Реле

Предмети:

въведение
Релейни вериги
Измервания с изключено и включено реле
Отстраняване на неизправности
Местоположение на релето

Предговор:
Релето се използва често в автомобилната електроника в захранващата верига на консуматори, през които протича голям ток. Колкото по-голям е амперажът, толкова по-дебел е електрическа мрежа трябва да се направи. Диаметърът на проводника определя максимално допустимия ток. Искаме да избягваме дебелите проводници, доколкото е възможно, защото в противен случай кабелните снопове стават твърде големи и податливи на смущения. Вторият и още по-важен пример за използване на релета е управление от ECU. Силният ток е свързан с повече топлина. Искаме да запазим топлината от ECU колкото е възможно повече. Примери за електрически компоненти, управлявани от реле, включват:

Вентилатор за охлаждане на двигателя;
Рог;
Подгряване на задното стъкло;
ECU-та;
Инжектори и запалителна бобина (бензинов двигател);
Горивна помпа;
Приглушени, дълги и/или светлини за мъгла.

Следващите две изображения показват схема на релето и изображение на истинско реле. На релето намираме четири връзки със стандартни DIN кодове:

Вход за управляващ ток (86)
Контролен токов изход (85)
Главен токов вход (30)
Основен токов изход (87)

Релето превръща малък управляващ ток в голям основен ток. Това е стандартно изречение, което много студенти и техници знаят как да произнасят. Когато трябва да се направят измервания на релейна верига, хората често се объркват от кодирането: къде протича контролният ток и главният ток? И как трябва да се направят измервания, за да се провери дали релето работи правилно? Следващите параграфи описват как работи релето, кои напрежения трябва да измервате на правилно работещо реле и как могат да бъдат открити неизправности.

Изображението по-долу показва деактивирано и активирано реле.

Релето е деактивирано:
Превключвателят (червен корпус) се намира на диаграмата между изхода на релето (клема 85) и масата на батерията (тялото). В действителност този превключвател може да се намира в арматурното табло, например превключвателя на фаровете за мъгла.
Активирано реле:
В момента, в който водачът задейства превключвателя, контактите се затварят. Това затваря токовата верига в страната на управляващия ток. Ток протича от плюса на батерията, през 86, намотката на релето и през 85 и превключвателя към земята. Тъй като токът протича през намотката, тя става магнитна и затваря превключвателя между щифтове 30 и 87. Там също се създава затворена верига. Основен ток протича през плюса на акумулатора, през предпазителя към клема 30 на релето, след което токът се подава към консуматора през клема 87. Консуматорът се включва.

Изображенията често показват лампа като потребител. В действителност това, разбира се, могат да бъдат други електрически консуматори / изпълнителни механизми. За една релейна схема няма значение кой тип консуматор се управлява.

Управляващият ток през реле обикновено е между 150 и 200 mA (0,15 – 0,2 A). Основният ток може да бъде до 20 или 50 A. Максимално допустимият основен ток често се посочва върху корпуса на релето.

Релейни вериги:
При едно реле управляващият ток с малък ток се включва от превключвател, който можем да управляваме ръчно, или от a блок за управление (ECU). Веригата с ECU се намира в повечето съвременни автомобили.

Релето може да бъде положително или заземено. За работата на релето няма значение дали е включено чрез включване на захранване или маса: веднага щом релето получи плюс и минус, токът ще тече през намотката. Трите изображения по-долу показват заземяваща верига с превключвател и ECU и положителна верига.

Вариантите, при които управляващо устройство включва и изключва управляващия ток, имат няколко предимства:

Водачът може да инструктира управляващия блок да включи консуматора. Това може да стане с превключвател на таблото или чрез дигиталния бордови компютър (може и през мултимедийния екран);
ECU може сам да включва и изключва релето в отговор на сигнал от сензор (напр.: температура на двигателя високо, вентилаторът е включен) или изключете горивната помпа, когато авария бъде регистрирана от ECU на въздушната възглавница. Следователно управлението от ECU осигурява комфорт, но и по-висока степен на безопасност.

В диаграмите на тази фигура клема 86 се счита за вход, а 85 се счита за изход. На практика редовно виждаме производителите да обръщат тези щифтове: 85 волта влизат при 12, а 86 е свързан към земята. След това релето може отново да бъде свързано към плюс или към маса. Това често може да се търси в схемата, в противен случай измерванията ще покажат как е свързано релето в превозното средство.

Измервания с изключено и включено реле:
Въвеждането описва как се създават управляващият ток и главният ток. Когато консуматорът вече не работи, обикновено първо се прочита паметта за грешки и се измерва напрежението на консуматора. Веднага V4 измерване може да се определи дали има преходно съпротивление или прекъсване на захранването или земята. Когато проводник е скъсан, a зекеринг е дефектен или превключвател остава в "отворено" положение, измерваме стойност, която не е равна на 3 волта във V4 и/или V0: с други думи, нещо се случва. Този раздел показва примерни измервания за проверка на напреженията на релето. Приемаме ситуацията, при която 86 е входът, а 85 изходът на страната на управляващия ток. В предишния параграф беше обяснено, че това понякога се обръща от производителите.

Релето е деактивирано:
Този текст е за измерванията, показани на четирите изображения по-долу. При изключено реле измерваме с мултицет напрежението на четирите щифта (86, 85, 30 и 87) по отношение на земята (корпус или с щипка тип "крокодил" на заземяващата клема на батерията).

Измерване 1: входът на страната на контролния ток на релето (щифт 86) съдържа 12 волта (или 24 волта за търговско превозно средство);
Измерване 2: напрежението не се консумира при изключено реле, така че е 12 волта на пин 85;
Измерване 3: 30 волта присъстват на входа на страната на главния ток (щифт 12);
Измерване 4: тъй като релето не е захранено, превключвателят в релето е отворен и има напрежение от 87 волта на пин 0.

Терминал 86:	12 V
Терминал 85:	12 V
Терминал 30:	12 V
Терминал 87:	0 V

Активирано реле:
Превключвателят е затворен. Клеми A1 и A2 са свързани помежду си. Управляващата верига се затваря и започва да тече управляващ ток. При включено реле отново измерваме напрежението на четирите извода (86, 85, 30 и 87) спрямо земята.

Измерване 1: 86 волта присъстват на входа на страната на управляващия ток на релето (щифт 12);
Измерване 2: напрежението се консумира с включено реле и се преобразува в магнетизъм, така че е 0,1 волта на щифт 85;
Измерване 3: 30 волта присъстват на входа на страната на главния ток (щифт 12);
Измерване 4: тъй като релето е под напрежение, превключвателят в релето е затворен и има напрежение от 87 волта на пин 12.

Терминал 86:	12 V
Терминал 85:	0,1 V
Терминал 30:	12 V
Терминал 87:	12 V

Отстраняване на неизправности:
Ако консуматорът/задвижващият механизъм не функционира правилно, можем да измерим напреженията на релейните връзки, за да определим причината за неизправността. Ако едно реле не се включи, причината може да е дефектно реле, но ако предпазителят е дефектен и релето не получава никакво входно напрежение, то не може да превключи нищо. С четири измервания на релето (винаги спрямо земята) можем да изключим много и да търсим по-конкретно точното прекъсване.

Грешка 1: релето не се включва
Релето е свързано към земята чрез превключвателя, но не протича управляващ ток. В резултат на това не протича основен ток. Напрежението на пин 87 остава 0 волта. Това води до измерване на другите щифтове на релето. След включване се измерва разликата в напрежението между пин 86 и 85 и тук се измерват 12 волта. В тази ситуация намотката е прекъсната.

Разликата в напрежението при правилно работещо реле е 12 волта, тъй като напрежението е изчерпано. С това измерване изглежда добре, но не е така. При прекъсната намотка също измерваме 12 волта, защото на измервателните щифтове се измерва разлика от 12 волта: 12 волта влизат в червения измервателен щифт, а черният измервателен щифт - през затворения ключ - отчита 0 волта.

Ако се подозира, че бобината в релето е счупена, може да се измери съпротивлението. Релето трябва да бъде демонтирано и вече да не е част от захранващата верига. Можем да измерим съпротивлението между щифтове 86 и 85 на отделните релейни връзки.

съпротивление през намотката: около 60 до 80 ома: ОК
съпротивление през бобината: безкрайно високо (1. или OL): прекъсване

Грешка 2: релето не се включва
При натискане на превключвателя (червен корпус) или след включване на ECU консуматорът остава изключен. Измерването на щифт 85 измерва 12 волта по отношение на земята. С това можем да заключим, че напрежението не е изразходвано в бобината, така че бобината не е станала магнитна.

Измерването на разликата между щифт 85 и щифт A1 на превключвателя ще покаже дали проводникът е прекъснат или проблемът възниква в превключвателя:

Разлика в напрежението между 85 и A1: 12 волта: скъсан проводник
Разлика в напрежението между 85 и A1: 0 волта: проблемът не е в проводника.

Когато проводникът е наред, има 12 волта от двете страни на проводника, което означава, че измерваме разлика от 0. Ако измерим разлика от 12 волта в превключвателя (A1 в сравнение с A2), тогава прекъсването е в превключвателя. С други думи: превключвателят остава отворен. Ние също измерваме тези 12 волта, когато превключвателят не е задействан.

Грешка 3: консуматорът остава включен.
Възможна жалба на клиента е, че охлаждащият вентилатор на автомобила продължава да работи, въпреки че автомобилът е паркиран и заключен за известно време. Клиентът забеляза това по шума, идващ от вентилатора. Друга възможност е клиентът да съобщи за проблем с утечка: батерията винаги е празна след сравнително кратък престой, докато състоянието на батерията и системата за зареждане са в ред. Тогава ще поговорим за това ток на утечка, или a таен потребител.

Измерванията показват, че няма управляващ ток (на щифт 85 има 12 волта), но има основен ток.

В този случай причината е „залепнал“ релеен превключвател. Превключвателят между 30 и 87 остава затворен, въпреки че намотката не е магнитна. Причината може да е напреднала възраст, при която са изгорени контактите.

Повреда 4: релето се включва, но консуматорът не работи
При включване на релето в повечето случаи ще чуете затваряне на превключвателя между 30 и 87. Щифт 86 има 12 волта, а щифт 85 има 0,1 волта в сравнение със земята. Това означава, че протича управляващ ток и напрежението в бобината се изразходва. Следователно управляващата верига е наред.

Пин 30 има 0 волта в сравнение със земята. Релето е затворило главната верига, но ако нищо не влезе в него, нищо не може да бъде превключено. В този случай предпазителят е дефектен.

A зекеринг не просто се разваля. Имаше твърде голям ток през предпазителя, така че е важно да потърсите причината. Например твърде много потребители може да са свързани към предпазителя (помислете за множество 12-волтови връзки за аксесоари) или предпазител с грешна стойност може да е бил инсталиран в миналото.

Повреда 5: релето се включва, но консуматорът не работи
Когато напреженията на четирите връзки на релето са правилни, можете да сте сигурни, че релето се управлява правилно, входните напрежения са правилни и релето функционира правилно. Напрежението на пин 87 става 12 волта, когато релето е включено и отново става 0 волта, когато е изключено.

Ако консуматорът не работи, има голяма вероятност самият консуматор да е дефектен или че има скъсан проводник между релето и консуматора, или консуматора и масата. В този случай измерване V4 на потребителя ще осигури решение за определяне на местоположението на повредата.

Когато напрежението на консуматора е равно на напрежението на батерията, т.е. 12 волта, консуматорът е дефектен. В този пример нишката на лампа счупен.

Повреда 6: релето се включва, консуматорът работи, но не достатъчно добре
Консуматорът работи, но на половин мощност. В една лампа това може да се разпознае по слаба светлина, което е особено забележимо, ако са включени няколко лампи и една от тях се различава по яркост. Консуматор може да бъде и електрически мотор, който се върти бавно, или клаксон, който произвежда твърде слаб звук. В този случай въвеждаме a V4 измерване към секцията на главния поток. Релето включва консуматора, така че не се налага да се фокусираме върху управляващата токова част.

С измерването V4 в долното ляво изображение виждаме, че лампата гори на 9 волта, докато напрежението на батерията е 12 волта. Във V3 (от положителна батерия към положителна лампа) се измерва разлика в напрежението от 3 волта. Това се губи в положителната верига. Последващите измервания ще покажат дали загубата на напрежение възниква преди релето, в релето или след релето (между пин 87 и B1). Изображението долу вдясно показва, че разликата в напрежението в релето (30 спрямо 87) е 3 волта. Загубата на напрежение възниква в релето. Контактите на превключвателя са замърсени или изгорени, причинявайки преходно съпротивление.

Продължи:
Поради подробното описание на неизправностите и големите изображения, тук е посочено обобщение на различните неизправности и причини:

съхранение 1: релето не се включва, защото бобината на релето е счупена. Токът вече не може да тече през намотката, което означава, че намотката вече не може да стане магнитна. Прекъсването може да бъде открито чрез измерване на съпротивлението: около 60 до 80 ома е добро, безкрайно високо означава прекъсване;
съхранение 2: релето не се включва, защото проводникът между щифт 85 (изход за управляващ ток) в превключвателя е прекъснат. В този случай напрежението на пин 85 остава 12 волта, дори когато е включен;
съхранение 3: релето залепва, карайки консуматора да остане включен. Напрежението на щифт 87 остава 12 волта, дори ако релето не е активирано. Това може да се забележи, като се види или чуе, но в „тихо“ (нелегален) потребител, батерията е изтощена;
съхранение 4: релето се включва, но консуматорът не работи поради дефектен предпазител;
съхранение 5: тъй като потребителят е дефектен, той вече не функционира. Четирите измервания на релето изключват, че то е контролно;
съхранение 6: преходно съпротивление гарантира, че консуматорът/задвижващият механизъм функционира по-зле. Измерването V4 може да се използва за откриване на местоположението на преходното съпротивление. В примера е измерена разлика в напрежението през превключвателя между 30 и 87, което показва, че има загуба на напрежение поради преходното съпротивление в релето.

Заключение:
Шестте възможни причини за повреда, които можем да срещнем в превозните средства, демонстрират важността на знанията и уменията за измерване на напреженията на релето. Измерването на четирите връзки бързо осигурява посока на търсене и вие бързо разбирате дали нещо се обърка във входния или изходния контролен ток, входа или изхода на основния ток или в релето.

Местоположение на релето:
Релетата често се монтират на едно място в колата. Това може да бъде в кутията с предпазители (както е показано на снимката) или на отделна релейна пластина. Може също да има релета, монтирани в двигателното отделение, като релето на вентилатора за охлаждане на двигателя. Позициите на релето могат да бъдат намерени в ръководството за експлоатация на автомобила и/или документацията на работилницата.

Свързани страници: