Předměty:
- Úvod
- Reléové obvody
- Měření s vypnutým a zapnutým relé
- Odstraňování problémů
- Umístění relé
Předmluva:
Relé se často používá v automobilové elektronice v napájecím obvodu spotřebitelů, kterými protéká velké množství proudu. Čím vyšší je proud, tím silnější je zapojení musí být provedeno. Průměr drátu určuje maximální povolený proud. Chceme se co nejvíce vyhnout tlustým drátům, protože jinak se kabelové svazky příliš zvětšují a jsou náchylné k rušení. Druhým a ještě důležitějším příkladem použití relé je ovládání pomocí ECU. Vysoký proud je spojen s větším teplem. Chceme co nejvíce udržet teplo mimo ECU. Příklady elektrických součástí ovládaných relé zahrnují:
- ventilátor chlazení motoru;
- Roh;
- Vyhřívání zadního okna;
- ECU;
- Vstřikovače a zapalovací cívka (benzínový motor);
- Palivové čerpadlo;
- Tlumená, vysoká a/nebo mlhová světla.
Následující dva obrázky ukazují schéma relé a obrázek skutečného relé. Na relé najdeme čtyři připojení se standardními DIN kódy:
- Řídicí proudový vstup (86)
- Řídicí proudový výstup (85)
- Hlavní proudový vstup (30)
- Hlavní proudový výstup (87)
Relé mění malý řídicí proud na velký hlavní proud. To je standardní věta, kterou mnoho studentů a techniků umí vyslovit. Když je třeba provést měření na reléovém obvodu, lidé jsou často zmateni kódováním: kudy teče řídicí proud a hlavní proud? A jak by se mělo měřit, zda relé funguje správně? Následující odstavce popisují, jak relé funguje, jaká napětí byste měli měřit na správně fungujícím relé a jak lze najít závady.
Obrázek níže ukazuje vypnuté a povolené relé.
- Relé zakázáno:
Spínač (červené pouzdro) je ve schématu umístěn mezi výstupem relé (svorka 85) a kostrou baterie (těla). Ve skutečnosti může být tento spínač umístěn na palubní desce, například spínač mlhových světel. - Relé povoleno:
V okamžiku, kdy řidič stiskne spínač, sepnou se kontakty. Tím se uzavře proudový obvod na straně řídicího proudu. Proud teče z kladného pólu baterie přes 86, cívku relé a přes 85 a spínač k zemi. Protože proud protéká cívkou, stane se magnetickým a sepne spínač mezi kolíky 30 a 87. I tam je nyní vytvořen uzavřený okruh. Hlavní proud protéká kladným pólem baterie přes pojistku ke svorce 30 relé, načež je proud přiváděn ke spotřebiteli přes svorku 87. Spotřebitel se zapne.
Obrázky často zobrazují lampu jako spotřebitele. Ve skutečnosti to mohou být samozřejmě jiné elektrické spotřebiče / akční členy. U reléového obvodu nezáleží na tom, který typ spotřebiče je řízen.
Řídicí proud přes relé je obvykle mezi 150 a 200 mA (0,15 – 0,2 A). Hlavní proud může být až 20 nebo 50 A. Maximální povolený hlavní proud je často uveden na pouzdru relé.
Reléové obvody:
U relé se spíná nízkoproudový řídicí proud spínačem, který můžeme ovládat ručně, nebo a řídicí jednotka (ECU). Obvod s ECU se nachází ve většině moderních vozidel.
Relé může být kladné nebo zemnící. Pro činnost relé nezáleží na tom, zda je sepnuto zapnutím napájení nebo uzemnění: jakmile relé obdrží plus a mínus, cívkou poteče proud. Tři obrázky níže ukazují zemnící obvod se spínačem a ECU a kladný obvod.
Verze, ve kterých řídicí zařízení zapíná a vypíná řídicí proud, mají několik výhod:
- Řidič může dát řídicí jednotce pokyn k zapnutí spotřebiče. To lze provést spínačem na palubní desce nebo prostřednictvím digitálního palubního počítače (případně přes multimediální obrazovku);
- ECU může relé zapínat a vypínat sama v reakci na signál čidla (např. teplota motoru vysoká, ventilátor zapnutý), nebo vypněte palivové čerpadlo, když ECU airbagu zaregistruje nehodu. Ovládání pomocí ECU tedy poskytuje komfort, ale také vyšší míru bezpečnosti.
Ve schématech na tomto obrázku je svorka 86 považována za vstup a svorka 85 za výstup. V praxi se pravidelně setkáváme s tím, že výrobci tyto kolíky obracejí: 85 voltů vstupuje na 12 a 86 je připojeno k zemi. Relé pak může být opět připojeno ke kladnému pólu nebo k zemi. To lze často vyhledat ve schématu, jinak měření ukáže, jak je relé ve vozidle zapojeno.
Měření s vypnutým a zapnutým relé:
Úvod popisuje, jak vzniká řídicí proud a hlavní proud. Když spotřebič již nefunguje, je obvykle nejprve načtena paměť závad a změřeno napětí na spotřebiči. Ihned Měření V4 lze určit, zda existuje přechodový odpor nebo přerušení v napájení nebo zemi. Když se přeruší drát, a pojistka je vadný nebo spínač zůstává v poloze "otevřeno", naměříme hodnotu, která se nerovná 3 voltům ve V4 a/nebo V0: jinými slovy, něco se děje. Tato část ukazuje ukázková měření pro kontrolu napětí na relé. Předpokládáme situaci, kdy 86 je vstup a 85 výstup strany řídicího proudu. Předchozí odstavec vysvětlil, že to výrobci někdy obracejí.
Relé zakázáno:
Tento text je o měřeních zobrazených na čtyřech obrázcích níže. Při vypnutém relé měříme s multimetr napětí na čtyřech kolících (86, 85, 30 a 87) ve vztahu k zemi (tělo nebo pomocí krokosvorky na zemnicí svorce baterie).
- Měření 1: vstup na straně ovládacího proudu relé (pin 86) obsahuje 12 voltů (nebo 24 voltů pro užitkové vozidlo);
- Měření 2: napětí se při vypnutém relé nespotřebovává, takže na pinu 12 je 85 voltů;
- Měření 3: Na vstupu hlavní proudové strany (pin 30) je přítomno 12 voltů;
- Měření 4: protože relé není pod napětím, spínač v relé je rozpojený a na kolíku 87 je napětí 0 voltů.
| Terminál 86: | 12 v |
| Terminál 85: | 12 v |
| Terminál 30: | 12 v |
| Terminál 87: | 0 v |
Relé povoleno:
Spínač je sepnutý. Svorky A1 a A2 jsou vzájemně propojeny. Řídicí obvod se uzavře a začne protékat řídicí proud. Se zapnutým relé opět změříme napětí na čtyřech pinech (86, 85, 30 a 87) vůči zemi.
- Měření 1: 86 voltů je přítomno na vstupu na straně řídicího proudu relé (pin 12);
- Měření 2: napětí se spotřebovává při zapnutém relé a převádí se na magnetismus, takže na kolíku 0,1 je 85 voltu;
- Měření 3: Na vstupu hlavní proudové strany (pin 30) je přítomno 12 voltů;
- Měření 4: protože je relé pod napětím, spínač v relé je sepnutý a na kolíku 87 je napětí 12 voltů.
| Terminál 86: | 12 v |
| Terminál 85: | 0,1 v |
| Terminál 30: | 12 v |
| Terminál 87: | 12 v |
Odstraňování problémů:
Pokud spotřebič / akční člen nefunguje správně, můžeme změřit napětí na reléových spojích, abychom určili příčinu poruchy. Pokud relé nesepne, může být příčinou vadné relé, ale pokud je vadná pojistka a relé nedostává žádné vstupní napětí, nemůže nic sepnout. Se čtyřmi Měření na relé (vždy vzhledem k zemi) můžeme mnohé vyloučit a hledat konkrétněji přesné přerušení.
Porucha 1: relé se nesepne
Relé je spínačem spojeno se zemí, ale neprotéká žádný řídicí proud. V důsledku toho neteče žádný hlavní proud. Napětí na kolíku 87 zůstává 0 voltů. To vede k měření ostatních pinů na relé. Po zapnutí se změří rozdíl napětí mezi pinem 86 a 85 a zde se naměří 12 voltů. V této situaci je cívka přerušena.
Rozdíl napětí na správně fungujícím relé je 12 voltů, protože napětí bylo spotřebováno. S tímto měřením to vypadá OK, ale není. S přerušenou cívkou měříme i 12 voltů, protože na měřicích kolících je naměřen rozdíl 12 voltů: 12 voltů vstupuje do červeného měřicího kolíku a černý měřicí kolík - přes sepnutý spínač - ukazuje 0 voltů.
Pokud existuje podezření, že je cívka v relé přerušena, lze změřit odpor. Relé musí být demontováno a již není součástí silového obvodu. Můžeme měřit odpor mezi piny 86 a 85 na samostatných reléových spojích.
- odpor přes cívku: kolem 60 až 80 ohmů: OK
- odpor přes cívku: nekonečně vysoký (1. nebo OL): přerušení
Porucha 2: relé se nesepne
Při ovládání spínače (červené pouzdro) nebo po zapnutí ECU zůstává spotřebič vypnutý. Měření na kolíku 85 měří 12 voltů vzhledem k zemi. Z toho můžeme usoudit, že v cívce nebylo spotřebováno napětí, takže se cívka nestala magnetickou.
Měření rozdílu mezi kolíkem 85 a kolíkem A1 na spínači ukáže, zda je vodič přerušen nebo zda se problém vyskytuje ve spínači:
- Rozdíl napětí mezi 85 a A1: 12 voltů: přerušený vodič
- Rozdíl napětí mezi 85 a A1: 0 voltů: problém není v drátu.
Když je drát v pořádku, na obou stranách drátu je 12 voltů, což znamená, že naměříme rozdíl 0. Pokud naměříme 12 voltový rozdíl na spínači (A1 ve srovnání s A2), pak je přerušení ve spínači. Jinými slovy: spínač zůstává otevřený. Měříme také těchto 12 voltů, když není spínač v provozu.
Porucha 3: spotřebič zůstává zapnutý.
Možnou stížností zákazníka je, že chladicí ventilátor vozidla stále běží, i když je vozidlo nějakou dobu zaparkované a zamčené. Zákazník si toho všiml podle hluku vycházejícího z ventilátoru. Další možností je, že zákazník nahlásí problém s unikajícím proudem: baterie je po relativně krátkém odstavení vždy vybitá, přičemž stav baterie a nabíjecího systému je v pořádku. Pak si o tom promluvíme unikající proud, nebo a tajný spotřebitel.
Měření ukazují, že neprotéká žádný řídicí proud (na kolíku 85 je přítomno 12 voltů), ale teče hlavní proud.
V tomto případě je příčinou „přilepený“ spínač relé. Přepínač mezi 30 a 87 zůstává sepnutý, i když cívka není magnetická. Příčinou může být stáří, kdy dochází ke spálení kontaktů.
Porucha 4: relé sepne, ale spotřebič nefunguje
Při sepnutí relé ve většině případů uslyšíte sepnutí spínače mezi 30 a 87. Pin 86 má 12 voltů a pin 85 má 0,1 voltu ve srovnání se zemí. To znamená, že teče řídicí proud a spotřebovává se napětí v cívce. Řídící obvod je tedy v pořádku.
Pin 30 má 0 voltů ve srovnání se zemí. Relé uzavřelo hlavní obvod, ale pokud do něj nic nejde, nelze nic přepnout. V tomto případě je pojistka vadná.
Een pojistka se jen tak nerozbije. Pojistkou prošel příliš vysoký proud, proto je důležité pátrat po příčině. Například může být k pojistce připojeno příliš mnoho spotřebičů (předpokládejte vícenásobné 12V připojení pro příslušenství) nebo mohla být v minulosti nainstalována pojistka s nesprávnou hodnotou.
Porucha 5: relé sepne, ale spotřebič nefunguje
Když jsou napětí na čtyřech připojeních relé správná, můžete si být jisti, že je relé správně řízeno, vstupní napětí jsou správná a že relé funguje správně. Napětí na kolíku 87 je 12 voltů, když je relé zapnuto, a opět 0 voltů, když je vypnuto.
Pokud spotřebič nefunguje, existuje velká šance, že je vadný samotný spotřebič nebo že je přerušený vodič mezi relé a spotřebičem nebo spotřebičem a zemí. V takovém případě měření V4 spotřebitele poskytne řešení k určení místa poruchy.
Když se napětí na spotřebiči rovná napětí baterie, tj. 12 voltů, je spotřebič vadný. V tomto příkladu vlákno z svítilna zlomený.
Porucha 6: relé sepne, spotřebič funguje, ale ne dost dobře
Spotřebič funguje, ale na poloviční výkon. U lampy to lze poznat podle slabého světla, což je zvláště patrné, pokud svítí několik lamp a jedna z nich se liší jasem. Spotřebitelem může být také elektrický motor, který se otáčí pomalu, nebo klakson, který vydává příliš málo zvuku. V tom případě zadáme a Měření V4 ven do hlavní proudové sekce. Relé sepne spotřebič, takže se nemusíme soustředit na ovládací proudovou část.
Při měření V4 na obrázku vlevo dole vidíme, že lampa hoří na 9 voltů, zatímco napětí baterie je 12 voltů. Ve V3 (od kladné baterie ke kladné žárovce) je naměřen rozdíl napětí 3 volty. To se ztrácí v kladném obvodu. Následná měření ukážou, zda ke ztrátě napětí dojde před relé, v relé nebo za relé (mezi piny 87 a B1). Obrázek vpravo dole ukazuje, že rozdíl napětí na relé (30 oproti 87) je 3 volty. Ke ztrátě napětí dochází v relé. Kontakty spínače jsou znečištěné nebo spálené, což způsobuje přechodový odpor.
Souhrn:
Vzhledem k rozsáhlému popisu závad a velkým obrázkům je zde uveden souhrn různých závad a příčin:
- skladování 1: relé se nesepne, protože je přerušená cívka relé. Proud již nemůže procházet cívkou, což znamená, že cívka se již nemůže stát magnetickou. Přerušení lze zjistit měřením odporu: kolem 60 až 80 ohmů je dobré, nekonečně vysoká hodnota znamená přerušení;
- skladování 2: relé se nesepne, protože vodič mezi pinem 85 (výstup řídicího proudu) ve spínači je přerušený. V tomto případě zůstává napětí na kolíku 85 12 voltů, i když je zapnutý;
- skladování 3: relé se přilepí, což způsobí, že spotřebič zůstane zapnutý. Napětí na kolíku 87 zůstává 12 voltů, i když relé není aktivováno. Toho si lze všimnout tím, že je vidět nebo slyšet, ale v „tichu“ (tajný) spotřebitel, baterie je vybitá;
- skladování 4: relé sepne, ale spotřebič nefunguje kvůli vadné pojistce;
- skladování 5: protože je spotřebitel vadný, již nefunguje. Čtyři měření na relé vylučují, že se jedná o ovládání;
- skladování 6: přechodový odpor zajišťuje, že spotřebič / pohon funguje méně dobře. Měření V4 lze použít k detekci umístění přechodového odporu. V tomto příkladu je měřen rozdíl napětí na spínači mezi 30 a 87, což ukazuje, že došlo ke ztrátě napětí v důsledku přechodového odporu v relé.
Závěr:
Šest možných příčin poruch, se kterými se můžeme u vozidel setkat, ukazuje důležitost znalostí a dovedností pro měření napětí na relé. Rychlé měření čtyř spojení poskytuje směr hledání a člověk rychle ví, zda se něco pokazilo ve vstupním nebo výstupním řídicím proudu, vstupu nebo výstupu hlavního proudu nebo v relé.
Umístění relé:
Relé jsou často namontována na jednom místě v autě. To může být v pojistkové skříni (jak je znázorněno na obrázku) nebo na samostatné desce relé. V motorovém prostoru mohou být také namontovaná relé, jako je relé ventilátoru chlazení motoru. Polohy relé lze nalézt v návodu k obsluze vozu a/nebo dílenské dokumentaci.
