реле

Предметы:

введение
Релейные схемы
Измерения с выключенным и включенным реле
Поиск неисправностей
Расположение реле

Инлейдинг:
Реле часто применяется в автомобильной электронике в силовой цепи потребителей, через которые протекает большой ток. Чем выше сила тока, тем толще проводка должно быть сделано. Диаметр провода определяет максимально допустимый ток. Мы хотим максимально избегать толстых проводов, поскольку в противном случае жгуты кабелей станут слишком большими и подвержены помехам. Вторым и еще более важным примером использования реле является управление со стороны ЭБУ. Большой ток связан с большим нагревом. Мы хотим максимально уберечь ЭБУ от нагревания. Примеры электрических компонентов, управляемых реле, включают:

Вентилятор охлаждения двигателя;
Рог;
Обогрев заднего стекла;
ЭБУ;
Форсунки и катушка зажигания (бензиновый двигатель);
Топливный насос подкачки;
Тусклые, дальние и/или противотуманные фары.

Следующие два изображения показывают схему реле и изображение реального реле. На реле мы находим четыре соединения со стандартными кодами DIN:

Вход управляющего тока (86)
Выход управляющего тока (85)
Главный токовый вход (30)
Основной токовый выход (87)

Реле превращает небольшой ток управления в большой основной ток. Это стандартное предложение, которое умеют произносить многие студенты и технические специалисты. Когда необходимо провести измерения на релейной схеме, люди часто путаются в кодировке: куда течет управляющий ток и основной ток? И как нужно проводить замеры, чтобы проверить исправность реле? В следующих параграфах описано, как работает реле, какие напряжения следует измерять на исправном реле и как можно обнаружить неисправности.

На изображении ниже показано отключенное и включенное реле.

Реле отключено:
Переключатель (красный корпус) расположен на схеме между выводом реле (клемма 85) и массой аккумуляторной батареи (корпус). В действительности этот переключатель может находиться на приборной панели, например выключатель противотуманных фар.
Реле включено:
В тот момент, когда водитель нажимает на переключатель, контакты замыкаются. При этом замыкается токовая цепь на стороне тока управления. Ток течет от плюса аккумулятора через 86 катушку реле и через 85 и переключатель на массу. Поскольку ток протекает через катушку, он становится магнитным и замыкает переключатель между контактами 30 и 87. Там тоже теперь создана замкнутая цепь. Основной ток течет через плюс аккумулятора, через предохранитель на клемму 30 реле, после чего через клемму 87 ток подается потребителю. Потребитель включается.

На изображениях в качестве потребителя часто изображена лампа. В действительности это могут быть, конечно, другие потребители электроэнергии/исполнительные устройства. Для релейной схемы не имеет значения, какой тип потребителя контролируется.

Управляющий ток через реле обычно составляет от 150 до 200 мА (0,15–0,2 А). Основной ток может достигать 20 или 50 А. Максимально допустимый основной ток часто указывается на корпусе реле.

Релейные схемы:
При использовании реле слабый ток управления включается переключателем, которым можно управлять вручную, или с помощью блок управления (ЭБУ). Схема с ЭБУ встречается в большинстве современных автомобилей.

Реле может быть подключено к плюсу или к земле. Для работы реле не имеет значения, включается ли оно при включении питания или заземления: как только реле получит плюс и минус, через катушку потечет ток. На трех изображениях ниже показана цепь массы с переключателем и ЭБУ, а также положительная цепь.

Варианты, в которых управляющее устройство включает и выключает управляющий ток, имеют ряд преимуществ:

Водитель может дать команду блоку управления включить потребителя. Это можно сделать переключателем на приборной панели, либо через цифровой бортовой компьютер (возможно через экран мультимедиа);
ЭБУ может самостоятельно включать и выключать реле в ответ на сигнал датчика (например: температура двигателя высокий уровень, вентилятор включен) или выключите топливный насос, если ЭБУ подушки безопасности зарегистрировал аварию. Таким образом, управление со стороны ЭБУ обеспечивает комфорт, а также более высокую степень безопасности.

На схемах на этом рисунке клемма 86 считается входом, а клемма 85 — выходом. На практике мы регулярно видим, как производители меняют местами эти контакты: 85 В поступают на 12, а 86 подключается к земле. После этого реле можно снова подключить к плюсу или земле. Это часто можно посмотреть на схеме, иначе измерения покажут, как реле подключено в автомобиле.

Измерения с выключенным и включенным реле:
Во введении описывается, как создаются ток управления и основной ток. Когда потребитель больше не работает, сначала обычно считывается память неисправностей и измеряется напряжение на потребителе. Немедленно Измерение V4 можно определить, имеется ли переходное сопротивление или обрыв в питании или заземлении. Когда провод оборван, предохранитель неисправен или переключатель остается в положении «разомкнуто», измеряем значение, не равное 3 вольт в V4 и/или V0: иными словами, что-то происходит. В этом разделе показаны примеры измерений для проверки напряжения на реле. Предположим ситуацию, когда 86 — это вход, а 85 — выход стороны тока управления. В предыдущем абзаце объяснялось, что производители иногда меняют это положение.

Реле отключено:
Этот текст посвящен измерениям, показанным на четырех изображениях ниже. При выключенном реле измеряем мультиметр напряжение на четырех контактах (86, 85, 30 и 87) относительно земли (корпус или зажим типа «крокодил» на заземляющей клемме аккумулятора).

Измерение 1: вход стороны тока управления реле (контакт 86) содержит 12 В (или 24 В для коммерческого автомобиля);
Измерение 2: напряжение при выключенном реле не потребляется, поэтому на выводе 12 оно составляет 85 Вольт;
Измерение 3: на входе стороны основного тока (контакт 30) присутствует 12 В;
Измерение 4: поскольку реле не находится под напряжением, переключатель в реле разомкнут и на выводе 87 присутствует напряжение 0 Вольт.

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

Реле включено:
Переключатель замкнут. Клеммы А1 и А2 соединены друг с другом. Цепь управления замыкается и начинает течь управляющий ток. При включенном реле снова измеряем напряжение на четырех контактах (86, 85, 30 и 87) относительно земли.

Измерение 1: на входе стороны тока управления реле (контакт 86) присутствует напряжение 12 В;
Измерение 2: напряжение потребляется при включенном реле и преобразуется в магнетизм, поэтому на выводе 0,1 оно составляет 85 вольт;
Измерение 3: на входе стороны основного тока (контакт 30) присутствует 12 В;
Измерение 4: поскольку реле находится под напряжением, переключатель в реле замкнут, и на выводе 87 присутствует напряжение 12 Вольт.

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

Поиск неисправностей:
Если потребитель/исполнительный элемент не работает должным образом, мы можем измерить напряжения на соединениях реле, чтобы определить причину неисправности. Если реле не включается, то причиной может быть неисправное реле, но если предохранитель неисправен и на реле не поступает входное напряжение, оно не может ничего коммутировать. С четырьмя измерения на реле (всегда относительно земли) мы можем многое исключить и поискать более конкретно точное прерывание.

Неисправность 1: реле не включается
Реле подключено к земле с помощью переключателя, но управляющий ток не протекает. В результате основной ток не протекает. Напряжение на выводе 87 остается 0 Вольт. Это приводит к измерению других контактов реле. После включения измеряется разница напряжений между контактами 86 и 85 и здесь измеряется 12 вольт. В этой ситуации катушка прерывается.

Разница напряжений на исправно работающем реле составляет 12 В, поскольку напряжение израсходовано. При таком измерении кажется, что все в порядке, но это не так. С разомкнутой катушкой мы также измеряем 12 Вольт, потому что на измерительных стержнях измеряется разница в 12 Вольт: на красный измерительный стержень поступает 12 Вольт, а на черный измерительный стержень - через замкнутый переключатель - считывается 0 Вольт.

Если есть подозрение, что катушка в реле сломана, можно измерить сопротивление. Реле должно быть демонтировано и больше не является частью силовой цепи. Мы можем измерить сопротивление между контактами 86 и 85 на отдельных соединениях реле.

сопротивление через катушку: около 60–80 Ом: ОК
сопротивление через катушку: бесконечно высокое (1. или OL): прерывание

Неисправность 2: реле не включается
При срабатывании выключателя (красный корпус) или после включения ЭБУ потребитель остается выключенным. Измерение на контакте 85 составляет 12 В относительно земли. Отсюда можно сделать вывод, что напряжение в катушке не потреблялось, поэтому катушка не стала магнитной.

Измерение разности между контактом 85 и контактом А1 на выключателе покажет, оборван ли провод или проблема возникла в выключателе:

Разница напряжений между 85 и А1: 12 В: обрыв провода
Разница напряжений между 85 и А1: 0 вольт: проблема не в проводе.

Когда провод в порядке, на обеих сторонах провода по 12 Вольт, значит, измеряем разницу 0. Если мы измерим разницу в 12 Вольт на переключателе (А1 по сравнению с А2), то обрыв произойдет в переключателе. Другими словами: переключатель остается разомкнутым. Мы также измеряем эти 12 В, когда переключатель не используется.

Ошибка 3: потребитель остается включенным.
Возможная жалоба клиента заключается в том, что вентилятор системы охлаждения автомобиля продолжает работать, даже если автомобиль в течение некоторого времени припаркован и заперт. Заказчик заметил это по шуму, исходящему от вентилятора. Другая возможность заключается в том, что клиент сообщает о проблеме с током утечки: аккумулятор всегда разряжен после относительно короткого простоя, при этом состояние аккумулятора и системы зарядки в порядке. Мы поговорим об этом тогда ток утечкиили тайный потребитель.

Измерения показывают, что управляющий ток отсутствует (на выводе 85 присутствует 12 Вольт), но есть основной ток.

В данном случае причиной является «залипшее» реле-переключатель. Переключатель между 30 и 87 остается замкнутым, даже если катушка не является магнитной. Причиной может быть старость, когда контакты подгорели.

Неисправность 4: реле включается, но потребитель не функционирует.
При включении реле в большинстве случаев вы услышите замыкание переключателя между 30 и 87. На контакте 86 напряжение 12 В, а на контакте 85 — 0,1 В по сравнению с землей. Это означает, что протекает управляющий ток и расходуется напряжение в катушке. Следовательно, схема управления в порядке.

На контакте 30 напряжение 0 В по сравнению с землей. Реле замкнуло главную цепь, но если в нее ничего не поступает, то и коммутировать ничего нельзя. В этом случае предохранитель неисправен.

Een предохранитель не просто так ломается. Через предохранитель прошел слишком большой ток, поэтому важно искать причину. Например, к предохранителю может быть подключено слишком много потребителей (представьте себе несколько подключений на 12 В для аксессуаров) или в прошлом мог быть установлен предохранитель с неправильным номиналом.

Неисправность 5: реле включается, но потребитель не функционирует.
Когда напряжения на четырех разъемах реле правильные, вы можете быть уверены, что реле управляется правильно, входные напряжения правильные и реле работает правильно. Напряжение на контакте 87 становится 12 В, когда реле включено, и снова становится 0 В, когда оно выключено.

Если потребитель не работает, велика вероятность, что неисправен сам потребитель или обрыв провода между реле и потребителем или потребителем и массой. В этом случае измерение V4 потребителя позволит определить место неисправности.

Когда напряжение на потребителе равно напряжению аккумулятора, т.е. 12 вольт, потребитель неисправен. В этом примере нить лампа сломанный.

Неисправность 6: реле включается, потребитель функционирует, но недостаточно хорошо
Потребитель работает, но на половину мощности. В лампе это можно узнать по слабому свету, что особенно заметно, если горит несколько ламп и одна из них отличается по яркости. Потребителем также может быть медленно вращающийся электродвигатель или звуковой сигнал, издающий слишком мало звука. В этом случае мы вводим Измерение V4 выход в основную часть потока. Реле включает потребителя, поэтому нам не приходится зацикливаться на токовой части управления.

При измерении V4 на нижнем левом изображении мы видим, что лампа горит при 9 В, а напряжение аккумулятора составляет 12 В. В V3 (от плюса аккумулятора до плюса лампы) измеряется разница напряжений 3 Вольта. Он теряется в положительной цепи. Последующие измерения покажут, происходит ли потеря напряжения до реле, в реле или после реле (между контактом 87 и В1). На изображении справа внизу видно, что разница напряжений на реле (30 по сравнению с 87) составляет 3 Вольта. В реле происходит потеря напряжения. Контакты выключателя загрязнены или обожжены, что приводит к переходному сопротивлению.

Резюме:
Благодаря подробному описанию неисправностей и большим изображениям здесь приводится краткое описание различных неисправностей и их причин:

хранение 1: реле не включается из-за поломки обмотки реле. Ток больше не может течь через катушку, а это означает, что катушка больше не может становиться магнитной. Обрыв можно обнаружить с помощью измерения сопротивления: от 60 до 80 Ом — это хорошо, бесконечно высокое значение означает обрыв;
хранение 2: реле не включается, поскольку оборван провод между контактом 85 (выход управляющего тока) в переключателе. В этом случае напряжение на выводе 85 остается 12 Вольт, даже когда он включен;
хранение 3: реле залипает, в результате чего потребитель остается включенным. Напряжение на выводе 87 остается 12 Вольт, даже если реле не активировано. Это можно заметить, будучи увиденным или услышанным, но в «тихом» (тайный) потребитель, аккумулятор разряжен;
хранение 4: реле включается, но потребитель не работает из-за неисправного предохранителя;
хранение 5: поскольку потребитель неисправен, он больше не функционирует. Четыре измерения на реле исключают, что это управление;
хранение 6: переходное сопротивление приводит к тому, что потребитель/исполнительный элемент функционируют хуже. Измерение V4 можно использовать для определения местоположения переходного сопротивления. В примере измеряется разница напряжений на переключателе между 30 и 87, что показывает, что имеется потеря напряжения из-за переходного сопротивления в реле.

вывод:
Шесть возможных причин неисправности, с которыми мы можем столкнуться в транспортных средствах, демонстрируют важность знаний и навыков измерения напряжений на реле. Измерение четырех соединений позволяет быстро определить направление поиска и быстро понять, что-то не так с входным или выходным управляющим током, входным или выходным основным током или с реле.

Расположение реле:
Реле часто монтируются в одном месте автомобиля. Он может находиться в блоке предохранителей (как показано на рисунке) или на отдельной пластине реле. В моторном отсеке также могут быть установлены реле, например реле вентилятора охлаждения двигателя. Положения реле можно найти в руководстве по эксплуатации автомобиля и/или в документации мастерской.

Связанные страницы: