Предмети:
- Вступ
- Релейні схеми
- Вимірювання з вимкненим і включеним реле
- Вирішення проблем
- Місця реле
Вступ:
Реле часто використовується в автомобільній електроніці в ланцюзі живлення споживачів, по яких протікає великий струм. Чим вище сила струму, тим густіше електропроводка має бути зроблено. Діаметр дроту визначає максимальний допустимий струм. Ми хочемо уникати товстих проводів, наскільки це можливо, оскільки інакше джгути кабелів стають занадто великими та схильними до перешкод. Другим і навіть більш важливим прикладом використання реле є управління за допомогою ECU. Високий струм пов'язаний з більшою кількістю тепла. Ми хочемо якомога більше утримувати тепло від ECU. Приклади електричних компонентів, якими керує реле, включають:
- Вентилятор охолодження двигуна;
- Горн;
- Обігрів заднього скла;
- ЕБУ;
- Форсунки та котушка запалювання (бензиновий двигун);
- Насос підкачування палива;
- Приглушене, дальнє та/або протитуманне світло.
Наступні два зображення показують схему реле та зображення справжнього реле. На реле ми знаходимо чотири з'єднання зі стандартними кодами DIN:
- Вхід контролю струму (86)
- Вихід контролю струму (85)
- Основний струмовий вхід (30)
- Основний струмовий вихід (87)
Реле перетворює малий керуючий струм у великий основний. Це стандартне речення, яке вміють вимовляти багато студентів і техніків. Коли потрібно провести вимірювання в схемі реле, люди часто плутаються з кодуванням: куди протікає керуючий струм і основний струм? А як провести вимірювання, щоб перевірити, чи справне реле? У наступних параграфах описано, як працює реле, які напруги слід вимірювати на правильно функціонуючому реле та як можна знайти несправності.
На зображенні нижче показано вимкнене та ввімкнене реле.
- Реле вимкнено:
Перемикач (червоний корпус) розташований на схемі між виходом реле (клема 85) і масою акумулятора (корпус). Насправді цей перемикач може бути розташований на панелі приладів, наприклад, перемикач протитуманних фар. - Реле включено:
Коли водій натискає перемикач, контакти замикаються. Це замикає ланцюг струму на стороні струму керування. Струм тече від плюса батареї через 86, котушку реле та через 85 і вимикач до землі. Оскільки струм протікає через котушку, вона стає магнітною і замикає перемикач між контактами 30 і 87. Там також створено замкнутий контур. Основний струм проходить через плюс батареї, через запобіжник до клеми 30 реле, після чого струм подається до споживача через клему 87. Споживач вмикається.
Зображення часто показують лампу як споживача. Насправді це, звичайно, можуть бути інші електричні споживачі / приводи. Для релейної схеми не має значення, який тип споживача керується.
Керуючий струм через реле зазвичай становить від 150 до 200 мА (0,15 – 0,2 А). Основний струм може досягати 20 або 50 А. Максимально допустимий основний струм часто вказується на корпусі реле.
Релейні схеми:
У реле контрольний струм слабкого струму вмикається перемикачем, яким можна керувати вручну, або за допомогою a блок управління (ECU). Схема з ЕБУ є в більшості сучасних автомобілів.
Реле може бути плюсовим або заземленим. Для роботи реле не має значення, вмикається воно шляхом включення джерела живлення або заземлення: як тільки реле отримує плюс і мінус, по котушці потече струм. На трьох зображеннях нижче показано ланцюг заземлення з перемикачем і ЕБУ, а також плюсовий ланцюг.
Версії, в яких керуючий пристрій вмикає та вимикає керуючий струм, мають ряд переваг:
- Водій може дати команду блоку управління ввімкнути споживача. Це можна зробити за допомогою перемикача на приладовій панелі або через цифровий бортовий комп’ютер (можливо, через мультимедійний екран);
- ЕБУ може самостійно вмикати та вимикати реле у відповідь на сигнал датчика (наприклад: температура двигуна високий, вентилятор увімкнено) або вимкніть паливний насос, коли аварію реєструє ECU подушки безпеки. Таким чином, керування за допомогою ECU забезпечує комфорт, а також вищий рівень безпеки.
На діаграмах на цьому малюнку клема 86 вважається входом, а 85 — виходом. На практиці ми регулярно бачимо, як виробники міняють ці контакти: 85 вольт входять на 12, а 86 підключають до землі. Потім реле можна знову підключити до плюса або землі. Це часто можна знайти на схемі, інакше вимірювання покажуть, як підключено реле в автомобілі.
Вимірювання з вимкненим і включеним реле:
У вступі описано, як створюються керуючий струм і основний струм. Коли споживач більше не працює, зазвичай спочатку зчитується пам’ять про несправності та вимірюється напруга на споживачі. Негайно Вимірювання V4 можна визначити, чи є перехідний опір або переривання джерела живлення чи заземлення. Коли дріт розривається, a запобіжник несправний, або перемикач залишається у положенні «відкрито», ми вимірюємо значення, яке не дорівнює 3 вольтам у V4 та/або V0: іншими словами, щось відбувається. У цьому розділі показано зразки вимірювань для перевірки напруги на реле. Ми припускаємо ситуацію, коли 86 є входом, а 85 – виходом сторони струму керування. У попередньому абзаці пояснювалося, що виробники іноді змінюють це.
Реле вимкнено:
Цей текст стосується вимірювань, показаних на чотирьох зображеннях нижче. При вимкненому реле вимірюємо з мультиметр напругу на чотирьох контактах (86, 85, 30 і 87) по відношенню до землі (корпус або за допомогою затискача типу «крокодил» на клемі заземлення акумулятора).
- Вимірювання 1: вхід сторони контрольного струму реле (контакт 86) містить 12 вольт (або 24 вольта для комерційного автомобіля);
- Вимірювання 2: напруга не споживається з вимкненим реле, тому воно становить 12 вольт на контакті 85;
- Вимірювання 3: 30 вольт присутні на вході сторони основного струму (контакт 12);
- Вимірювання 4: оскільки на реле не подається напруга, перемикач у реле розімкнуто, а на контакті 87 є напруга 0 вольт.
| Термінал 86: | 12 V |
| Термінал 85: | 12 V |
| Термінал 30: | 12 V |
| Термінал 87: | 0 V |
Реле включено:
Перемикач замкнутий. Клеми A1 і A2 з'єднані один з одним. Керуючий ланцюг замикається і починає текти керуючий струм. З увімкненим реле ми знову вимірюємо напругу на чотирьох контактах (86, 85, 30 і 87) відносно землі.
- Вимірювання 1: 86 вольт присутні на вході сторони керуючого струму реле (контакт 12);
- Вимірювання 2: напруга споживається з увімкненим реле та перетворюється на магнетизм, тому воно становить 0,1 вольта на контакті 85;
- Вимірювання 3: 30 вольт присутні на вході сторони основного струму (контакт 12);
- Вимірювання 4: оскільки реле під напругою, перемикач у реле замкнутий, а на контакті 87 є напруга 12 вольт.
| Термінал 86: | 12 V |
| Термінал 85: | 0,1 V |
| Термінал 30: | 12 V |
| Термінал 87: | 12 V |
Вирішення проблем:
Якщо споживач/привід не працює належним чином, ми можемо виміряти напругу на з’єднаннях реле, щоб визначити причину несправності. Якщо реле не вмикається, причиною може бути несправне реле, але якщо запобіжник несправний і реле не отримує вхідної напруги, воно не може нічого перемкнути. З чотирма вимірювань на реле (завжди відносно землі) ми можемо багато чого виключити та шукати більш конкретно для точного переривання.
Несправність 1: реле не включається
Реле підключено до землі перемикачем, але керуючий струм не тече. В результаті основний струм не протікає. Напруга на виводі 87 залишається 0 вольт. Це призводить до вимірювання інших контактів на реле. Після ввімкнення вимірюється різниця напруг між контактами 86 і 85 і тут вимірюється 12 вольт. У цій ситуації котушка переривається.
Різниця напруги на правильно функціонуючому реле становить 12 вольт, оскільки напруга вичерпана. З цим вимірюванням це здається нормальним, але це не так. З перерваною котушкою ми також вимірюємо 12 вольт, оскільки різниця в 12 вольт вимірюється на вимірювальних штифтах: 12 вольт надходить на червоний вимірювальний штифт, а чорний вимірювальний штифт - через закритий перемикач - показує 0 вольт.
Якщо є підозра, що котушка в реле зламана, можна виміряти опір. Реле має бути демонтовано і більше не є частиною ланцюга живлення. Ми можемо виміряти опір між контактами 86 і 85 на окремих з’єднаннях реле.
- опір через котушку: приблизно від 60 до 80 Ом: нормально
- опір через котушку: нескінченно високий (1. або OL): переривання
Несправність 2: реле не включається
При натисканні перемикача (червоний корпус) або після ввімкнення ЕБУ споживач залишається вимкненим. Вимірювання на контакті 85 вимірює 12 вольт відносно землі. З цього можна зробити висновок, що напруга в котушці не спожилася, тому котушка не стала магнітною.
Вимірювання різниці між контактом 85 і контактом A1 на комутаторі покаже, чи перервано провід, чи проблема виникає в комутаторі:
- Різниця напруг між 85 і A1: 12 вольт: дріт обірваний
- Різниця напруг між 85 і A1: 0 вольт: проблема не в дроті.
Коли дріт у порядку, з обох боків дроту є 12 вольт, що означає, що ми вимірюємо різницю в 0. Якщо ми вимірюємо різницю в 12 вольт на перемикачі (A1 порівняно з A2), то переривання відбувається в перемикачі. Іншими словами: перемикач залишається відкритим. Ми також вимірюємо ці 12 вольт, коли вимикач не працює.
Несправність 3: споживач залишається увімкненим.
Можлива скарга клієнта полягає в тому, що вентилятор охолодження автомобіля продовжує працювати, навіть якщо автомобіль припарковано та замкнено на деякий час. Клієнт помітив це за шумом від вентилятора. Інша можливість полягає в тому, що клієнт повідомляє про проблему витоку струму: батарея завжди розряджена після відносно короткого простою, тоді як стан батареї та системи заряджання в порядку. Тоді ми про це поговоримо струм витоку, або a таємний споживач.
Вимірювання показують, що керуючий струм не тече (85 вольт присутні на контакті 12), але є основний струм.
У цьому випадку причиною є «залипання» перемикача реле. Перемикач між 30 і 87 залишається замкнутим, навіть якщо котушка не є магнітною. Причиною може бути похилий вік, де обгоріли контакти.
Несправність 4: реле вмикається, але споживач не працює
Під час увімкнення реле в більшості випадків ви почуєте, як перемикач між 30 і 87 замикається. Вивід 86 має 12 вольт, а висновок 85 має напругу 0,1 вольта порівняно з землею. Це означає, що протікає керуючий струм і напруга в котушці споживається. Таким чином, схема керування в порядку.
Контакт 30 має 0 вольт порівняно з землею. Реле замкнуло головний ланцюг, але якщо в нього нічого не потрапляє, нічого не можна перемкнути. У цьому випадку запобіжник несправний.
Een запобіжник не просто ламається. Через запобіжник був надто високий струм, тому важливо шукати причину. Наприклад, до запобіжника може бути підключено забагато споживачів (подумайте про кілька з’єднань на 12 вольт для аксесуарів), або можливо, раніше було встановлено запобіжник із неправильним значенням.
Несправність 5: реле вмикається, але споживач не працює
Якщо напруга на чотирьох з’єднаннях реле правильна, ви можете бути впевнені, що реле керується належним чином, вхідна напруга правильна і реле працює належним чином. Напруга на контакті 87 стає 12 вольт, коли реле вмикається, і знову стає 0 вольт, коли його вимикають.
Якщо споживач не працює, велика ймовірність того, що сам споживач несправний, або що обірваний провід між реле та споживачем, або споживачем та землею. У цьому випадку вимірювання V4 споживача забезпечить рішення для визначення місця несправності.
Коли напруга на споживачі дорівнює напрузі батареї, тобто 12 вольт, споживач несправний. У цьому прикладі нитка розжарення лампа зламаний.
Несправність 6: реле включається, споживач працює, але недостатньо добре
Споживач працює, але на половину потужності. У лампі це можна дізнатися по слабкому світлу, що особливо помітно, якщо горить кілька ламп і одна з них відрізняється яскравістю. Споживачем також може бути електродвигун, який обертається повільно, або гудок, який видає занадто мало звуку. У цьому випадку ми вводимо a Вимірювання V4 до секції основного потоку. Реле вмикає споживача, тому ми не повинні зосереджуватися на частині струму керування.
За допомогою вимірювання V4 на нижньому лівому зображенні ми бачимо, що лампа горить на 9 вольт, а напруга батареї становить 12 вольт. У V3 (від позитивної батареї до позитивної лампи) вимірюється різниця напруги 3 вольта. Це втрачається в позитивному колі. Подальші вимірювання покажуть, чи відбувається втрата напруги до реле, у реле чи після реле (між контактом 87 і B1). Зображення внизу праворуч показує, що різниця напруги на реле (30 порівняно з 87) становить 3 вольта. Втрата напруги відбувається в реле. Контакти перемикача забруднені або обгорілі, що спричиняє перехідний опір.
Резюме:
Завдяки розширеному опису несправностей і великим зображенням тут наведено короткий перелік різних несправностей і причин:
- зберігання 1: реле не вмикається, тому що зламана котушка реле. Струм більше не може проходити через котушку, а це означає, що котушка більше не може стати магнітною. Обрив можна виявити за допомогою вимірювання опору: приблизно від 60 до 80 Ом це добре, нескінченно високий означає переривання;
- зберігання 2: реле не вмикається, тому що дріт між контактом 85 (керуючий струмовий вихід) у вимикачі перерваний. У цьому випадку напруга на контакті 85 залишається 12 вольт, навіть коли він увімкнений;
- зберігання 3: реле залипає, змушуючи споживача залишатися включеним. Напруга на контакті 87 залишається 12 вольт, навіть якщо реле не активовано. Це можна помітити, побачивши або почувши, але в «тихому» (підпільний) споживач, акумулятор розряджений;
- зберігання 4: реле вмикається, але споживач не працює через несправний запобіжник;
- зберігання 5: оскільки споживач несправний, він більше не працює. Чотири вимірювання на реле виключають, що це контроль;
- зберігання 6: перехідний опір гарантує, що споживач/привід функціонує гірше. Вимірювання V4 можна використовувати для визначення місця опору переходу. У прикладі вимірюється різниця напруг на перемикачі між 30 і 87, яка показує, що існує втрата напруги через перехідний опір у реле.
Висновок:
Шість можливих причин несправності, з якими ми можемо зіткнутися в автомобілях, демонструють важливість знань і навичок вимірювання напруги на реле. Вимірювання чотирьох з’єднань швидко забезпечує напрямок пошуку, і можна швидко дізнатися, чи щось йде не так у вхідному чи вихідному керуючому струмі, вході чи виході основного струму чи в реле.
Розташування реле:
Реле часто монтуються в одному місці автомобіля. Це може бути в коробці запобіжників (як показано на малюнку) або на окремій пластині реле. У моторному відсіку також можуть бути встановлені реле, наприклад реле вентилятора охолодження двигуна. Положення реле можна знайти в інструкції з експлуатації автомобіля та/або документації майстерні.
