Przedmioty:
- Wprowadzenie
- Obwody przekaźników
- Pomiary przy wyłączonym i włączonym przekaźniku
- Rozwiązywanie problemów
- Lokalizacje przekaźników
Przedmowa:
Przekaźnik jest często stosowany w elektronice samochodowej w obwodzie mocy odbiorników, przez który przepływa duża ilość prądu. Im wyższe natężenie, tym grubszy okablowanie musi być zrobione. Średnica drutu określa maksymalny dopuszczalny prąd. Chcemy w miarę możliwości unikać grubych przewodów, ponieważ w przeciwnym razie wiązki kablowe staną się zbyt duże i podatne na zakłócenia. Drugim, jeszcze ważniejszym przykładem zastosowania przekaźników jest sterowanie za pomocą ECU. Wysoki prąd wiąże się z większą ilością ciepła. Chcemy w jak największym stopniu chronić ECU przed ciepłem. Przykłady elementów elektrycznych sterowanych przez przekaźnik obejmują:
- Wentylator chłodzenia silnika;
- Klakson;
- Ogrzewanie tylnej szyby;
- ECU;
- Wtryskiwacze i cewka zapłonowa (silnik benzynowy);
- Pompa doładowania paliwa;
- Światła przyćmione, wysokie i/lub przeciwmgielne.
Następne dwa zdjęcia przedstawiają schemat przekaźnika i obraz prawdziwego przekaźnika. Na przekaźniku znajdziemy cztery przyłącza o standardowych kodach DIN:
- Wejście prądu sterującego (86)
- Wyjście prądu sterującego (85)
- Główne wejście prądowe (30)
- Główne wyjście prądowe (87)
Przekaźnik zamienia mały prąd sterujący w duży prąd główny. To standardowe zdanie, które wielu studentów i techników wie, jak wymówić. Kiedy trzeba dokonać pomiarów w obwodzie przekaźnika, ludzie często mylą kodowanie: gdzie płynie prąd sterujący i prąd główny? A jak wykonać pomiary, żeby sprawdzić czy przekaźnik działa prawidłowo? Poniższe akapity opisują działanie przekaźnika, jakie napięcia należy zmierzyć na prawidłowo działającym przekaźniku oraz w jaki sposób można wykryć usterki.
Poniższy obraz przedstawia wyłączony i włączony przekaźnik.
- Przekaźnik wyłączony:
Przełącznik (czerwona obudowa) znajduje się na schemacie pomiędzy wyjściem przekaźnika (zacisk 85) a masą akumulatora (korpus). W rzeczywistości włącznik ten może znajdować się na desce rozdzielczej, np. włącznik świateł przeciwmgłowych. - Przekaźnik włączony:
W momencie, gdy kierowca naciśnie przełącznik, styki zamykają się. Spowoduje to zamknięcie obwodu prądowego po stronie prądu sterującego. Prąd płynie od plusa akumulatora przez 86, cewkę przekaźnika i przez 85 i przełącznik do masy. Ponieważ prąd przepływa przez cewkę, staje się magnetyczny i zamyka przełącznik między pinami 30 i 87. Tam również tworzony jest teraz obieg zamknięty. Prąd główny przepływa przez biegun dodatni akumulatora, przez bezpiecznik do zacisku 30 przekaźnika, po czym prąd jest doprowadzany do odbiornika poprzez zacisk 87. Konsument włącza się.
Obrazy często przedstawiają lampę jako konsumenta. W rzeczywistości mogą to być oczywiście inne odbiorniki/siłowniki elektryczne. W przypadku obwodu przekaźnika nie ma znaczenia, jaki rodzaj odbiornika jest sterowany.
Prąd sterujący płynący przez przekaźnik wynosi zwykle od 150 do 200 mA (0,15 – 0,2 A). Prąd główny może wynosić do 20 lub 50 A. Maksymalny dopuszczalny prąd główny jest często podany na obudowie przekaźnika.
Obwody przekaźników:
W przypadku przekaźnika prąd sterujący niskoprądowy jest włączany za pomocą przełącznika, który możemy obsługiwać ręcznie, lub za pomocą a jednostka sterująca (ECU). Obwód z ECU znajduje się w większości nowoczesnych pojazdów.
Przekaźnik może być podłączony do plusa lub masy. Dla działania przekaźnika nie ma znaczenia, czy zostanie on włączony poprzez włączenie zasilania, czy masy: gdy tylko przekaźnik otrzyma plus i minus, prąd popłynie przez cewkę. Trzy poniższe obrazy przedstawiają obwód masy z przełącznikiem i ECU oraz obwód dodatni.
Wersje, w których urządzenie sterujące włącza i wyłącza prąd sterujący, mają kilka zalet:
- Kierowca może zlecić jednostce sterującej włączenie odbiornika. Można to zrobić za pomocą przełącznika na desce rozdzielczej lub za pośrednictwem cyfrowego komputera pokładowego (ewentualnie za pośrednictwem ekranu multimedialnego);
- ECU może samodzielnie włączać i wyłączać przekaźnik w odpowiedzi na sygnał czujnika (np.: temperatura silnika wysokie, wentylator włączony) lub wyłączyć pompę paliwa, gdy sterownik poduszki powietrznej zarejestruje wypadek. Sterowanie za pomocą ECU zapewnia zatem komfort, ale także wyższy stopień bezpieczeństwa.
Na schematach na tym rysunku zacisk 86 jest uważany za wejście, a 85 za wyjście. W praktyce często widzimy, jak producenci odwracają te piny: napięcie 85 woltów jest podawane na 12, a 86 jest podłączone do masy. Przekaźnik można następnie ponownie podłączyć do plusa lub masy. Często można to sprawdzić na schemacie, w przeciwnym razie pomiary pokażą, jak przekaźnik jest podłączony w pojeździe.
Pomiary przy wyłączonym i włączonym przekaźniku:
We wstępie opisano, w jaki sposób powstaje prąd sterujący i prąd główny. Kiedy odbiornik nie działa, zwykle najpierw odczytuje się pamięć usterek i mierzy napięcie na odbiorniku. Natychmiast Pomiar V4 można określić, czy występuje rezystancja przejściowa lub przerwa w zasilaniu lub masie. Kiedy przewód jest uszkodzony, a bezpiecznik jest uszkodzony lub przełącznik pozostaje w pozycji „otwartej”, mierzymy wartość różną od 3 woltów w V4 i/lub V0: innymi słowy, coś się dzieje. W tej sekcji przedstawiono przykładowe pomiary w celu sprawdzenia napięć na przekaźniku. Zakładamy sytuację, w której 86 to wejście, a 85 wyjście strony prądu sterującego. W poprzednim akapicie wyjaśniono, że producenci czasami odwracają tę zasadę.
Przekaźnik wyłączony:
Ten tekst dotyczy wymiarów pokazanych na czterech obrazkach poniżej. Przy wyłączonym przekaźniku mierzymy za pomocą multimetr napięcie na czterech pinach (86, 85, 30 i 87) w stosunku do masy (korpusu lub za pomocą zacisku krokodylkowego na zacisku masowym akumulatora).
- Pomiar 1: wejście przekaźnika po stronie prądu sterującego (pin 86) zawiera 12 woltów (lub 24 wolty w przypadku pojazdu użytkowego);
- Pomiar 2: przy wyłączonym przekaźniku napięcie nie jest pobierane, więc na pinie 12 wynosi 85 V;
- Pomiar 3: Na wejściu głównej strony prądowej występuje napięcie 30 V (pin 12);
- Pomiar 4: ponieważ przekaźnik nie jest zasilany, przełącznik w przekaźniku jest otwarty, a na styku 87 występuje napięcie 0 woltów.
| Terminal 86: | 12 v |
| Terminal 85: | 12 v |
| Terminal 30: | 12 v |
| Terminal 87: | 0 v |
Przekaźnik włączony:
Przełącznik jest zamknięty. Zaciski A1 i A2 są ze sobą połączone. Obwód sterujący zostaje zamknięty i zaczyna płynąć prąd sterujący. Przy włączonym przekaźniku ponownie mierzymy napięcie na czterech pinach (86, 85, 30 i 87) względem masy.
