Kuinka autojen releet toimivat: diagnoosi- ja valintaopas

Inside an autojen rele : miten kytkentämekanismi toimii

Ajoneuvon sähköjärjestelmä syöttää harvoin raskaita kuormia suoraan kytkimen kautta. Sen sijaan pienvirtaohjauspiiri aktivoi pienen sähkömagneetin, joka puolestaan sulkee erillisen suurvirtapolun. Tämä laite on rele, ja se on olemassa, koska ohuet johdot ja pienet kytkimet eivät voi turvallisesti kuljettaa virtaa, joka tarvitaan käynnistysmoottorin pyörittämiseen, jäähdytystuulettimen käyttämiseen tai ajovalon polttimoiden sytyttämiseen.

Jokaisessa vakioreleessä on neljä toiminnallista osaa: kela, ankkuri, kosketinsarja ja palautusjousi. Kun kelan liittimiin syötetään jännite, kela muodostaa magneettikentän. Tämä kenttä vetää ankkuria kohti kelan sydäntä, joka fyysisesti sulkee kosketuspisteet. Virta kulkee sitten suurvirtapiirin läpi ja antaa virtaa liitetylle komponentille. Kun ohjausjännite poistetaan, jousi vetää ankkuria taaksepäin, avaa koskettimet ja leikkaa tehon.

Tämä muotoilu antaa insinööreille käytännöllisen eron ohjauslogiikan ja tehonsiirron välillä. Kojelaudan kytkimen tai moottorin ohjausmoduulin tarvitsee syöttää vain murto-osa ampeerista käämiin, kun taas relekoskettimet käsittelevät täyden kuormitusvirran, joskus yli 30 tai 40 ampeeria. The rele Siksi se toimii eräänlaisena virranvahvistimena, jolloin pieni signaali hoitaa paljon suuremman sähkötehtävän turvallisesti.

Keskeinen kohta: Releterminaalit on tyypillisesti numeroitu 30, 85, 86 ja 87 yleisen autoteollisuuden yleissopimuksen mukaisesti. Liitin 30 kytkeytyy akkuvirtaan, 85 ja 86 ovat kelan ohjausnastat ja 87 syöttää kuormaa. Joissakin releissä on 87a-liitin normaalisti suljettua kytkentää varten.

Miksi releet epäonnistuvat: tunnistettavia huonoja käynnistysreleen oireita

Relevika on yleensä mekaaninen tai terminen eikä äkillinen. Toistuva valokaari kosketuskohdissa asteittain kuoppaa ja karheuttaa metallipintaa, mikä lisää vastusta ja tuottaa lämpöä. Käämit voivat myös heiketä tärinästä, kosteuden tunkeutumisesta tai pitkäaikaisesta altistumisesta moottoritilan lämpötiloille aiheuttaen lopulta avoimen piirin tai ajoittaisen kosketuksen.

Viallinen käynnistysrele tuottaa joitain havaittavimmista oireista, koska tulos on välitön ja ilmeinen: ajoneuvo joko käynnistyy tai ei.

Yksi naksahdus kojelaudan alta tai moottoritilasta avainta käännettäessä ilman käynnistysmoottorin kampea
Jaksottainen käynnistys, jossa ajoneuvo pyörii normaalisti joillain yrityksillä ja epäonnistuu toisilla
Täydellinen hiljaisuus ilman naksahdusta ja kampea, mikä viittaa avoimeen kelaan tai katkenneeseen maadoitusliitännän
Rele, joka tuntuu tuntuvasti lämpimältä tai kuumalta kosketettaessa jo kevyen käytön jälkeen
Lisävarusteet, jotka on sidottu samaan releeseen, kuten polttoainepumpun esitäyttö, vikaantuu samaan aikaan kuin käynnistin

Oire	Todennäköinen syy	Yhteinen korjaus
Yksi klikkaus, ei kampea	Kuluneet tai kolhut koskettimet	Vaihda rele
Ajoittainen aloitus	Löysä liitin tai syöpynyt pistorasia	Puhdista koskettimet, aseta rele uudelleen
Ei napsautusta, ei kampea	Kelan käämitys auki tai releen sulake palanut	Testaa kelan vastus, tarkista sulake
Rele ylikuumenee	Ylikuormitettu tai alimitoitettu luokitus	Päivitä oikeaan ampeeriluokkaan

Koska useat asiaankuulumattomat ongelmat voivat jäljitellä näitä oireita, mukaan lukien viallinen käynnistysmoottori tai tyhjentynyt akku, on syytä vahvistaa diagnoosi suoralla testillä ennen minkään osan vaihtamista.

