مقدمة:
يُستخدم الريلاي بشكل واسع في الدوائر الكهربائية للسيارات ضمن دائرة التيار للمستهلكين الذين يستهلكون كميات كبيرة من التيار. كلما زادت شدة التيار، يجب أن تكون أسلاك التوصيل أكثر سماكة. يحدد قطر السلك الحد الأقصى لشدة التيار المسموح بها. نريد تجنب استخدام أسلاك سميكة قدر الإمكان، لأن ذلك يجعل ضفيرة الأسلاك أكبر وأكثر عرضة للأعطال. سبب آخر، وأكثر أهمية لاستخدام الريلاي، هو التحكم بواسطة وحدة التحكم الإلكترونية (ECU). فكلما زادت شدة التيار، زادت الحرارة الناتجة. ونريد إبقاء الحرارة بعيداً عن وحدة التحكم الإلكترونية قدر الإمكان. أمثلة على المكوّنات الكهربائية التي يتم تشغيلها عبر ريلاي تشمل:
- مروحة تبريد المحرك؛
- البوق؛
- تسخين الزجاج الخلفي؛
- وحدات التحكم الإلكترونية (ECUs)؛
- حاقنات وأسطوانة الإشعال (محرك بنزين)؛
- مضخة تغذية الوقود؛
- الإضاءة المنخفضة/العالية و/أو أضواء الضباب.
الصورتان التاليتان توضحان مخطط الريلاي وصورة ريلاي حقيقي. نجد على الريلاي أربع نقاط توصيل مع رموز DIN القياسية:
- مدخل تيار التحكم (86)
- مخرج تيار التحكم (85)
- مدخل تيار الحمل (30)
- مخرج تيار الحمل (87)
يقوم الريلاي بتحويل تيار تحكم صغير إلى تيار حمل كبير. هذه جملة قياسية يعرفها العديد من الطلاب والفنيين. ولكن عند الحاجة إلى القياس في دوائر الريلاي، غالبًا ما يحدث ارتباك بسبب الرموز: أين يسري تيار التحكم وأين تيار الحمل؟ وكيف ينبغي القياس للتأكد من أن الريلاي يعمل بشكل صحيح؟ في الفقرات التالية سيتم شرح عمل الريلاي، والجهود الكهربائية التي يجب أن تقاس على ريلاي سليم، وكيفية تتبع الأعطال.
الصورة أدناه توضح ريلاي في وضع الإيقاف وفي وضع التشغيل.
- ريلاي غير مفعل:
يوجد المفتاح (الهيكل الأحمر) في المخطط بين مخرج الريلاي (طرف 85) وأرضي البطارية (هيكل السيارة). في الواقع، يمكن أن يكون هذا المفتاح في لوحة القيادة، مثل مفتاح أضواء الضباب.
- ريلاي مفعل:
عندما يقوم السائق بتشغيل المفتاح، يتم توصيل التلامسات، وبالتالي يُغلق الدائرة في جانب تيار التحكم. يمر التيار من قطب البطارية الموجب عبر 86، ثم عبر وشيعة الريلاي، ومن 85 عبر المفتاح إلى الأرضي. بما أن التيار يمر عبر وشيعة الريلاي، تصبح الوشيعة مغناطيسية وتجذب مفتاح التوصيل بين الطرفين 30 و87، لتُغلق الدائرة أيضاً هناك. يمر تيار حمل عبر قطب البطارية الموجب، ثم خلال المصهر إلى الطرف 30 من الريلاي، ومن ثم عبر الطرف 87 إلى المستهلك الكهربائي الذي يتم تشغيله.
في الرسوم التوضيحية غالبًا ما يُستخدم المصباح كمستهلك، لكن بالطبع يمكن أن يكون ذلك مستهلكين كهربائيين آخرين / مشغلات أيضاً. نوع المستهلك الذي يتم التحكم به عبر الريلاي لا يؤثر على دائرة الريلاي.
عادة يكون تيار التحكم عبر الريلاي بين 150 و200 مللي أمبير (0.15 – 0.2 أمبير). أما تيار الحمل فقد يصل حتى 20 أو 50 أمبير. وغالبًا ما تُكتب أقصى قيمة مسموح بها لشدة تيار الحمل على غلاف الريلاي.
دوائر الريلاي:
يُفعّل الريلاي عبر تيار تحكم ذي شدة منخفضة يتم تشغيله عبر مفتاح يدوي أو عبر وحدة تحكم إلكترونية (ECU). النوع الأخير نجده في معظم السيارات الحديثة.
يمكن تشغيل الريلاي عبر التغذية الموجبة أو عبر الأرضي. لا يؤثر ذلك على أداء الريلاي: ما دام الريلاي يتلقى موجب وسالب، سيمر تيار عبر وشيعته. تظهر الصور الثلاثة التالية دائرة تحكم بالأرضي مع مفتاح وECU، وكذلك دائرة تحكم بالموجب.
تمنح التركيبات التي تتحكم فيها وحدة التحكم الإلكترونية في تيار التحكم عدة فوائد:
- يمكن للسائق توجيه أمر إلى وحدة التحكم لتشغيل المستهلك، إما عبر مفتاح في لوحة القيادة أو من خلال الكمبيوتر المركزي (وأحيانًا عبر شاشة الوسائط المتعددة)؛
- يمكن لوحدة ECU تشغيل أو إيقاف الريلاي بنفسها بناءً على إشارة حساس (مثلاً: ارتفاع درجة حرارة المحرك، فتشغل المروحة)، أو قطع تشغيل مضخة الوقود عند تسجيل وقوع حادث من قبل ECU الوسائد الهوائية. التنظيم من خلال ECU يوفر راحة أعلى ومستوى أعلى من الأمان.
في المخططات الموجودة في هذه الصورة يُعتبر الطرف 86 مدخل و85 مخرج لدائرة تيار التحكم. عملياً، قد يُبدّل المصنعون بين هذين الطرفين: 85 يستقبل 12 فولت بينما 86 متصل بالأرضي. بالتالي، يمكن أن يكون تفعيل الريلاي عبر الموجب أو الأرضي. غالبًا ما يتم تحديد ذلك في المخطط أو عبر القياسات على المركبة.
القياسات مع الريلاي في وضع الإيقاف والتشغيل:
تم شرح كيفية تكوين تيار التحكم وتيار الحمل في المقدمة. عند تعطل مستهلك كهربائي، عادة تبدأ بقراءة وحدة الأعطال أولاً وقياس الجهد عند المستهلك. عن طريق قياس V4 يمكنك اكتشاف ما إذا كان هناك مقاومة تلامسية أو انقطاع في خطوط التغذية أو الأرضي. عندما يكون هناك سلك مقطوع، أو مصهر تالف، أو أن المفتاح يبقى في وضع “مفتوح”، نقيس على V3 و/أو V4 قيمة ليست صفراً: أي هناك مشكلة. في هذه الفقرة تُوضّح القياسات النموذجية اللازمة للتحقق من الجهود على الريلاي. نفترض أن الطرف 86 هو المدخل و85 هو المخرج لجانب تيار التحكم. كما ذُكر سابقاً، قد يعكس المصنعون هذه التوصيلات.
ريلاي غير مفعل:
يتعلق هذا النص بالقياسات المعروضة في الصور الأربعة أدناه. عند عدم تفعيل الريلاي، نقيس بالفولت ميتر الجهد على الأطراف الأربعة (86، 85، 30، و87) مقارنة مع الأرضي (هيكل السيارة أو كليب تمساح متصل بقطب البطارية السالب).
- القياس 1: على مدخل دائرة تيار التحكم (طرف 86) يوجد 12 فولت (أو 24 فولت في الشاحنات)؛
- القياس 2: لا يُستهلك الجهد مع الريلاي غير المفعل، لذا يوجد 12 فولت على الطرف 85؛
- القياس 3: على مدخل دائرة تيار الحمل (طرف 30) يوجد 12 فولت؛
- القياس 4: نظراً لأن الريلاي غير مفعل، فالمفتاح داخل الريلاي مفتوح، ويوجد على الطرف 87 جهد 0 فولت.
| طرف 86: | 12 فولت |
| طرف 85: | 12 فولت |
| طرف 30: | 12 فولت |
| طرف 87: | 0 فولت |
ريلاي مفعل:
المفتاح مغلق. نقاط التوصيل A1 وA2 متصلة ببعضها البعض. دائرة تيار التحكم مغلقة ويبدأ التيار في التدفق. مع الريلاي المفعل، نعيد قياس الجهد على الأطراف الأربعة (86، 85، 30، و87) مقارنة مع الأرضي.
- القياس 1: على مدخل دائرة تيار التحكم (طرف 86) يوجد 12 فولت؛
- القياس 2: يتم استهلاك الجهد وتحويله إلى مغناطيسية مع الريلاي المفعل، لذا يوجد 0.1 فولت على الطرف 85؛
- القياس 3: على مدخل دائرة تيار الحمل (طرف 30) يوجد 12 فولت؛
- القياس 4: بما أن الريلاي مفعل، فالمفتاح داخل الريلاي مغلق، ويوجد على الطرف 87 جهد مقداره 12 فولت.
| طرف 86: | 12 فولت |
| طرف 85: | 0.1 فولت |
| طرف 30: | 12 فولت |
| طرف 87: | 12 فولت |
تشخيص الأعطال:
عند عدم عمل مستهلك أو مشغل كهربائي بشكل جيد، يمكننا قياس الجهد على أطراف الريلاي للبحث عن سبب العطل. إذا لم يعمل الريلاي عند محاولة تشغيله، قد يكون السبب ريلاي تالف، لكن إذا كان المصهر تالفاً ولم يصل جهد الدخل إلى الريلاي، فلن يمكنه تحويل أي تيار. من خلال أربع قياسات على الريلاي (دائماً بالنسبة للأرضي) يمكننا استبعاد العديد من الاحتمالات والبحث بشكل أكثر تحديداً عن مكان الانقطاع. في الأمثلة أدناه للأعطال المحتملة، يشير X الأحمر إلى موقع العطل، ويظهر القياس على جهاز الفولت ميتر فرق الجهد بين نقاط القياس.
عطل 1: الريلاي لا يعمل
يتم توصيل الريلاي بالأرضي عبر المفتاح، لكن لا يتدفق تيار تحكم، وبالتالي لا يتدفق تيار حمل أيضاً، ويبقى الجهد على الطرف 87 يعادل 0 فولت. هذا يدفعنا إلى قياس باقي الأطراف. بعد تشغيل النظام، إذا تم قياس فرق جهد بين الطرفين 86 و85 ووجد 12 فولت، فهذا يدل على أن الوشيعة مقطوعة.
فرق الجهد عبر ريلاي سليم عادة 12 فولت، لأن الجهد يُستهلك. نفس الفرق، 12 فولت، سنقيسه أيضاً إذا كانت الوشيعة مقطوعة: طرف جهاز القياس الأحمر سيكون عليه 12 فولت بينما الأسود متصل بالأرضي (عبر مفتاح مغلق) وعلى 0 فولت.
إذا كان هناك شك بأن وشيعة الريلاي مقطوعة، يتم قياس المقاومة. يجب فك الريلاي وعزله عن الدائرة. عندئذ يمكن قياس المقاومة بين الطرفين 86 و85 على الريلاي.
- المقاومة عبر الوشيعة: بين 60 و80 أوم = جيد
- المقاومة عبر الوشيعة: مرتفعة جداً (1. أو OL): انقطاع الوشيعة
عطل 2: الريلاي لا يعمل
عند تشغيل المفتاح (الهيكل الأحمر) أو بعد تفعيل ECU، لا يعمل المستهلك. عند القياس على الطرف 85 نجد 12 فولت بالنسبة للأرضي. هذا يعني أن الجهد لم يُستهلك في الوشيعة، وبالتالي لم تصبح مغناطيسية.
سيوضح القياس التفاضلي بين الطرفين 85 وA1 على المفتاح ما إذا كان السلك مقطوعاً أم أن المشكلة في المفتاح نفسه:
- فرق الجهد بين 85 وA1: 12 فولت = السلك مقطوع
- فرق الجهد بين 85 وA1: 0 فولت = المشكلة ليست في السلك.
إذا كان السلك سليماً، سيكون هناك 12 فولت على جانبي السلك، فيكون الفرق 0. أما إذا قسنا فرق جهد 12 فولت عبر المفتاح (A1 بالنسبة لـ A2)، فالانقطاع في المفتاح، أي أنه يظل مفتوحاً. يمكن قياس هذا الفرق عندما يكون المفتاح غير مضغوط.
عطل 3: المستهلك يظل يعمل باستمرار.
قد يشكو العميل من أن مروحة التبريد تظل تعمل والمركبة متوقفة ومغلقة منذ فترة. أو قد يشكو من تسرب في الشحنة الكهربائية: البطارية تفرغ بسرعة رغم أن البطارية ونظام الشحن بحالة جيدة. في هذه الحالة، نتحدث عن تيار تسرب أو parasitic drain.
تُظهر القياسات أن تيار التحكم لا يتدفق (12 فولت على الطرف 85)، ولكن تيار الحمل لا يزال يتدفق.
السبب هنا هو التصاق نقاط المفتاح (plakkend relay): يظل المفتاح بين الطرفين 30 و87 مغلقاً حتى في حالة عدم مغنطة الوشيعة. والسبب عادة هو قدم القطعة أو تتاكل/احتراق التوصيلات.
عطل 4: الريلاي يعمل والمستهلك لا يعمل
عند تشغيل الريلاي غالباً تسمع صوت الإغلاق بين الطرفين 30 و87. يوجد 12 فولت على الطرف 86 و0.1 فولت على الطرف 85 مقارنة بالأرضي، ما يعني أن تيار التحكم يمر، ويستهلك الجهد في الوشيعة. إذا وجدت أن الجهد على الطرف 30 هو 0 فولت مقارنة بالأرضي، فهذا يعني أن الريلاي أغلق دائرة الحمل لكن لا يصل إليه مصدر جهد، والسبب هنا هو مصهر تالف.
المصهر لا يتلف إلا إذا مر عبره تيار مرتفع أكثر من الحد المسموح. من المهم البحث عن سبب ذلك. قد يكون هناك عدد كبير من المستهلكين موصولين على نفس المصهر (مثل عدة منافذ 12 فولت للملحقات)، أو أن مصهراً غير مناسب تم تركيبه سابقاً.
عطل 5: الريلاي يعمل، لكن المستهلك لا يعمل
عند التأكد من أن جميع الجهود على الأطراف الأربعة للريلاي طبيعية، فهذا يعني أن الريلاي يُدار بشكل صحيح وأن الفولتية جيدة والأداء سليم. يتحول الجهد على الطرف 87 من 0 فولت إلى 12 فولت عند تشغيل الريلاي، ثم يعود إلى 0 فولت عند إيقاف الريلاي.
إذا لم يعمل المستهلك في هذه الحالة، واحتمالية وجود عطل في المستهلك عالية جداً أو هناك انقطاع في السلك بين الريلاي والمستهلك أو بين المستهلك والأرضي. سيُحدد قياس V4 عبر المستهلك موقع العطل.
إذا كان الجهد عبر المستهلك مساوياً لجهد البطارية (12 فولت)، يكون المستهلك نفسه تالفاً. في المثال هنا، سلك المصباح مقطوع.
عطل 6: الريلاي يعمل، المستهلك يعمل لكن ليس بكفاءة كافية
المستهلك يعمل لكن بكفاءة منخفضة. في حالة المصباح يمكن ملاحظة أن إضاءته ضعيفة، بينما تعمل المصابيح الأخرى بشكل طبيعي. أو قد يكون المستهلك موتور كهربائي يدور ببطء أو بوق يصدر صوتاً ضعيفاً. في هذه الحالات نقوم بقياس V4 على جهة تيار الحمل، لذا لا حاجة للتحقق من دائرة التحكم.
بقياس V4 في الصورة اليسرى السفلية، نجد أن المصباح يعمل على جهد 9 فولت، بينما جهد البطارية 12 فولت. في V3 (من الموجب إلى موجب المصباح) نجد فرق جهد 3 فولت. هذا الفقد يحدث في دائرة الموجب. ستحدد القياسات الإضافية مصدر خسارة الجهد: قبل الريلاي أم فيه أو بعده (بين الطرفين 87 وB1). في الصورة اليمنى السفلية يظهر أن فرق الجهد عبر الريلاي (30 إلى 87) هو 3 فولت، ما يدل أن الفقد يحدث في الريلاي نفسه، بسبب تلامسات متسخة أو محترقة نشأت بسببها مقاومة تلامسية.
ملخص:
بسبب الشرح المفصل للأعطال والصور الكبيرة، سيتم تلخيص أسباب الأعطال المختلفة هنا:
- العطل 1: الريلاي لا يعمل لأن وشيعته مقطوعة، فلا يمر التيار من خلالها ولم تعد مغناطيسية. يمكن اكتشاف القطع بالقياس بالأوم : بين 60 و80 أوم جيد، مرتفع جداً يعني انقطاع؛
- العطل 2: الريلاي لا يعمل بسبب انقطاع السلك بين الطرف 85 (مخرج تيار التحكم) والمفتاح. يبقى الجهد على الطرف 85 هو 12 فولت حتى بعد تفعيل الريلاي؛
- العطل 3: يلتصق الريلاي وتبقى الدائرة مفتوحة، ويبقى الجهد على الطرف 87 هو 12 فولت رغم عدم وجود أمر بالتحكم. يمكن أن يُلاحظ ذلك صوتياً أو بصرياً، وفي حالة parasitic drain تبقى البطارية تفرغ دون سبب واضح؛
- العطل 4: الريلاي يعمل ولكن بسبب مصهر تالف لا يعمل المستهلك؛
- العطل 5: المستهلك تالف فلا يعمل. وتم استبعاد مشاكل التحكم من خلال القياسات الأربعة على الريلاي؛
- العطل 6: مقاومة تلامسية تسبب ضعف أداء المستهلك/المشغل. يقيس V4 موقع المقاومة. في المثال تم قياس فرق جهد بين 30 و87 داخل الريلاي ما يدل أن الفقد سببه مقاومة التلامس في نقاط الريلاي.
الاستنتاج:
من خلال هذه الأعطال الست المحتملة التي يمكن أن تظهر في المركبات، يتضح مدى أهمية المعرفة والمهارات في قياس الجهود على الريلاي. يمكن لقياس الأربعة أطراف أن يوجهك بسرعة إلى مصدر المشكلة: هل هو في مدخل أو مخرج تيار التحكم، أو مدخل أو مخرج تيار الحمل، أم في الريلاي نفسه.
مواقع الريلاي:
غالبًا ما تُركب الريلايات في مكان محدد واحد داخل السيارة، مثل علبة الفيوزات (كما في الصورة) أو على لوحة ريلاي منفصلة، وقد توجد ريلايات أيضاً في حيز المحرك، مثل ريلاي مروحة التبريد. يمكن العثور على مواقع الريلاي في كتيب السيارة أو وثائق ورشة العمل الخاصة بالسيارة.
صفحات ذات صلة: