Rele

Aiheet:

esittely
Relepiirit
Mittaukset rele kytkettynä pois ja päälle
Ongelmien karttoittaminen
Releiden paikat

Esipuhe:
Relettä käytetään usein autoelektroniikassa kuluttajien virtapiireissä, joiden läpi kulkee paljon virtaa. Mitä suurempi ampeeri, sitä paksumpi johdotus täytyy tehdä. Johdon halkaisija määrittää suurimman sallitun virran. Paksuja johtoja halutaan välttää mahdollisimman paljon, koska muuten johtosarjat tulevat liian suuriksi ja häiriöalttiiksi. Toinen ja vielä tärkeämpi esimerkki releiden käytöstä on ohjaus ECU:lla. Suuri virta liittyy enemmän lämpöön. Haluamme pitää lämmön poissa ECU:sta niin paljon kuin mahdollista. Esimerkkejä releen ohjaamista sähkökomponenteista ovat:

Moottorin tuuletin;
Sarvi;
Takaikkunan lämmitys;
ECU:t;
Suuttimet ja sytytyspuolat (bensiinimoottorit);
Polttoaineen lisääminen pumppu;
Himmeä, korkea ja/tai sumuvalot.

Kahdessa seuraavassa kuvassa on kaavio releestä ja kuva todellisesta releestä. Releestä löytyy neljä liitäntää vakio-DIN-koodeilla:

Ohjausvirran syöttö (86)
Ohjausvirran lähtö (85)
Päävirtatulo (30)
Päävirtalähtö (87)

Rele muuttaa pienen ohjausvirran suureksi päävirraksi. Se on tavallinen lause, jonka monet opiskelijat ja teknikot osaavat lausua. Kun mittauksia on suoritettava relepiirissä, ihmiset usein hämmentyvät koodauksesta: missä ohjausvirta ja päävirta kulkevat? Ja miten pitäisi mitata, että rele toimii kunnolla? Seuraavissa kappaleissa kuvataan, miten rele toimii, mitkä jännitteet kannattaa mitata oikein toimivasta releestä ja kuinka viat voidaan löytää.

Alla olevassa kuvassa näkyy pois käytöstä ja käytössä oleva rele.

Rele pois käytöstä:
Kytkin (punainen kotelo) sijaitsee kaaviossa releen lähdön (liitin 85) ja akun (runko) maan välissä. Todellisuudessa tämä kytkin voi sijaita kojelaudassa, esimerkiksi sumuvalojen kytkimessä.
Rele käytössä:
Kun kuljettaja käyttää kytkintä, koskettimet sulkeutuvat. Tämä sulkee virtapiirin ohjausvirran puolella. Virta kulkee akun positiivisesta 86:n, releen kelan kautta ja 85:n ja kytkimen kautta maahan. Koska virta kulkee kelan läpi, se muuttuu magneettiseksi ja sulkee kytkimen nastojen 30 ja 87 välillä. Sielläkin on nyt luotu suljettu piiri. Päävirta kulkee akun plussan kautta sulakkeen kautta releen napaan 30, jonka jälkeen virta syötetään kuluttajalle navan 87 kautta. Kuluttaja kytkeytyy päälle.

Kuvissa näkyy usein lamppu kuluttajana. Todellisuudessa nämä voivat tietysti olla muita sähkönkuluttajia/toimilaitteita. Relepiirille ei ole väliä, minkä tyyppistä kuluttajaa ohjataan.

Releen kautta kulkeva ohjausvirta on yleensä 150 - 200 mA (0,15 - 0,2 A). Päävirta voi olla enintään 20 tai 50 A. Suurin sallittu päävirta on usein merkitty releen koteloon.

Relepiirit:
Releellä pienivirtainen ohjausvirta kytketään päälle kytkimellä, jota voimme käyttää manuaalisesti, tai a ohjausyksikkö (ECU). ECU-piiri löytyy useimmista nykyaikaisista ajoneuvoista.

Rele voi olla positiivinen tai maadoitettu. Releen toiminnan kannalta ei ole väliä, kytketäänkö se päälle kytkemällä virtalähde vai maa: heti kun rele saa plus- ja miinusmerkit, virta kulkee kelan läpi. Alla olevissa kolmessa kuvassa näkyy maadoituspiiri kytkimellä ja ECU:lla sekä positiivinen piiri.

Versioissa, joissa ohjauslaite kytkee ohjausvirran päälle ja pois, on useita etuja:

Kuljettaja voi ohjeistaa ohjausyksikköä kytkemään kuluttajan päälle. Tämä voidaan tehdä kojelaudassa olevalla kytkimellä tai digitaalisen ajotietokoneen kautta (mahdollisesti multimedianäytön kautta);
ECU voi kytkeä releen päälle ja pois päältä itse vastauksena anturin signaaliin (esim. moottorin lämpötila korkea, tuuletin päällä) tai sammuta polttoainepumppu, kun turvatyynyn ECU rekisteröi onnettomuuden. ECU:n ohjaus tarjoaa siis mukavuutta, mutta myös korkeampaa turvallisuutta.

Tämän kuvan kaavioissa liitintä 86 pidetään tulona ja 85 lähtönä. Käytännössä näemme säännöllisesti valmistajien kääntävän nämä nastat: 85 volttia tulee 12:een ja 86 on kytketty maahan. Rele voidaan sitten kytkeä jälleen plussaan tai maahan. Tämä voidaan usein katsoa kaaviosta, muuten mittaukset osoittavat kuinka rele on kytketty ajoneuvoon.

Mittaukset rele kytkettynä pois ja päällä:
Johdannossa kuvataan, kuinka ohjausvirta ja päävirta muodostetaan. Kun kuluttaja ei enää toimi, vikamuisti yleensä luetaan ensin ja mitataan kuluttajan jännite. Heti V4 mittaus voidaan määrittää, onko virtalähteessä tai maassa siirtymäresistanssi tai katkos. Kun johto katkeaa, a sulake on viallinen tai kytkin jää "auki"-asentoon, mitataan arvoa, joka ei ole yhtä suuri kuin 3 volttia V4:ssa ja/tai V0:ssä: toisin sanoen jotain tapahtuu. Tämä osa näyttää näytemittaukset releen jännitteiden tarkistamiseksi. Oletetaan tilanne, jossa 86 on ohjausvirran puolen tulo ja 85 lähtö. Edellisessä kappaleessa selitettiin, että valmistajat toisinaan kääntävät tämän toisin.

Rele pois käytöstä:
Tämä teksti koskee alla olevassa neljässä kuvassa näkyviä mittoja. Kun rele on kytketty pois päältä, mittaamme kanssa yleismittari neljän nastan (86, 85, 30 ja 87) jännite suhteessa maahan (runko tai alligaattoriliitin akun maadoitusnapaan).

Mittaus 1: releen ohjausvirtapuolen tulo (nasta 86) sisältää 12 volttia (tai hyötyajoneuvossa 24 volttia);
Mittaus 2: jännitettä ei kuluteta katkaistulla releellä, joten se on 12 volttia nastassa 85;
Mittaus 3: Päävirtapuolen tulossa (nasta 30) on 12 volttia;
Mittaus 4: koska rele ei ole jännitteinen, releen kytkin on auki ja nastassa 87 on 0 voltin jännite.

Terminaali 86:	12 v
Terminaali 85:	12 v
Terminaali 30:	12 v
Terminaali 87:	0 v

Rele käytössä:
Kytkin on kiinni. Liittimet A1 ja A2 on kytketty toisiinsa. Ohjauspiiri sulkeutuu ja ohjausvirta alkaa virrata. Kun rele on kytketty päälle, mittaamme jälleen jännitteen neljästä nastasta (86, 85, 30 ja 87) suhteessa maahan.

Mittaus 1: Releen ohjausvirtapuolen tulossa (nasta 86) on 12 volttia;
Mittaus 2: jännite kuluu releen ollessa päällä ja muunnetaan magnetismiin, joten se on 0,1 volttia nastassa 85;
Mittaus 3: Päävirtapuolen tulossa (nasta 30) on 12 volttia;
Mittaus 4: koska rele on jännitteinen, releen kytkin on kiinni ja nastassa 87 on 12 voltin jännite.

Terminaali 86:	12 v
Terminaali 85:	0,1 v
Terminaali 30:	12 v
Terminaali 87:	12 v

Ongelmien karttoittaminen:
Jos kuluttaja/toimilaite ei toimi kunnolla, voimme mitata releliitäntöjen jännitteet vian syyn selvittämiseksi. Jos rele ei kytkeydy päälle, syynä voi olla viallinen rele, mutta jos sulake on viallinen eikä rele saa tulojännitettä, se ei voi kytkeä mitään. Neljän kanssa mitat releellä (aina suhteessa maahan) voimme sulkea pois paljon ja etsiä tarkemmin tarkan keskeytyksen.

Vika 1: rele ei kytkeydy päälle
Rele on kytketty maahan kytkimellä, mutta ohjausvirtaa ei kulje. Tämän seurauksena päävirtaa ei kulje. Nastan 87 jännite pysyy 0 volttina. Tämä johtaa releen muiden nastojen mittaamiseen. Päällekytkennän jälkeen mitataan jännite-ero nastan 86 ja 85 välillä ja tässä mitataan 12 volttia. Tässä tilanteessa kela katkeaa.

Hyvin toimivan releen jännite-ero on 12 volttia, koska jännite on käytetty loppuun. Tällä mittauksella näyttää hyvältä, mutta se ei ole. Katkoskelalla mitataan myös 12 volttia, koska mittausnastoista mitataan 12 voltin ero: 12 volttia tulee punaiseen mittaustappiin ja musta mittausnasta - suljetun kytkimen kautta - lukee 0 volttia.

Jos epäillään, että releen kela on rikki, resistanssi voidaan mitata. Rele on purettava, eikä se saa enää kuulua virtapiiriin. Voimme mitata resistanssin erillisten releliitäntöjen nastojen 86 ja 85 välillä.

vastus kelan läpi: noin 60 - 80 ohmia: OK
vastus kelan läpi: äärettömän korkea (1. tai OL): keskeytys

Vika 2: rele ei kytkeydy päälle
Käytettäessä kytkintä (punainen kotelo) tai kun ECU on kytketty päälle, kuluttaja pysyy pois päältä. Nastan 85 mittaus on 12 volttia suhteessa maahan. Tästä voidaan päätellä, että kelassa ei ole kulunut jännitettä, joten kela ei ole tullut magneettiseksi.

Kytkimen nastan 85 ja nastan A1 välinen eromittaus näyttää, onko johto katkennut vai ilmeneekö ongelma kytkimessä:

Jänniteero 85 ja A1 välillä: 12 volttia: johto katkennut
Jänniteero 85 ja A1 välillä: 0 volttia: ongelma ei ole johdossa.

Kun johto on kunnossa, johdon molemmilla puolilla on 12 volttia, mikä tarkoittaa, että mittaamme eron 0. Jos mittaamme 12 voltin eron kytkimen yli (A1 verrattuna A2:een), katkos on kytkimessä. Toisin sanoen: kytkin pysyy auki. Mittaamme myös tämän 12 voltin, kun kytkin ei ole käytössä.

Vika 3: kuluttaja pysyy päällä.
Mahdollisena asiakkaan valituksena on, että auton tuuletin jatkaa toimintaansa, vaikka auto on pysäköity ja lukittu jonkin aikaa. Asiakas huomasi tämän tuulettimesta tulevasta äänestä. Toinen mahdollisuus on, että asiakas ilmoittaa vuotovirta-ongelmasta: akku on aina tyhjä suhteellisen lyhyen seisokin jälkeen, kun akun ja latausjärjestelmän kunto ovat kunnossa. Puhutaan siitä sitten vuotovirta, tai a salainen kuluttaja.

Mittaukset osoittavat, että ohjausvirtaa ei kulje (nastassa 85 on 12 volttia), mutta päävirta kulkee.

Tässä tapauksessa syynä on "tarttuva" relekytkin. Kytkin 30 ja 87 välillä pysyy kiinni, vaikka kela ei ole magneettinen. Syynä voi olla vanhuus, jossa kontaktit palavat.

Vika 4: rele kytkeytyy päälle, mutta kuluttaja ei toimi
Kun kytket releen päälle, useimmissa tapauksissa kuulet kytkimen 30 ja 87 välillä sulkeutuvan. Nastassa 86 on 12 volttia ja nastassa 85 on 0,1 volttia maahan verrattuna. Tämä tarkoittaa, että ohjausvirta kulkee ja kelan jännite kuluu. Ohjauspiiri on siis kunnossa.

Nastassa 30 on 0 volttia maahan verrattuna. Rele on sulkenut pääpiirin, mutta jos siihen ei mene mitään, mitään ei voida kytkeä läpi. Tässä tapauksessa sulake on viallinen.

Een sulake ei vain hajoa. Sulakkeen läpi on ollut liian suuri virta, joten on tärkeää etsiä syy. Esimerkiksi sulakkeeseen on saatettu liittää liian monta kuluttajaa (miettikää useita 12 voltin liitäntöjä lisävarusteille), tai väärän arvoinen sulake on saatettu asentaa aiemmin.

Vika 5: rele kytkeytyy päälle, mutta kuluttaja ei toimi
Kun releen neljän liitännän jännitteet ovat oikeat, voit olla varma, että rele on oikein ohjattu, tulojännitteet ovat oikeat ja rele toimii oikein. Jännite nastassa 87 tulee 12 voltiksi, kun rele kytketään päälle ja 0 voltiksi, kun se kytketään pois päältä.

Jos kuluttaja ei toimi, on hyvä mahdollisuus, että kuluttaja itse on viallinen tai että releen ja kuluttajan tai kuluttajan ja maan välillä on katkennut johto. Tällöin kuluttajan V4-mittaus tarjoaa ratkaisun vian sijainnin määrittämiseen.

Kun jännite kuluttajan yli on yhtä suuri kuin akun jännite, eli 12 volttia, kuluttaja on viallinen. Tässä esimerkissä hehkulanka lamppu rikki.

Vika 6: rele kytkeytyy päälle, kuluttaja toimii, mutta ei tarpeeksi hyvin
Kuluttaja toimii, mutta puoliteholla. Lampussa tämä voidaan tunnistaa heikosta valosta, mikä on erityisen havaittavissa, jos useita lamppuja on päällä ja yksi niistä eroaa kirkkaudeltaan. Kuluttaja voi olla myös sähkömoottori, joka pyörii hitaasti, tai äänitorvi, joka tuottaa liian vähän ääntä. Siinä tapauksessa syötetään a V4 mittaus ulos päävirtausosaan. Rele kytkee kuluttajan päälle, joten meidän ei tarvitse keskittyä ohjausvirtaosaan.

Vasemman alareunan kuvan V4-mittauksella näemme, että lamppu palaa 9 voltilla ja akun jännite on 12 volttia. V3:ssa (positiivisesta akusta positiiviseen lamppuun) mitataan 3 voltin jännite-ero. Tämä häviää positiivisessa piirissä. Seurantamittaukset osoittavat, esiintyykö jännitehäviö ennen relettä, releessä vai releen jälkeen (nastan 87 ja B1 välissä). Oikean alakulman kuva osoittaa, että releen jännite-ero (30 verrattuna 87:ään) on 3 volttia. Jännitehäviö tapahtuu releessä. Kytkimen koskettimet ovat likaiset tai palaneet, mikä aiheuttaa siirtymävastuksen.

Yhteenveto:
Laajan vikakuvauksen ja suurten kuvien vuoksi tässä on yhteenveto eri vioista ja syistä:

varastointi 1: rele ei kytkeydy päälle, koska releen kela on rikki. Virta ei voi enää kulkea kelan läpi, mikä tarkoittaa, että kela ei voi enää tulla magneettiseksi. Katko voidaan havaita resistanssimittauksella: noin 60-80 ohmia on hyvä, äärettömän korkea tarkoittaa katkosta;
varastointi 2: rele ei kytkeydy päälle, koska kytkimen nastan 85 (ohjausvirran lähtö) välinen johto on katkennut. Tällöin nastan 85 jännite pysyy 12 voltissa, vaikka se olisi kytketty päälle;
varastointi 3: rele juuttuu, jolloin kuluttaja pysyy päällä. Jännite nastassa 87 pysyy 12 voltissa, vaikka rele ei aktivoitu. Tämä voidaan havaita nähdessään tai kuultuna, mutta "hiljaisessa" (salainen) kuluttaja, akku on tyhjentynyt;
varastointi 4: rele kytkeytyy päälle, mutta kuluttaja ei toimi viallisen sulakkeen takia;
varastointi 5: koska kuluttaja on viallinen, se ei enää toimi. Releen neljä mittausta sulkevat pois sen, että se on ohjaus;
varastointi 6: siirtymäresistanssi varmistaa, että kuluttaja/toimilaite toimii huonommin. V4-mittauksella voidaan havaita siirtymävastuksen sijainti. Esimerkissä mitataan jännite-ero kytkimen yli välillä 30 ja 87, mikä osoittaa, että releessä on jännitehäviö johtuen siirtymäresistanssista.

johtopäätös:
Ajoneuvojen kuusi mahdollista vikaantumissyytä osoittavat releen jännitteiden mittaamiseen tarvittavien tietojen ja taitojen tärkeyden. Neljän liitännän mittaaminen antaa nopeasti hakusuunnan, ja nopeasti selviää, onko tulon tai lähdön ohjausvirrassa, päävirran tulo- tai ulosvirtauksessa tai releessä jotain vialla.

Välityspaikat:
Releet on usein asennettu yhteen paikkaan autossa. Tämä voi olla sulakerasiassa (kuten kuvassa) tai erillisellä relelevyllä. Moottoritilaan voi myös olla asennettuna releitä, kuten moottorin jäähdytystuulettimen rele. Releen asennot löytyvät auton käyttöohjeesta ja/tai korjaamon asiakirjoista.

Aiheeseen liittyvät sivut: