Pressure Sensor

M ỤC LỤC

Quyết định giao đề tài

Xác nhận của cán bộ h ớng dẫn

Lý lịch khoa học i

Lời cam đoan ii

Lời cám ơn iv

Tóm tắt v

Danh mục hình vẽ và sơ đồ vii

Các chữ viết tắt ix

Mục lục x

PH ẦN A: MỞ ĐẦU 1

1 Dẫn nhập 2

2 Lý do chọn đề tài 2

3 Đối t ợng nghiên cứu 2

4 Kế ho ch thực hi n 3

PH ẦN B: NỘI DUNG 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 5

1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 5

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài n ớc 5

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong n ớc 5

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài n ớc 8

1.3 Mục tiêu đề tài 8

1.4 Nhi m vụ và giới h n đề tài 9

1.4.1 Nhi m vụ của đề tài 9

1.4.2 Giới h n của đề tài 9

1.5 Ph ơng pháp nghiên cứu 9

2 Cơ sở lý thuyết đánh lửa đi n c m và đi n dung 10

2.1 Lý thuyết đánh lửa đi n c m 10

2.1.1 Quá trình tăng tr ởng dòng sơ cấp 10

2.1.2 Quá trình ngắt dòng sơ cấp 14

2.1.3 Quá trình phóng đi n ở đi n cực bougie 17

2.2 u, nh ợc điểm của h thống đánh lửa đi n c m 19

2.2.1 u điểm của h thống đánh lửa đi n c m 19

2.2.2 Nh ợc điểm của h thống đánh lửa đi n c m 19

2.3 Lý thuyết đánh lửa đi n dung 20

2.3.1 Sơ đồ khối nguyên lý ho t động của h thống đánh lửa đi n dung 20

2.3.2 Quá trình n p đi n vào tụ C 20

2.3.3 Quá trình phóng đi n ở tụ C và hình thành tia lửa đi n 22

2.3.4 Tần số dao động của biến áp xung 24

2.4 u, nh ợc điểm của h thống đánh lửa đi n dung 24

2.4.1 u điểm của h thống đánh lửa đi n dung 24

2.4.2 Nh ợc điểm của h thống đánh lửa đi n dung 25

2.5 Xây dựng lý thuyết h thống đánh lửa lai 25

2.5.1 Xây dựng sơ đồ m ch đi n h thống đánh lửa lai 26

2.5.2 Quá trình tăng tr ởng dòng sơ cấp đánh lửa đi n c m 27

2.5.3 Quá trình đánh lửa đi n c m 28

2.5.4 Quá trình đánh lửa đi n dung 29

CHƯƠNG 3: NGHIÊN C U, CH T O M CH ĐÁNH LỬA LAI 32

3.1 Các vấn đề cần gi i quyết 32

3.2 Chế t o m ch đi n điều khiển đánh lửa lai 32

3.2.1 Sơ đồ nguyên lý m ch đánh lửa lai 32

3.2.2 Chọn tụ đi n 33

3.2.3 Quá trình dòng n p và dòng phóng của tụ 34

3.2.4 Quá trình phóng đi n ở tụ C và hình thành tia lửa đi n 35

3.3 Chống nhi u cho m ch 37

3.4 Chọn các linh ki n khác 38

3.5 Thử nghi m trên động cơ 39

3.6 Ch ơng trình điều khiển h thống đánh lửa lai 47

CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 49

4.1 Các chỉ tiêu cần cần đánh giá của h thống đánh lửa lai 49

4.2 M ch đi n điều khiển động cơ 50

4.3 Thực nghi m dòng đi n tiêu thụ của h thống đánh lửa 51

4.4 Thực nghi m mức tiêu hao nhiên li u 53

4.4.1 u, nh ợc điểm của ph ơng pháp đo tiêu hao nhiên li u thủ công 55 4.4.1.1 u điểm của ph ơng pháp đo tiêu hao nhiên li u thủ công 55

4.4.1.2 Nh ợc điểm của ph ơng pháp đo tiêu hao nhiên li u thủ công 56

5 Kiểm nghi m khí x 56

PH ẦN C: K T LUẬN VÀ Đ NGHỊ 63

1 Kết luận 64

2 Tự đánh giá những đóng góp của đề tài 64

3 Kiến nghị 64

TÀI LI U THAM KH O 65

PH N A

1 D n nh p

Trong những thập niên tr lại đây, công nghiệp ôtô đư có những sự thay đổi lớn lao Đặc biệt, hệ thống điện và điện tử trên ôtô đư có b ớc phát triển v ợt bậc nhằm đáp ứng các yêu cầu: Tăng công su t động cơ, gi m tiêu hao nhiên liệu, gi m độ độc hại của khí x , tăng tính an toàn và tiện nghi cho ôtô Ngày nay, chiếc ôtô là một hệ thống phức tạp bao gồm cơ khí và điện tử Trên hầu hết các hệ thống điện ô

tô đều có các bộ vi xử lý để điều khiển các hệ thống Các hệ thống mới cũng đ ợc

ra đ i

2 LỦădoăchọnăđ ătƠi

Sự phát triển không ngừng của nghành công nghiệp ô tô, nh ng bên cạnh đó, sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô nói riêng và sự phát triển của xã hội nói chung luôn ph i đi kèm theo b o vệ môi tr ng và tiết kiệm năng l ợng Điều đó là

cần thiết cho sự phát triển bền vững của xã hội ngày nay Các hệ thống mới từ đây cũng ra đ i Song song đó hệ thống đánh lửa không ngừng đ ợc c i tiến từ thế hệ thứ nh t cho tới nay là hệ thống thứ t Nhằm tạo ra một hệ thống mang tính mới

phẩm lại th p Vậy nên hệ thống đánh lửa lai đ ợc ra đ i

3 Đ iăt ng nghiên c u

Lĩnh vực đề tài nghiên cứu là hệ thống điện trên ô tô và hệ thống đánh lửa là chủ yếu Qua đó nhằm tạo ra một hệ thống mới cho giáo viên tham kh o cũng nh ứng dụng lên hệ thống điện trên động cơ

