Hogyan működnek az autóipari relék: Diagnosztikai és kiválasztási útmutató

Inside an autóipari relé : hogyan működik a kapcsoló mechanizmus

Egy jármű elektromos rendszere ritkán lát el nagy terheket közvetlenül egy kapcsolón keresztül. Ehelyett egy gyengeáramú vezérlőáramkör egy kis elektromágnest aktivál, amely viszont egy különálló nagyáramú utat zár le. Ez az eszköz a relé, és azért létezik, mert a vékony vezetékek és a kis kapcsolók nem tudják biztonságosan szállítani az indítómotor megpörgetéséhez, a hűtőventilátor meghajtásához vagy a fényszóró izzójának meggyújtásához szükséges áramot.

Minden szabványos relé négy funkcionális részt tartalmaz: egy tekercset, egy armatúrát, egy érintkezőkészletet és egy visszatérő rugót. Amikor feszültséget kapcsolunk a tekercs kivezetéseire, a tekercs mágneses teret hoz létre. Ez a mező a tekercsmag felé húzza az armatúrát, amely fizikailag lezárja az érintkezési pontokat. Ezután az áram átfolyik a nagyáramú áramkörön, és táplálja a csatlakoztatott alkatrészt. A vezérlőfeszültség eltávolításakor a rugó visszahúzza az armatúrát, kinyitja az érintkezőket és levágja az erőt.

Ezzel a kialakítással a mérnökök praktikusan elválasztják egymástól a vezérlési logikát és a teljesítményleadást. A műszerfali kapcsolónak vagy a motorvezérlő modulnak csak az amper töredékét kell a tekercset táplálnia, míg a relé érintkezői kezelik a teljes terhelési áramot, amely néha meghaladja a 30 vagy 40 ampert. A relé ezért egyfajta áramerősítőként működik, lehetővé téve, hogy egy kis jel biztonságosan kezelje a sokkal nagyobb elektromos feladatokat.

Kulcspont: A relé terminálokat általában 30, 85, 86 és 87 számmal látják el az általános autóipari konvenció szerint. A 30-as kapocs az akkumulátor tápellátásához csatlakozik, a 85-ös és 86-os a tekercs vezérlőtüskéi, a 87-es pedig a terhelést táplálja. Egyes relék tartalmaznak egy 87a terminált az alaphelyzetben zárt kapcsoláshoz.

Miért hibásodnak meg a relék: felismerhető rossz indítórelé tünetei

A relé meghibásodása általában mechanikus vagy termikus, nem pedig hirtelen. Az érintkezési pontokon ismétlődő ívképződés fokozatosan begödrösíti és érdesíti a fémfelületet, növelve az ellenállást és hőt termelve. A tekercsek tekercselése a vibrációtól, a nedvesség behatolásától vagy a motortér hőmérsékletének való hosszan tartó kitettségtől is leromolhat, ami végül szakadást vagy szakaszos érintkezést okozhat.

Az indítórelé meghibásodása a legszembetűnőbb tüneteket produkálja, mivel az eredmény azonnali és nyilvánvaló: a jármű vagy elindul, vagy nem.

Egyetlen kattanó hang a műszerfal alól vagy a motortérből a kulcs elfordításakor, az indítómotor hajtókara nélkül
Szakaszos indítás, amikor a jármű bizonyos próbálkozásokon normálisan forgat, máskor meghiúsul
Teljes csend kattanás és hajtókar nélkül, ami nyitott tekercsre vagy megszakadt földelésre utal
Relé, amely érezhetően meleg vagy forró tapintású, már enyhe használat után is
Ugyanahhoz a reléhez kötött tartozékok, mint például az üzemanyag-szivattyú feltöltése, az indítóval egy időben meghibásodás

Tünet	Valószínű Oka	Közös javítás
Egyetlen kattintás, nincs hajtókar	Kopott vagy lyukas érintkezők	Cserélje ki a relét
Szakaszos indítás	Laza terminál vagy korrodált aljzat	Tisztítsa meg az érintkezőket, helyezze vissza a relét
Nincs kattanás, nincs hajtókar	Nyitott tekercselés vagy kiégett a relé biztosítéka	Tesztelje a tekercs ellenállását, ellenőrizze a biztosítékot
A relé túlmelegszik	Túlterhelt vagy alulméretezett minősítés	Frissítse a megfelelő áramerősségre

Mivel számos független probléma utánozhatja ezeket a tüneteket, beleértve magát az indítómotor meghibásodását vagy a lemerült akkumulátort, érdemes a diagnózist közvetlen teszttel megerősíteni, mielőtt bármelyik alkatrészt cserélné.

Hogyan ellenőrizzük a relét egy autón találgatás nélkül

A relé tesztelése egy rövid eljárás, amelyet a legtöbb tulajdonos elvégezhet egy multiméterrel és körülbelül tíz perccel. A cél az, hogy két dolgot külön megerősítsünk: a tekercs feszültség alá helyezhető, és az érintkezők megfelelően zárjanak, amikor ez van.

Keresse meg a relét a biztosítékban és a relédobozban, amelyet általában a doboz fedelére nyomtatott ábra vagy a használati útmutató azonosít.
Távolítsa el a relét, és ellenőrizze, hogy a kapcsokon nem korrózió, elszíneződés vagy égett szaga van-e, amelyek mind a meglévő sérülésekre utalnak.
Állítsa a multimétert ellenállás módba, és mérje meg a tekercs kivezetéseit, jellemzően 85 és 86. Az egészséges tekercs általában 50 és 120 ohm közötti értéket mutat, bár a pontos érték a relé kialakításától függ.
Helyezze az akkumulátor feszültségét közvetlenül a tekercs kapcsaira áthidaló vezetékekkel, ügyelve a helyes polaritásra, és hallgassa meg, hogy hallható kattanjon-e az armatúra mozgása közben.
Ha a tekercs feszültség alatt van, mérje meg a folytonosságot a terhelési kapcsokon, általában 30 és 87. A folytonosság megerősíti, hogy az érintkezők a várt módon zárnak.
Szerelje vissza a relét, és tesztelje újra az eredeti áramkört, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a javítás megoldotta a problémát.

Ha a tekercs nem mutat ellenállást, vagy a várt tartományon túl magas értéket mutat, a tekercs nyitva van, és a relét ki kell cserélni. Ha a tekercs megfelelően feszültség alá kerül, de az érintkezők nem mutatnak folytonosságot, akkor az érintkezőfelületek meghibásodtak, és ugyanez a következtetés érvényesül. Valószínűleg nem az a relé okozza a problémát, amelyik mindkét teszten megfelel, hanem a diagnosztikát a vezetékekre, a földelésre vagy magára a csatlakoztatott összetevőre irányítja.

12 V-os nagy teljesítményű relé kiválasztása igényes áramkörökhöz

Nem minden relé ugyanarra a munkaciklusra épül. A dómlámpát kapcsoló relé csak néhány száz milliampert vesz fel, míg a csörlőmotort, a segédvilágító rudat vagy a nagy teljesítményű hűtőventilátort vezérlő relé jóval 30 amper feletti folyamatos áramot kell kezelnie. A 12 V-os nagy teherbírású relé kiválasztása ezekhez az alkalmazásokhoz több specifikációnak a tényleges terheléshez való igazításától függ.

Specifikáció	Miért számít
Folyamatos áramerősség	Meg kell haladnia a csatlakoztatott terhelés állandósult állapotú húzását, nem csak a csúcsot
Betöréstűrés	A motorok és kompresszorok indításkor a névleges áramerősség felett rövid ideig tartó túlfeszültséget vesznek fel
Kapcsolati anyag	Az ezüstötvözet érintkezők jobban ellenállnak a lyukasztásnak ismételt nagyáramú ciklus közben
Tekercs voltage tolerance	Indítás közben megbízhatóan zárnia kell az érintkezőket a jármű feszültségtartományában
Háztömítés	A motortér vagy a karosszéria alján található rögzítési helyek nedvességnek és pornak teszik ki a relét

A relé alulméretezése egy igényes áramkörhöz a korai meghibásodás egyik leggyakoribb oka. A 30 amperes terhelésre helyezett 20 amperes relé minden ciklusban felforrósodik, és sokkal gyorsabban felgyorsítja az érintkezők kopását, mint azt a névleges élettartama javasolná. Ha kétségei vannak, a számított terhelés feletti névleges névleges relé kiválasztása ahelyett, hogy pontosan akkora lenne, hasznos tartalékot biztosít a bekapcsolási áram és a hosszú távú leromlás ellen.

Relé biztosíték koordináció és áramkör védelmi tervezés

A relé szabályozza az áramot, de nem korlátozza azt. Ez a felelősség a terhelő áramkörrel sorba kapcsolt relébiztosítékot illeti. A két alkatrész közötti megfelelő koordináció megakadályozza, hogy a vezetékek meghibásodása tűzveszélyessé váljon, nem pedig egyszerűen kiolvadt biztosíték.

A biztosíték névleges értékének a vezeték biztonságos áramfelvételi kapacitása alatt kell lennie, de a várható normál terhelés felett kell lennie, beleértve a rövid bekapcsolási tüskéket is. Ha a biztosíték névleges értéke túl alacsony, akkor a normál működés során zavaróan kiold. Ha túl magas, akkor nem védi a vezetékeket rövidzárlat alatt, így túlzott hő keletkezik, mielőtt az áramkör kinyílik.

Gyakorlati útmutató: Sok utángyártott relékészlet egy 12 voltos nagy teljesítményű relét párosít a relé maximális folyamatos névleges értékének nagyjából 80 százalékára kiadott biztosítékkal, így szabad mozgásteret hagyva a tranziensek kapcsolásában, miközben védi a lefelé használt vezetékmérőt.

Azt is érdemes ellenőrizni, hogy a biztosíték a relé megfelelő oldalán van-e elhelyezve. Ha az akkumulátor és a 30. kapocs közé helyezi, az a teljes nagyáramú utat védi, beleértve magát a relét is, míg ha csak azután helyezi el, hogy a 87. kapocs védtelenül hagyja az akkumulátor és a relé közötti vezetéket.

Hűtőventilátor relé és fényszóró relé alkalmazások modern járművekben

A két leggyakoribb reléalkalmazás minden járműben a hűtőventilátor relé és a fényszóró relé, és mindkettő különböző tervezési prioritásokat mutat be.

A hűtőventilátor relé általában a hűtőfolyadék hőmérsékletéhez kötött munkaciklusban működik, be- és kikapcsol, amikor a motorvezérlő modul vagy egy termosztatikus kapcsoló légáramlást igényel. Mivel a ventilátormotorok nyugalmi állapotból indulva jelentős bekapcsolási áramot mutatnak, az ehhez az áramkörhöz kiválasztott relének olyan érintkezőkre van szükségük, amelyek névleges értéke jóval meghaladja a ventilátor állandósult feszültségét. A jármű élettartama során ismétlődő be- és kikapcsolás az érintkezési tartósságot szinte minden más specifikációval szemben elsőbbséget élvez.

A fényszóró relék más célt szolgálnak. Ahelyett, hogy gyakran kerékpároznának, jellemzően huzamosabb ideig zárva maradnak egyetlen autóút során, néha órákon keresztül. Itt a tekercs megbízhatósága és a tartós áram melletti stabil érintkezési ellenállás fontosabb, mint a ciklusszámlálási tartósság. Ha a fényszórókat egy dedikált relé-áramkörön keresztül irányítja, nem pedig közvetlenül a fényszórókapcsolón keresztül, akkor az is csökkenti a feszültségesést a kapcsoló érintkezői között, ami észrevehetően javíthatja a fényszóró fényerejét a hagyományos, relé nélküli kábelezési útvonalhoz képest.

Alkalmazás	Kötelesség minta	Elsődleges tervezési prioritás
Hűtőventilátor relé	Gyakori on-off kerékpározás	Az érintkezők tartóssága ismételt kapcsolás mellett
Fényszóró relék	Hosszú, folyamatos zárás	Stabil tekercs és alacsony érintkezési ellenállás az idő múlásával

A relé típusai egy pillantással: összehasonlító táblázat

A továbbítási terminológia zavaró lehet, mivel több konfiguráció átfedő használati eseteket használ. Az alábbi táblázat összefoglalja az autóipari vezetékek leggyakoribb típusait.

Írja be	Konfiguráció	Tipikus használat
SPST	Egyrúd, egyszeri dobás	Egyszerű be-ki áramkörök, például ventilátorok vagy kürtök
SPDT	Egyrúd, dupla dobás	Azok az áramkörök, amelyek normál esetben zárt tartalék útvonalat igényelnek
DPDT	Dupla rúd, dupla dobás	A polaritás megfordítása, például a motor irányának szabályozása
Reteszelés	Állapotban tartja folyamatos tekercsfeszültség nélkül	Alacsony készenléti áramú alkalmazások
Szilárdtest	Nincsenek mozgó érintkezők	Nagy ciklusú áramkörök, amelyek csendes, kopásmentes kapcsolást igényelnek

A legtöbb személygépjármű-vezetéknél a szabványos SPST vagy SPDT relék lefedik az alkalmazások túlnyomó többségét, míg a speciális konfigurációk általában magasabb kategóriájú tartozékokban vagy ipari járművek elektromos rendszereiben jelennek meg, ahol a ciklus élettartama és az áramigények szélsőségesebbek.

Gyakran ismételt kérdések

1. kérdés: Honnan tudhatom, hogy a relé hibás-e multiméter nélkül?

Megbízható helyszíni tesztnek számít, ha egy kevésbé kritikus áramkörből, például kürtből vagy légkondicionáló reléből egy azonos névleges áramerősségű relére cseréljük. Ha a tünet együtt mozog a relével, az megerősíti a hibát.

2. kérdés: Károsíthat más alkatrészeket egy rossz relé?

Igen. A zárva ragadt relé folyamatosan áramoltathatja az alkatrészt, ami túlmelegedéshez vagy idő előtti kopáshoz vezethet, míg a nagy belső ellenállású relé a megfelelő működéshez szükséges feszültséget éhezteti a motorban.

3. kérdés: Miért kattan a relé, de az alkatrész még mindig nem működik?

Egy hallható kattanás megerősíti, hogy a tekercs és az armatúra működik, de nem erősíti meg, hogy az érintkezők megfelelően működnek. A kilyukadt vagy kiégett érintkezők normálisan kattanhatnak, miközben továbbra sem engednek át elegendő áramot.

4. kérdés: Az összes autóipari relé felcserélhető?

Csak akkor, ha a tekercs feszültsége, tűkonfigurációja és névleges áramerőssége megegyezik. Ha fizikailag ugyanabba az aljzatba illesztjük, az nem garantálja az elektromos kompatibilitást, különösen nagy igénybevételű alkalmazásoknál.

5. kérdés: Általában mennyi ideig működnek az autóipari relék?

Az élettartam nagymértékben függ a ciklus gyakoriságától és a terheléstől. A keveset használt relé a jármű teljes élettartamát kibírja, míg egy nagy ciklusú áramkörön, például hűtőventilátoron lévőt jóval más elektromos alkatrészek előtt ki kell cserélni.