- Pomiar 1: Na wejściu strony prądu sterującego przekaźnika występuje napięcie 86 V (pin 12);
- Pomiar 2: napięcie jest pobierane przy włączonym przekaźniku i zamieniane na magnetyzm, więc na pinie 0,1 wynosi 85 V;
- Pomiar 3: Na wejściu głównej strony prądowej występuje napięcie 30 V (pin 12);
- Pomiar 4: ponieważ przekaźnik jest pod napięciem, przełącznik w przekaźniku jest zamknięty, a na pinie 87 występuje napięcie 12 woltów.
| Terminal 86: | 12 v |
| Terminal 85: | 0,1 v |
| Terminal 30: | 12 v |
| Terminal 87: | 12 v |
Rozwiązywanie problemów:
Jeśli odbiornik/siłownik nie działa prawidłowo, możemy zmierzyć napięcia na połączeniach przekaźnika, aby ustalić przyczynę nieprawidłowego działania. Jeśli przekaźnik się nie załączy, przyczyną może być uszkodzony przekaźnik, ale jeśli bezpiecznik jest uszkodzony i przekaźnik nie otrzymuje żadnego napięcia wejściowego, nie może niczego przełączyć. Z czterema pomiary na przekaźniku (zawsze względem masy) możemy wiele wykluczyć i dokładniej szukać dokładnej przerwy.
Błąd 1: przekaźnik nie włącza się
Przekaźnik jest podłączony do masy za pomocą przełącznika, ale nie przepływa prąd sterujący. W rezultacie nie przepływa żaden prąd główny. Napięcie na pinie 87 pozostaje 0 woltów. Daje to podstawę do pomiaru pozostałych pinów przekaźnika. Po włączeniu mierzona jest różnica napięcia między pinami 86 i 85 i tutaj mierzone jest 12 woltów. W tej sytuacji cewka zostaje przerwana.
Różnica napięcia na prawidłowo działającym przekaźniku wynosi 12 V, ponieważ napięcie zostało wyczerpane. Przy tym pomiarze wydaje się OK, ale tak nie jest. Przy przerwanej cewce mierzymy również 12 woltów, ponieważ na kołkach pomiarowych mierzona jest różnica 12 woltów: 12 woltów wchodzi do czerwonego kołka pomiarowego, a czarny kołek pomiarowy - poprzez zamknięty przełącznik - wskazuje 0 woltów.
Jeżeli istnieje podejrzenie, że cewka w przekaźniku jest uszkodzona, można zmierzyć rezystancję. Przekaźnik należy zdemontować i nie należy już do obwodu mocy. Możemy zmierzyć rezystancję między pinami 86 i 85 na oddzielnych połączeniach przekaźnika.
- rezystancja przez cewkę: około 60 do 80 omów: OK
- rezystancja przez cewkę: nieskończenie wysoka (1. lub OL): przerwa
Błąd 2: przekaźnik nie włącza się
Podczas obsługi przełącznika (czerwona obudowa) lub po włączeniu ECU odbiornik pozostaje wyłączony. Pomiar na pinie 85 mierzy 12 woltów względem masy. Na tej podstawie możemy stwierdzić, że napięcie nie zostało zużyte w cewce, w związku z czym cewka nie stała się magnetyczna.
Pomiar różnicy między stykiem 85 a stykiem A1 przełącznika pokaże, czy przewód jest przerwany lub czy problem występuje w przełączniku:
- Różnica napięcia między 85 a A1: 12 V: przerwany przewód
- Różnica napięcia między 85 a A1: 0 V: problem nie leży w przewodzie.
Gdy przewód jest w porządku, po obu stronach przewodu jest 12 woltów, co oznacza, że mierzymy różnicę 0. Jeśli zmierzymy różnicę 12 V na przełączniku (A1 w porównaniu do A2), oznacza to, że przerwa występuje w przełączniku. Innymi słowy: przełącznik pozostaje otwarty. Mierzymy również to napięcie 12 woltów, gdy przełącznik nie jest używany.
Błąd 3: odbiornik pozostaje włączony.
Możliwą skargą klienta jest to, że wentylator chłodnicy pojazdu nadal działa, mimo że pojazd jest zaparkowany i zamknięty przez pewien czas. Klient zauważył to po hałasie dochodzącym z wentylatora. Inną możliwością jest zgłoszenie przez klienta problemu z prądem upływowym: akumulator jest zawsze rozładowany po stosunkowo krótkim postoju, a stan akumulatora i układu ładowania jest w porządku. Wtedy o tym porozmawiamy prąd upływowylub tajny konsument.
Pomiary pokazują, że nie płynie prąd sterujący (85 V jest obecne na pinie 12), ale płynie prąd główny.
W tym przypadku przyczyną jest „lepki” przełącznik przekaźnika. Przełącznik pomiędzy 30 a 87 pozostaje zamknięty, mimo że cewka nie jest magnetyczna. Przyczyną może być starość, w której kontakty są spalane.
Błąd 4: przekaźnik włącza się, ale odbiornik nie działa
Podczas włączania przekaźnika w większości przypadków słychać zamknięcie przełączania pomiędzy 30 a 87. Pin 86 ma 12 woltów, a pin 85 ma 0,1 wolta w porównaniu do masy. Oznacza to, że przepływa prąd sterujący i pobierane jest napięcie w cewce. Obwód sterujący jest zatem OK.
Pin 30 ma 0 woltów w porównaniu do masy. Przekaźnik zamknął obwód główny, ale jeśli nic do niego nie wejdzie, nie można nic przełączyć. W takim przypadku bezpiecznik jest uszkodzony.
Een bezpiecznik nie tylko się psuje. Przez bezpiecznik przepływał zbyt duży prąd, dlatego ważne jest, aby znaleźć przyczynę. Na przykład do bezpiecznika mogło być podłączonych zbyt wiele odbiorników (pomyśl o wielu połączeniach 12 V dla akcesoriów) lub w przeszłości mógł być zainstalowany bezpiecznik o niewłaściwej wartości.
Błąd 5: przekaźnik włącza się, ale odbiornik nie działa
Gdy napięcia na czterech przyłączach przekaźnika są prawidłowe, można mieć pewność, że przekaźnik jest prawidłowo sterowany, napięcia wejściowe są prawidłowe i przekaźnik działa prawidłowo. Napięcie na styku 87 wynosi 12 woltów po włączeniu przekaźnika i ponownie wynosi 0 woltów po jego wyłączeniu.
Jeżeli odbiornik nie działa, istnieje duże prawdopodobieństwo, że sam odbiornik jest uszkodzony lub przerwany jest przewód między przekaźnikiem a odbiornikiem lub konsumentem a masą. W takim przypadku pomiar odbiornika V4 zapewni rozwiązanie umożliwiające określenie lokalizacji usterki.
Jeżeli napięcie na odbiorniku jest równe napięciu akumulatora, tj. 12 woltów, odbiornik jest uszkodzony. W tym przykładzie włókno lampa złamany.
Błąd 6: przekaźnik włącza się, odbiornik działa, ale niewystarczająco dobrze
Konsument działa, ale z połową mocy. W lampie można to rozpoznać po słabym świetle, co jest szczególnie zauważalne, jeśli włączonych jest kilka lamp i jedna z nich różni się jasnością. Konsumentem może być również wolno obracający się silnik elektryczny lub klakson wytwarzający zbyt cichy dźwięk. W takim przypadku wpisujemy a Pomiar V4 do głównej sekcji przepływu. Przekaźnik włącza odbiornik, więc nie musimy skupiać się na części prądu sterującego.
Z pomiaru V4 na obrazku w lewym dolnym rogu widzimy, że lampa pali się przy napięciu 9 woltów, podczas gdy napięcie akumulatora wynosi 12 woltów. W V3 (od akumulatora dodatniego do lampy dodatniej) mierzona jest różnica napięcia wynosząca 3 wolty. Jest to tracone w obwodzie dodatnim. Dalsze pomiary wykażą, czy utrata napięcia występuje przed przekaźnikiem, w przekaźniku czy za przekaźnikiem (między pinem 87 a B1). Obraz w prawym dolnym rogu pokazuje, że różnica napięcia na przekaźniku (30 w porównaniu do 87) wynosi 3 wolty. W przekaźniku następuje utrata napięcia. Styki przełącznika są zabrudzone lub spalone, co powoduje opór przejściowy.
Wznawiać:
Ze względu na obszerny opis usterek i duże obrazy, poniżej znajduje się podsumowanie różnych usterek i ich przyczyn:
- przechowywanie 1: przekaźnik nie włącza się, ponieważ cewka przekaźnika jest uszkodzona. Prąd nie może już przepływać przez cewkę, co oznacza, że cewka nie może już stać się magnetyczna. Przerwę można wykryć za pomocą pomiaru rezystancji: około 60 do 80 omów jest dobre, nieskończenie wysokie oznacza przerwę;
- przechowywanie 2: przekaźnik nie włącza się, ponieważ przewód między stykiem 85 (wyjście prądu sterującego) w przełączniku jest przerwany. W takim przypadku napięcie na styku 85 pozostaje 12 woltów, nawet po włączeniu;
- przechowywanie 3: przekaźnik zacina się, powodując, że odbiornik pozostaje włączony. Napięcie na pinie 87 pozostaje 12 V, nawet jeśli przekaźnik nie jest aktywowany. Można to zauważyć, będąc widzianym lub słyszanym, ale w „cichym” (tajny) konsument, akumulator jest wyczerpany;
- przechowywanie 4: przekaźnik włącza się, ale odbiornik nie działa z powodu uszkodzonego bezpiecznika;
- przechowywanie 5: ponieważ konsument jest wadliwy, przestaje działać. Cztery pomiary na przekaźniku wykluczają, że jest to sterowanie;
- przechowywanie 6: rezystancja przejściowa powoduje, że odbiornik/siłownik działa gorzej. Pomiar V4 można wykorzystać do wykrycia lokalizacji rezystancji przejścia. W przykładzie zmierzono różnicę napięcia na przełączniku pomiędzy 30 a 87, co pokazuje, że występuje utrata napięcia spowodowana rezystancją przejściową w przekaźniku.
Wniosek:
Sześć możliwych przyczyn awarii, jakie możemy spotkać w pojazdach, pokazuje, jak ważna jest wiedza i umiejętności pomiaru napięć na przekaźniku. Pomiar czterech połączeń pozwala szybko określić kierunek poszukiwań i szybko wiadomo, czy coś dzieje się nie tak z wejściowym lub wyjściowym prądem sterującym, wejściem lub odpływem prądu głównego lub przekaźnikiem.
Lokalizacje przekaźników:
Przekaźniki często montuje się w jednym miejscu w samochodzie. Może on znajdować się w skrzynce bezpieczników (jak pokazano na rysunku) lub na osobnej płytce przekaźnika. W komorze silnika mogą być również zamontowane przekaźniki, takie jak przekaźnik wentylatora chłodzącego silnik. Pozycje przekaźników można znaleźć w instrukcji obsługi samochodu i/lub dokumentacji warsztatowej.