Qua đây cũng làm tài liệu cho các em sinh viên, học sinh hiểu rõ hơn hệ thống đánh lửa lai mà tiền đề là hệ thống đánh lửa điện dung và hệ thống đánh lửa điện

c m

4 K ho ch th c hi n

Th iăgian Côngăviê ̣c

Th́ngă10/2012 - th́ngă9/2013

10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9

2 Xác đ̣nh đề tài nghiên cứu,

3 T̀m hiểu, thu thâ ̣p tai liệu về

4 Chuẩn ḅ vật t , linh kiện cho

5 Viêt cơ sở ly luâ ̣n, ch ơng

7 Hoàn ch̉nh phần cơ s lý luận,

11 X ̉ ly va đanh gia kêt quả th ̣c

nghiê ̣m Viêt phân kêt luâ ̣n,

12 Hoàn ch̉nh thủ tục, b o vệ

PH N B

N I DUNG

Ch ng 1

T NG QUAN 1.1 T ng quan v lĩnhăv c nghiên c u

Trên ô tô hiện nay, hệ thống đánh lửa đ ợc phát triển mạnh nh t bao gồm hai loại là hệ thống đánh lửa điện dung (CDI – capacitor discharged ignition system) và

hệ thống đánh lửa điện c m (TI – transistor ignition system) Mặc dù mỗi loại có u

nh ợc điểm khác nhau nh ng hoàn toàn độc lập không liên quan gì với nhau Tùy theo mục đích sử dụng của mỗi loại xe mà ng i ta trang ḅ một trong hai hệ thống đánh lửa khác nhau Nếu nh hệ thống đánh lửa điện c m tạo tia lửa ổn đ̣nh nh ng lại tiêu tốn nhiều năng l ợng và ph i gi i phóng một l ợng năng l ợng d thừa vào

cuối quá tr̀nh đánh lửa thì hệ thống đánh lửa điện dung có hiệu su t đánh lửa cao

nh ng lại cần một nguồn điện thế trung áp nạp vào tụ điện Chính vì thế, đối t ợng nghiên cứu của đề tài là kết hợp hai loại đánh lửa này lại với nhau để tận dụng

những u điểm của hệ thống này khắc phục cho hệ thống khác

Mục đích chính là thiết kế một sơ đồ mạch điện kết hợp hai hệ thống đánh lửa là CDI và TI lại với nhau Thử nghiệm trên động cơ bobine đôi nhằm kiểm nghiệm về quá trình nạp và x của tụ theo các quá trình làm việc của động cơ

Trên cơ s đó kiểm nghiệm kết qu mức tiêu hao nhiên liệu cũng nh so sánh

nồng độ khí x của các hệ thống khi kết hợp chúng lại với nhau

khiến cho tổn hao năng l ợng trong hệ thống đánh lửa cao, đồng th i kh năng điều ch̉nh góc đánh lửa sớm r t kém Với việc dùng vi điều khiển thông dụng và gi i thuật điều khiển tốt, một thiết kế mới cho bộ điều khiển đánh lửa kiểu CDI-AC sẽ giúp điều ch̉nh góc đánh lửa sớm linh hoạt theo tốc độ động cơ, và tăng c ng năng l ợng tia lửa điện nh ng vẫn gi m tổn hao năng l ợng của hệ thống u điểm này sẽ là cơ s giúp c i thiện công su t, tiết kiệm nhiên liệu, gi m phát th i ô nhiễm

và tăng tính năng vận hành của động cơ xe gắn máy

 Đ́nhăl aăDC-CDI

Ngu n:ăbenhvienoto.vn Nĕm:ă2011

H ăth ngăđ́nhăl aăDC-CDI

Hình 1.1 S ăđ ăh ăth ngăđ́nhăl aăDC - CDI

Hệ thống đánh lửa này không có nguồn điện xoay chiều phát ra từ cuộn nguồn vô lăng, mà nguồn cung c p cho CDI đánh lửa là từ ắc qui (hoặc dòng điện xoay chiều

đư đ ợc nắn thành một chiều bộ sạc) Dòng điện c p cho CDI v̀ vậy r t ổn đ̣nh, sau khi vào CDI qua bộ khuếch đại điện áp, nó sẽ đ ợc tích vào tụ điện Các tiến tr̀nh còn lại trong quá tr̀nh đánh lửa hoàn toàn giống với hệ thống đánh lửa AC-CDI

 H th ngăđ́nhăl aăđi n c m ( TI )

Đệ thống đánh lửa bán dẫn

Hình 1.2 H th ngăđ́nhăl a transistor không dùng vít

Đây là hệ thống đ ợc sử dụng rộng r i trên các xe đ i cũ r t nhiều

 Nghiên c u chuy năđ i h th ngăđ́nhăl a bán d n sang h th ngăđ́nhă

l a tr c ti p (T p chí Khoa h ọc s 01 tháng 06/ 2011)

đánh lửa bán dẫn sang hệ thống đánh lửa trực tiếp theo hai ph ơng án

Phương án 1: Hệ thống đánh lửa trực tiếp bobine đôi

Phương án 2: Hệ thống đánh lửa trực tiếp bobine đơn

Khi thực hiện chuyển đổi, tác gi đư thí nghiệm đo các xung đánh lửa, công

su t, moment, l ợng nhiên liệu tiêu thụ và nồng độ khí th i của động cơ 5A-FE sử

dụng hệ thống đánh lửa bán dẫn và hệ thống đánh lửa trực tiếp ( bobine đôi và bobine đơn )

Đánh giá kết qu thực nghiệm chuyển đổi động cơ 5A-FE đánh lửa bán dẫn sang đánh lửa trực tiếp bobine đôi và bobine đơn sẽ giúp tình trạng đánh lửa, động cơ tăng công su t ( kho ng 3.13 % ), moment tăng (kho ng 6.6 %), tiết kiệm nhiên liệu (kho ng 16,5 %) và gi m thiểu ô nhiễm môi tr ng

Với việc dùng vi điều khiển thông dụng và gi i thuật điều khiển tốt, một thiết kế

mới cho bộ điều khiển đánh lửa kiểu CDI-AC sẽ giúp điều ch̉nh góc đánh lửa sớm linh hoạt theo tốc độ động cơ và tăng c ng kh năng tia lửa điện nh ng vẫn gi m

tổn hao năng l ợng của hệ thống u điểm này sẽ giúp c i thiện công su t, tiết kiệm nhiên liệu, gi m phát th i ô nhiễm và tăng tính năng vận hành của động cơ xe gắn máy

 Gi i pháp nghiên cứu chế tạo hệ thống đánh lửa lai bobine đơn và bobine đôi của Ths Đỗ Quốc m và Ths Phan Nguyễn Quý Tâm Đây là đề tài tiến sỹ Đề tài xây dựng ph ơng tr̀nh cho quá tr̀nh nạp và x của tụ trong mạch CDI Qua đó thu nhận năng l ợng từ các cuộn dây để nạp cho tụ

1.3 M c tiêu đ tài

Hiện nay có r t nhiều hệ thống đánh lửa trên các ô tô đ i mới, việc nghiên cứu

và thí nghiệm để tạo ra một hệ thống đánh lửa mới nhằm mục đích sau:

đánh lửa điện cảm lại với nhau” để thử nghiệm trên xe, kiểm tra mức tiêu hao

nhiên liệu, cũng nh quá tr̀nh đốt cháy nhiên liệu của hệ thống đánh lửa mới

1.4 Nhi m v và gi i h năđ tài

1.4.1 Nhi m v c aăđ tài

Đề tài nhằm gi i quyết một số nhiệm vụ sau:

- Thiết kế một hệ thống đánh lửa mới liên kết hai loại đánh lửa lại với nhau

- Xây dựng cơ s lý thuyết tính toán cho hệ thống đánh lửa lai CDI-TI

- Thử nghiệm hệ thống đánh lửa mới trên ô tô

- Kiểm nghiệm kết qu của hệ thống đánh lửa mới lên trên cùng một động cơ

sử dụng đánh lửa bobine đôi

- Xây dựng đồ tḥ và biểu diển trên biểu đồ các thông số của s n phẩm cháy

1.4.2 Gi i h n c aăđ tài

- Việc thiết kế mạch gặp nhiều khó khăn trong việc tính toán các linh kiện điện tử

kiểm tra đ ợc thực hiện bằng thủ công

- Tính toán cũng nh kiểm nghiệm kết qu dựa trên nhiều ph ơng pháp

1.5 Ph ngăph́pănghiênăc u

Trong quá trình thực hiện đề tài, sử dụng một số ph ơng pháp nghiên cứu sau:

- Ph ơng pháp nghiên cứu tài liệu

- Ph ơng pháp xây dựng mô hình toán

- Ph ơng pháp thực nghiệm và xử lý số liệu

- Ph ơng pháp kh o sát đối t ợng

Ch ngă2

C ăS LÝ THUY T

2 Lý thuy tăđ́nhăl aăđi n c măvƠăđi n dung

2.1 Lý thuy t đ́nh l a đi n c m

Hệ thống đánh lửa điện c m là hệ thống sử dụng năng l ợng đánh lửa tích trử

bô bin d ới dạng năng l ợng từ tr ng Để tạo tia lửa trên đầu bougie thì hệ thống này ph i cho một dòng điện chạy qua cuộn sơ c p bobine và ngắt dòng này đột ngột khi dạt yêu cầu Quá tr̀nh tr̀nh này chia làm ba giai đoạn nh sau

2.1.1 Quá trình tĕng tr ng dòng s c p

Trong sơ đồ của hệ thống đánh lửa trên :

- R f: Điện tr phụ

- R 1: Điện tr của cuộn sơ c p

- L 1 , L 2: Độ tự c m của cuộn sơ và cuộn thứ c p của bobine

- T: Tiếp điểm hoặc transistor công su t

Hình 2.2 S ăđ t ngăđ ngăc a m chăs ăc p c a h th ngăđ́nhăl a

T

Khi tiếp điểm đóng hoặc Transistor công su t dẫn, trong mạch sơ c p sẽ có dòng

điện i 1 từ: (+)ắc qui R f  L 1 ti ếp điểm mass Dòng điện i 1 tăng từ từ do su t

điện động tự c m sinh ra trên cuộn sơ c p (L 1) chống lại sự tăng của c ng độ dòng điện giai đoạn này mạch thứ c p của hệ thống đánh lửa gần nh không nh

h ng đến quá tr̀nh tăng dòng mạch sơ c p Hiệu điện thế và c ng độ dòng điện

xu t hiện mạch thứ c p không đáng kể nên ta có thể coi nh mạch thứ c p h Vì

vậy, giai đoạn này ta có sơ đồ dòng t ơng đ ơng đ ơc tr̀nh bày Hình 2.2

Trên sơ đồ, giá tṛ điện tr trong của ắc qui đ ợc bỏ qua, trong đó:

f

R R

R  1 

T

aq U U

di L R

e R

U t

U t i







L y đạo hàm (2.2) theo th i gian t, ta đ ợc tốc độ tăng tr ng của dòng sơ c p

Hình2.2 Nh vậy, tốc độ tăng dòng sơ c p phụ thuộc chủ yếu vào độ tự c m L1

1

/ 1 1

1  e 

L

U dt

Với bobine xe đ i củ với độ tự c m lớn (đ ng1), tốc độ tăng chậm hơn bobine xe

đ i mới với độ tự c m nhỏ (đ ng 2) Chính vì vậy, lửa sẽ yếu khi tốc độ càng cao

Trên các xe đ i mới, hiện t ợng này đ ợc khắc phục nh sử dụng bobine có L 1 nhỏ

Đồ tḥ cho th y độ tự c m L 1 của cuộn sơ c p càng lớn thì tốc độ tăng tr ng dòng sơ c p i1 càng gi m Gọi tđ là th i gian tiếp điểm đóng th̀ c ng độ dòng điện

sơ c p Ing tại th i điểm đánh lửa khi tiếp điểm đóng là:

- n : Số vòng quay trục khuỷu động cơ Vòng/phút (min-1)

- Z : Số xylanh của động cơ

- đ : Th i gian tích lũy năng l ợng t ơng đối

Trên các xe đ i cũ, th i gian tích lũy năng l ợng t ơng đối đ =2/3, còn các xe

đ i mới nh cơ c u hiệu ch̉nh th i gian tích luỹ năng l ợng (góc ngậm) nên đ < 2/3

1 120

) e

( R

U

I γ nZ . τ ng

1

2



Từ biểu thức ta th y Ing phụ thuộc vào tổng tr của mạch sơ c p (R), độ tự c m

của cuộn sơ c p (L 1), số vòng quay trục khuỷu động cơ (n), và số xylanh (Z) Nếu

R Z , L 1 , Z không đổi th̀ khi tăng số vòng quay trục khuỷu động cơ (n), c ng độ dòng điện I ng sẽ gi m

Tại th i điểm đánh lửa, năng l ợng đư đ ợc tích lũy trong cuộn dây sơ c p d ới dạng từ tr ng:

2

2 1

2

)1

(2

2

t ñ

t ng

R

U L L I

1(2

.2

2 2

2 1 2

U L

1 1









Hàm W đl = f(a) đạt đ ợc giá tṛ cực đại, tức nhận đ ợc năng l ợng từ hệ thống

c p điện nhiều nh t khi:

256 , 1

R

Đối với hệ thống đánh lửa th ng và hệ thống đánh lửa bán dẫn loại không có

mạch hiệu ch̉nh th i gian tích luỹ năng l ợng t đđiều kiện không thể thực hiện đ ợc

vì t đ là giá tṛ thay đổi phụ thuộc vào tốc độ n của động cơ Sau khi đạt đ ợc giá tṛ

U/R , dòng điện qua cuộn sơ c p sẽ gây tiêu phí năng l ợng vô ích, tỏa nhiệt trên

cuộn sơ c p và điện tr phụ Trên các xe đ i mới, nh ợc điểm trên đ ợc loại trừ

nh mạch hiệu ch̉nh th i gian tích lũy năng l ợng tđ

L ợng nhiệt to ra trên cuộn sơ c p của bobine W n đ ợc xác đ̣nh b i công thức sau:

 d

t

n i R dt W

0 1

2 1

)dt e

e ( R R

U

t n

ñ

1

1 0 2

U

1

2 1

1 2

1 2

2

2

2 t/ τ t/ τ ñ

n R (t τ e (τ / )e R

I

P t d

n 1

2 1

τ ) e ( T

τ T

t R R

U

2 1

1 1

2

2

1 2 1

2 max R R

U

P n





Thực tế khi thiết kế, Pnmax ph i nhỏ hơn 30W để tránh tình trạng nóng bobine

Vì nếu P nmax 30W, nhiệt l ợng sinh ra trên cuộn sơ c p lớn hơn nhiệt l ợng tiêu tán

Trong th i gian tích lũy năng l ợng, trên cuộn thứ c p sẽ su t hiện một sức điện

động t ơng đối nhỏ, ch̉ x p x̉ 1000V

dt

di L K

Ke bb 1

1

2 

Trong đó:

- e 2: Sức điện động trên cuộn thứ c p

- K bb: Hệ số biến áp của bobine

Sức điện động này bằng 0 khi dòng điện sơ c p đạt giá tṛ U/R.

2.1.2 Quá trình ng tădòngăs ăc p

Trên cuộn thứ c p của bobine sẽ sinh ra một hiệu điện thế kho ng từ (15÷40)KV

Giá tṛ của hiệu điện thế thứ c p phụ thuộc vào r t nhiều thông số của mạch sơ c p

và thứ c p Để tính toán hiệu điện thế thứ c p đạt cực đại, ta sử dụng sơ đồ t ơng

đ ơng đ ợc trình bày trên hình vẽ d ới đây:

Hình 2.4 S ăđ t ngăđ ngăc a h th ngăđ́nhăl a

Trong sơ đồ này:

- R m: điện tr m t mát

- R r: Điện tr rò qua điện cực bougie

Bỏ qua hiệu điện thế ắc qui vì hiệu điện thế của ắc qui r t nhỏ so với hiệu điện

thế xu t hiện trên cuộn sơ c p lúc tiếp điểm m Ta xét tr ng hợp không t i, có nghĩa là dây cao áp đ ợc tách ra khỏi bougie Tại th i điểm tiếp điểm m năng

l ợng từ tr ng tích lũy trong cuộn sơ c p của bobine đ ợc chuyển thành năng

l ợng điện tr ng chứa trên tụ điện C 1 và C 2 và một phần m t mát Để xác đ̣nh hiệu điện thế thứ c p cực đại U2m ta lập ph ơng tr̀nh cân bằng năng l ợng lúc tiếp điểm m :

A U C U C L

2

2 2 2

2 1 1 1 2

- C 2: Điện dung ký sinh trên mạch thứ c p

U1m , U2m : Hiệu điện thế trên mạch sơ c p và thứ c p lúc transistor công su t

I 1 (A)

I 2 (A)

t

2

W

W

K  : hệ số biến áp của bobine

W1, W2: Số vòng dây của cuộn sơ c p và thứ c p

2 2 2 2

2 2 1 1

2

m bb

m

ng C U

K

U C L



1

2 2 2 1 2

2 C I L K

L I

K U

bb ng

bb m

2

2 1

1

η C K C

.I L K

U

bb

ng bb

m

2

2 1

2 1 2







2

2

2 1 2

C K C

W K

U

bb

dt bb

2.1.3 Qúătrìnhăphóngăđi n đi n c c bougie

Khi điện áp thứ c p U2 đạt đến giá tṛ Udl tia lửa điện cao thế sẽ xu t hiện giữa hai điện cực của bougie Bằng thí nghiệm ng i ta chứng minh đ ợc rằng tia

lửa xu t hiện điện cực bougie gồm hai thành phần là thành phần điện dung và thành phần điện c m

Thành phần điện dung của tia lửa do năng l ợng tích lũy trên mạch thứ c p đ ợc

qui ớc b i điện dung ký sinh C 2 Tia lửa điện dung đ ợc đặt tr ng b i sự sụt áp và

tăng dòng đột ngột Dòng có thể đạt vài chục Amper (hình v 2.6)

Hình 2.6 Qui lu t bi năđ iăHĐTăth c p U2m vƠăc ngăđ

dòngăđi n th c p i2 khi ti păđi m m

Dao động với tầng số cao (10 610 7 )Hz và dòng lớn, tia lửa điện dung gây nhiễu

vô tuyến và mài mòn điện cực bougie Để gi i quyết v n đề vừa nêu, trên mạch thứ

c p (nh nắp bộ chia điện, con quay chia điện, dây cao áp) th ng đ ợc mắc thêm các điện tr Trong các ôtô đ i mới ng i ta dùng dây cao áp có lõi bằng than để tăng điện tr Do tia lửa xu t hiện tr ớc khi hiệu điện thế thứ c p đạt giá tṛ U2m nên năng l ợng của tia lửa điện dung ch̉ là một phần nhỏ của năng l ợng phóng qua bougie Phần năng l ợng còn lại sẽ hình thành tia lửa điện c m Dòng điện qua bougie lúc này kho ng (20÷40)mA Hiệu điện thế giữa hai cực bougie gi m nhanh đến giá tṛ (400÷500)V Th i gian kéo dài của tia lửa điện c m g p 100 đến 1000

lần th i gian tia lửa điện dung và th i gian này phụ thuộc vào loại bobine, khe h bougie và chế độ làm việc của động cơ Th ng thì th i gian tia lửa điện c m vào kho ng (1÷1,5)ms Tia lửa điện c m có màu vàng tím, còn gọi là đuôi lửa

Trong th i gian xu t hiện tia lửa điện, năng l ợng tia lửa Wp đ ợc tính b i công

thức:

dt t i U W

p

t l

IPtb, UPtb và tPtb lần l ợt là c ng độ dòng điện trung bình, hiệu điện thế trung bình

và th i gian xu t hiện tia lửa trung bình giữa hai điện cực của bougie

Kết qu tính toán và thực nghiệm cho th y rằng, tốc độ th p của động cơ, Wp có giá tṛ kho ng (20  50)mJ

2.2 u,ănh căđi măc aăh ăth ngăđ́nhăl aăđi năc m

2.2.1 uăđi m

khí trong xy lanh hầu hết các chế độ làm việc của động cơ

 Khe h bougie không cần ph i ch̉nh quá lớn nh đánh lửa điện dung nên tăng tuổi thọ của bougie

2.2.2 Nh c đi m

 Th i gian tích lũy năng l ợng dài, nh t là khi động cơ hoạt động tốc

độ th p nên dễ gây lãng phí năng l ợng, dễ gây nóng bobine, h transistor

 Đặc tính đánh lửa phụ thuộc vào số vòng tốc độ động cơ nên độ nhạy đánh lửa kém hơn đánh lửa CDI

 tốc độ cao không đủ th i gian tăng tr ng dòng sơ c p nên điện áp

thứ c p sẽ gi m

 Hiệu điện thế thứ c p tăng tr ng chậm hơn đánh lửa CDI phụ thuộc vào điện tr rò bougie

2.1 C ăs lý thuy t c a h th ngăđ́nhăl aăđi n dung

2.1.1 S ăđ ăkh iănguyênălỦăho tăđ ng c a h th ngăđ́nhăl aăđi n dung

Hình 2.7 S ăđ ăkh iăh ăth ngăđ́nhăl aăđi nădung

Bộ tạo dao động tạo ra các xung để điều khiển đóng ngắt dòng sơ c p của biến

áp xung Chính nh sự đóng ngắt này mà cuộn thứ c p xu t hiện các xung điện áp kho ng 300-400V Các xung này đ ợc ch̉nh l u qua diode cầu và nạp cho tụ điện Khi ch a có tín hiệu đánh lửa, công tắc chuyển mạch trạng thái ng ng dẫn

Ng ợc lại khi có tín hiệu đánh lửa, tín hiệu này chuyển đến để điều khiển công tắc chuyển mạch thông qua mạch kích Khi đó công tắc chuyển mạch sẽ chuyển sang

trạng thái dẫn Từ đó, năng l ợng tích luỹ trên tụ điện qua cuộn sơ c p của bobine đánh lửa, và về cực âm của tụ điện, điều này giúp tạo ra điện áp cao (30.000-60.000V) cuộn thứ c p của bobine đánh lửa và năng l ợng này đ ợc đ a đến các bougie để đốt cháy hoà khí bên trong các xy lanh

2.1.2 Quá trìnhăn păđi năvƠoăt ăC

Tại th i điểm bắt đầu nạp tụ: Uc(0)=0V (1)

Khi tụ nạp đầy: Uc(đ)=UB (2)

Bộ tạo dao động

ACCU

Bộ điều khiển (bộ kích)

Bobine đánh lửa

Bougie

Với sơ đồ mạch t ơng đ ơng sau đây ta có ph ơng tr̀nh

Ng i ta th ng chọn C= 0,5 3( ) Theo tính toán và thực nghiệm, nếu điện dung của tụ điện C lớn th̀ khi tốc độ cao sẽ không đủ th i gian nạp tụ đầy Ng ợc lại, th̀ sẽ nh h ng đến năng l ợng đánh lửa

Hiệu điện thế nạp tụ th ng nhỏ hơn 400V, v̀ nếu lớn hơn sẽ gây hiện t ợng rò điện mạch thứ c p bobine

Quá tr̀nh tích luỹ năng l ợng trong tụ điện đ ợc thực hiện dạng xung điện liên tục

2.1.3 Quá trìnhăphóngăđi nă ăt ăCăvƠăhìnhăthƠnhătiaăl aăđi n

Khi phóng điện, tụ C tr thành nguồn điện với điện áp Uc= 400V, SCR

đ ợc nối tắt coi nh là dây dẫn có tổng điện tr của cuộn sơ c p là Rd Với loại có

R-C Vậy trong th i gian SCR m , quy luật tăng tr ng dòng điện và điện áp giống

nh mạch dao động R-C Dòng điện và điện áp lệch pha nhau và chúng có dạng dao động tắt dần nếu th i gian m SCR dài hơn th i gian nạp tụ C

Hình 2.9 Đặcătuy năphóngăkhiăSCRăm

Trên một số mạch điện, để tăng th i gian nạp tụ, ng i ta mắc diode song song với cuộn sơ c p

Hình 2.10 S ăđ ăcóădiodeăm căsongăsongăv iăSCR

Với sơ đồ này hầu nh toàn bộ năng l ợng đánh lửa trên tụ đ ợc chuyển hết sang cuộn sơ c p, trong khi SCR m không còn tồn tại dao động R-C Trong th i gian nạp tụ, dòng nạp không đi qua cuộn dây mà nạp trực tiếp xuống mát thông qua diode này Hiệu điện thế trên cuộn sơ c p đ ợc xác đ̣nh theo công thức:

- U2m: Hiệu điện thế cực đại trên cuộn sơ c p

- Uc : Hiệu điện thế lúc bắt đầu phóng

Hình 2.11 Đặcătuy năphóngăquaăcu năth ăc p

Đặc tính phóng điện của tụ là hàm tắt dần theo th i gian Giá tṛ cực đại là lúc bắt đầu phóng điện Từ đ ng đặc tính trên ta th y trong kho ng th i gian t1 điện áp

gi m r t nhanh Sau kho ng th i gian t2, điện áp ng ợc trên cuộn sơ c p ḅ dập tắt

b i diode nên điện áp hầu nh bằng không và không còn tồn tại hiện t ợng dao động Toàn bộ năng l ợng đánh lửa đ ợc tích trữ tr ớc đó d ới dạng điện tr ng

đ ợc chuyển hoàn toàn thành năng l ợng đánh lửa

2.1.4 T n s daoăđ ng c a bi n áp xung

Ta có tần số đánh lửa cực đại đối với động cơ 4 kỳ là:

6.000 (v/phút))

Trong đó:

- ndcmax: là số vòng quay cực đại của động cơ

- Z: là số xy lanh của động cơ

Để đ m b o tụ nạp đầy giữa 2 lần đánh lửa số vòng quay cực đại th̀ tần số làm việc của biến áp ph i lớn hơn tần số đánh lửa cực đại từ 2-4 (lần)

2.2 u, nh căđi măc aăh ăth ngăđ́nhăl aăđi nădung

2.2.1. uăđi m c aăh ăth ngăđ́nhăl aăđi nădung

 Đặc tính đánh lửa hầu nh không phụ thuộc vào tốc độ động cơ v̀ tụ điện đ ợc tính toán là luôn đ ợc nạp đầy số vòng quay cao nh t của động cơ

 Hiệu điện thế đánh lửa tăng tr ng nhanh nên độ nhạy đánh lửa tăng không phụ thuộc vào điện tr rò bougie

 Năng l ợng tia lửa điện dung (30kV-60kV) lớn hơn năng l ợng tia lửa điện c m (12kV-40kV)

2.2.2 Nh căđi măc aăh ăth ngăđ́nhăl aăđi nădung

Do th i gian phóng nạp của tụ điện là r t ngắn nên th i gian xu t hiện tia lửa bougie là r t ngắn (0,3-0,4)ms nên:

 Hòa khí sẽ không cháy hết nếu nó quá loãng

 Điện cực bougie ph i lớn nên sẽ mau mòn điện cực bougie, tuổi thọ bougie sẽ gi m

2.3 Xây d ng lý thuy t h th ngăđ́nhăl a lai

Trong quá tr̀nh kh o sát hệ thống đánh lửa điện dung và điện c m Ta th y rằng với hệ thống đánh lửa điện dung, yếu tố cần thiết nh t là nguồn điện có điện áp từ

150 đến 400 vôn Để có đ ợc nguồn điện này, hệ thống đánh lửa điện dung cần có một bộ nguồn AC hoặc DC Trong khi cuối quá tr̀nh đánh lửa của hệ thống điện

c m, tại âm bobine xu t hiện một su t điện động tự c m lên tới 300 vôn Su t điện

Hình 2.12 Soăśnhăhaiăđặcătuy năđ́nhăl aăTI-CDI

động này hoàn toàn không mang lại lợi ích cho hệ thống mà còn làm hỏng một số thiết ḅ V̀ thế ng i ta ph i dập s t điện động này bằng tụ và diode Xu t phát từ thực tế này, ng i làm đề tài kết hợp hai hệ thống này lại làm một Hệ thống đánh lửa điện dung sử dụng su t điện động tự c m của cuộn sơ c p trong hệ thống đánh lửa điện c m để nạp năng l ợng vào tụ phục vụ cho quá tr̀nh đánh lửa điện c m Hệ

thống kết hợp này gọi là hệ thống đánh lửa lai

2.3.1 Xây d ngăs ăđ m chăđi n h th ngăđ́nhăl a lai

Hình 2.13 S ăđ ăm chăđi năh ăth ngăđ́nhăl aălai

Trong sơ đồ trên, bobine 1 và Transistor công su t T1 thộc hệ thống đánh lửa điện c m Diode D1, tụ C1,SCR D3 diode D2 thuộc hệ thống đánh lửa điện dung

Sơ đồ thiết kế cho động cơ 4 xi lanh Mỗi hệ thống đánh lửa cho hai máy song hành

sử dụng bobine đôi Hệ thống hoạt động theo hai giai đoạn nối tiếp nhau trong một chu tr̀nh đánh lửa đó là đánh lửa điện c m và đánh lửa điện dung Hai giai đoạn này chia thành ba qua trình nhỏ nh sau: Quá tr̀nh tăng tr ng dòng sơ c p bobine1, quá tr̀nh đánh lửa bobine1 và nạp năng l ợng vào tụ C1 và quá tr̀nh đánh

lửa bobine2 Khi IGT1 xu t tín hiệu điều khiển Transistor T1 dẫn, dòng điện từ nguồn bắt đầu tăng tr ng trong cuộn sơ c p bobine1 Một khi dòng tăng tr ng đạt

đến mức tối đa trong kho ng th i gian ngập td, T1 ngắt đột ngột gây ra su t điện động c m ứng với hiệu điện thế kho ng 15 đến 20 kV trên cuộn thứ c p phóng qua điện cực bougie và su t điện động tự c m kho ng vài trăm vôn trên cuộn sơ c p

Với hệ thống đánh lửa TI th ng thi su t điện động này cần đ ợc dập tắt dần nh 1

tụ điện để b o đ m an toàn cho hệ thống Nh ng với hệ thống đánh lửa lai nh trong sơ đồ trên, su t điện động này đ ợc h p thụ vào tụ C1 và dữ lại nh diode D1 Năng l ợng này sẽ phục vụ cho quá tr̀nh đánh lửa điện dung Nh vậy phần đánh

lửa điện dung nh sơ đồ trên không cần nguồn điện nạp vào tụ C1 mà l y nguồn điện trung áp từ âm bobine của quá tr̀nh đánh lửa điện c m Khi IGT2 kích hoạt Opto Triac, dòng điện từ chính tụ C1 sẽ kích hoạt SCR D3, SCR m và dòng điện tích lũi trong C1đ ợc phóng băng qua cuộn sơ c p bobine2 và gây ra quá trình đánh

lửa trên bobine2 Các quá tr̀nh đó đ ợc xây dựng chi tiết nh sau:

2.3.2 Qúătrìnhătĕngătr ngădòngăs ăc păđ́nhăl aăđi n c m

Hình 2.14 S ăđ ănh́nhăs ăc păbobineăđ́nhăl aăđi năc m

Trong mô hình trên, R0 và L1 là tổng điện tr và độ tự c m của nhánh sơ c p bobine1 Khi IGT1 kích T1 dẫn, ta có dòng điện I1chạy từ Accu qua cuộn sơ c p bobine 1 qua T1 về mát và tích lũi năng l ợng trong cuộn sơ c p bobine 1 Nếu gọi điện áp rơi trên L1 là U1 ta có ph ơng tr̀nh nhánh sơ c p nh sau:

U1 =I1R0 + (2-11)

G i ph ơng tr̀nh vi phân 2-11 ta đ ợc :

i1 = (1 – e-(R0/L1) t) (2-12)

Khi dòng điện I1 đạt giá tṛ cực đại Ing th̀ quá tr̀nh tích lũi năng l ợng kết thúc Cuối quá tr̀nh này, năng l ợng đánh lử trong bobine 1 đạt giá tṛ t̉ lệ với dòng Ing

nh công thức sau:

Wdt = = (1 – e-(R0/L1)t )2 (2-13) Trong quá tr̀nh tăng tr ng dòng điện sơ c p, dòng I1 chạy qua cuộn dây sẽ làm cho cuộn sơ c p nóng lên theo th i gian tích tích lũi L ợng nhiệt sinh ra lớn nh t sau khi quá tr̀nh tăng tr ng dòng điện đạt tới mức b o hòa L ợng nhiệt tỏa ra trên

cuộn sơ c p Wnđ ợc xác đ̣nh b i công thức sau:

Wn = = (1 – 2e-(R0/L1)t +e-2(R0/L1)t)dt (2-14)

2.3.3 Qúătrìnhăđ́nhăl aăđi n c m

Hình 2.15 :ăS ăđ ăt ngăđ ngăqúătrìnhăđ́nhăl aăđi năc m

Trong sơ đồ trên L1,L2,W1,W2 lần l ợt là độ tự c m và số vòng dây của bobine 1 C2 là điện dung ký sinh trên nhánh thứ c p, Ra là điện tr rơi trên nhánh

thứ c p Khi T1 ngắt dòng sơ c p Trên bobine1 xẫy ra quá tr̀nh đánh lửa điện c m

Do điện áp trên cuộn sơ c p và thứ c p r t lớn nên quá trình tính toán ta bỏ qua điện

áp nguồn và điện áp rơi trên các linh kiện trong mạch điện Gọi điện áp cực đại trên

cuộn sơ c p và thứ c p là U1m và U2m, năng l ợng m t mát trên Ra là Wa Ta có

ph ơng tr̀nh cân bằng năng l ợng cho hai nhánh sơ c p và thứ c p là:

Với bobine có hệ số biến áp Kbb = ta có mối quan hệ giữa U1m và U2m là

U2m=Kbb U1m

Thay vào công thức 2-15 ta đ ợc:

=

Từ đó ta có công thức tính điện áp lớn nh t trên cuộn sơ c p và thứ c p nh sau:

Tuy nhiên, thực nghiệm cho th y U1m và U2m còn phụ thuộc vào một hệ số

t ơng đối ổn đ̣nh đó là hệ số m t mát do giao động điện từ trong bobine µ Theo

thực nghiệm hệ số này có giá tṛ từ 0,7 đến 0,8 V̀ thế U1m và U2m đ ợc xác đ̣nh theo công thức sau:

Dựa vào công thức này ta th y rằng ch̉ cần th i gian tích lũy kho ng 2ms là có thể tạo đ ợc điện áp đánh lửa kho ng 20kV đến 30 kV trên đầu bougie và tạo đ ợc điện áp sơ c p kho ng 180V đến 190V nạp vào tụ C1 phục vụ cho quá tr̀nh đánh lửa điện dung Sau quá tr̀nh đánh lửa này, năng l ợng tích lũy trong tụ điện C1 để phục

vụ cho quá tr̀nh đánh lửa điện dung đ ợc xác đ̣nh theo công thức:

Với giá tṛ nh đ ợc tính toán trên ta có năng l ợng tích lũy d ới dạng điện thế trong tụ C1 là:

Với năng l ợng tích lũi này hoàn toàn có thể phục vụ cho quá tr̀nh đánh lửa điện dung