Kuinka tarkistaa auton rele ilman arvailua

Releen testaus on lyhyt toimenpide, jonka useimmat omistajat voivat suorittaa yleismittarilla ja noin kymmenellä minuutilla. Tavoitteena on varmistaa kaksi asiaa erikseen: että kela voidaan jännittää ja että koskettimet sulkeutuvat kunnolla kun se on.

Paikanna rele sulakkeesta ja relekotelosta, joka yleensä tunnistetaan rasian kanteen painetusta kaaviosta tai omistajan käsikirjasta.
Irrota rele ja tarkasta liittimet korroosion, värimuutosten tai palaneen hajun varalta, jotka kaikki viittaavat olemassa oleviin vaurioihin.
Aseta yleismittari vastustilaan ja mittaa kelan liittimien poikki, tyypillisesti 85 ja 86. Terve kela lukee yleensä 50 - 120 ohmia, vaikka tarkka luku riippuu releen rakenteesta.
Kytke akun jännite suoraan käämin napoihin hyppyjohtimia käyttämällä tarkkailemalla oikeaa napaisuutta ja kuuntele, kuuluuko ankkuri naksahtaa.
Kun kela on päällä, mittaa jatkuvuus kuormitusliittimien välillä, tyypillisesti 30 ja 87. Jatkuvuus vahvistaa, että koskettimet sulkeutuvat odotetulla tavalla.
Asenna rele uudelleen ja testaa alkuperäinen piiri uudelleen varmistaaksesi, että korjaus ratkaisi ongelman.

Jos kelassa ei näy vastuslukemaa tai se on liian korkea odotetun alueen ulkopuolella, käämi on auki ja rele on vaihdettava. Jos käämi vetää oikein, mutta koskettimissa ei ole jatkuvuutta, kosketuspinnat ovat epäonnistuneet ja sama johtopäätös pätee. Rele, joka läpäisee molemmat testit, ei todennäköisesti ole ongelman lähde, vaan se ohjaa diagnoosin kohti johdotusta, maadoitusta tai itse kytkettyä komponenttia.

12 voltin raskaan käytön releen valinta vaativiin piireihin

Kaikkia releitä ei ole rakennettu samalle käyttöjaksolle. Kupuvaloa kytkevä rele kuluttaa vain muutama sata milliampeeria, kun taas vinssimoottoria, lisävalopalkkia tai suuritehoista jäähdytystuuletinta ohjaava rele saattaa joutua käsittelemään reilusti yli 30 ampeerin jatkuvaa virtaa. 12 voltin raskaan releen valitseminen näihin sovelluksiin edellyttää useiden eritelmien sovittamista todelliseen kuormaan.

Erittely	Miksi sillä on merkitystä
Jatkuva virtaluokitus	Sen on ylitettävä kytketyn kuorman vakaan tilan veto, ei vain huippu
Hyökkäystoleranssi	Moottorit ja kompressorit saavat lyhyen jännitteen, joka on selvästi nimellisvirran yläpuolella käynnistyksen yhteydessä
Yhteydenottomateriaali	Hopeaseoksesta valmistetut koskettimet kestävät paremmin pistesyöpymistä toistuvissa suurvirtakierroksissa
Kela voltage tolerance	Pitäisi luotettavasti sulkea kontaktit ajoneuvon jännitealueella käynnistyksen aikana
Kotelon tiivistys	Moottoritilan tai alustan kiinnityskohdat altistavat releen kosteudelle ja pölylle

Releen alimitoitus vaativassa piirissä on yksi yleisimmistä ennenaikaisten vikojen syistä. Rele, joka on mitoitettu 20 ampeerille, asetettuna 30 ampeerin kuormitukseen, käy kuumana joka syklissä, mikä kiihdyttää koskettimien kulumista paljon nopeammin kuin sen nimelliskesto antaa ymmärtää. Epävarmoissa tapauksissa releen valitseminen, jonka nimellisarvo on huomattavasti lasketun kuorman yläpuolella, sen sijaan, että se on täsmälleen sillä, tarjoaa hyödyllisen marginaalin käynnistysvirtaa ja pitkäaikaista heikkenemistä vastaan.

Relesulakkeiden koordinointi ja piirin suojaussuunnittelu

Rele ohjaa virtaa, mutta ei rajoita sitä. Tämä vastuu kuuluu kuormituspiirin kanssa sarjaan sijoitetulle relesulakkeelle. Asianmukainen koordinointi näiden kahden komponentin välillä estää johtovian muodostumisen tulipalovaaraksi yksinkertaisen palaneen sulakkeen sijaan.

Sulakkeen nimellisarvon tulee olla johtimen turvallisen virransiirtokapasiteetin alapuolella, mutta odotetun normaalin kuormituksen yläpuolella, mukaan lukien lyhyet käynnistyspiikit. Jos sulakkeen arvo on liian pieni, se laukeaa häiritsevästi normaalin käytön aikana. Jos se on liian korkea, se ei suojaa johdotusta oikosulun aikana, mikä mahdollistaa liiallisen lämmön muodostumisen ennen piirin avautumista.

Käytännön ohje: Monet jälkimarkkinarelesarjat yhdistävät 12 voltin raskaan käytön releen ja sulakkeen, jonka nimellisarvo on noin 80 prosenttia releen enimmäiskestoarvosta, mikä jättää tilaa transienttien vaihtamiselle samalla kun se suojelee loppupäässä käytettävää johdotusmittaria.

On myös syytä varmistaa, että sulake on asetettu releen oikealle puolelle. Sen sijoittaminen akun ja navan 30 väliin suojaa koko suurvirtapolun, mukaan lukien itse releen, kun taas sen sijoittaminen vasta sen jälkeen, kun liitin 87 jättää akun ja releen välisen johdotuksen suojaamattomaksi.

Jäähdytystuulettimen rele ja ajovalojen relesovellukset nykyaikaisissa ajoneuvoissa

Kaksi yleisintä relesovellusta kaikissa ajoneuvoissa ovat jäähdytystuulettimen rele ja ajovalojen releet, ja molemmat kuvaavat erilaisia suunnitteluprioriteettia.

Jäähdytystuulettimen rele toimii tyypillisesti jäähdytysnesteen lämpötilaan sidottussa käyttöjaksossa ja kytkeytyy päälle ja pois, kun moottorin ohjausmoduuli tai termostaattikytkin vaatii ilmavirtaa. Koska puhallinmoottorit aiheuttavat huomattavan käynnistysvirran käynnistettäessä levosta, tähän piiriin valittu rele tarvitsee koskettimet, jotka ovat reilusti puhaltimen tasatilan vetoa suuremmat. Toistuva päälle-pois-pyöräily ajoneuvon käyttöiän aikana tekee myös kosketusten kestävyydestä etusijalla melkein kaikkiin muihin vaatimuksiin verrattuna.

Ajovalojen releillä on eri tarkoitus. Usein pyöräilyn sijaan ne pysyvät yleensä suljettuina pitkiä aikoja yhden ajon aikana, joskus tunteja kerrallaan. Tässä kelan luotettavuus ja vakaa kosketusresistanssi jatkuvassa virrassa ovat tärkeämpiä kuin syklien kestävyys. Ajovalojen reitittäminen erillisen relepiirin kautta eikä suoraan ajovalokytkimen kautta vähentää myös jännitehäviötä kytkimien koskettimissa, mikä voi parantaa huomattavasti ajovalojen kirkkautta verrattuna vakioreleisiin johdotuspolkuihin.

Sovellus	Velvollinen malli	Ensisijainen suunnittelun prioriteetti
Jäähdytystuulettimen rele	Säännöllinen on-off pyöräily	Koskettimen kestävyys toistuvissa kytkennöissä
Ajovalojen releet	Pitkä, jatkuva sulkeminen	Vakaa kela ja alhainen kosketusvastus ajan myötä

Reletyypit yhdellä silmäyksellä: vertailutaulukko

Välitysterminologia voi olla hämmentävää, koska useilla kokoonpanoilla on päällekkäisiä käyttötapauksia. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto yleisimmistä autojen johdotustyypeistä.

Kirjoita	Kokoonpano	Tyypillinen käyttö
SPST	Yksinapainen, yksi heitto	Yksinkertaiset on-off-piirit, kuten tuulettimet tai torvet
SPDT	Yksinapainen, kaksinkertainen heitto	Piirit, jotka tarvitsevat normaalisti suljetun varapolun
DPDT	Tuplatanko, tuplaheitto	Napaisuuden vaihto, kuten moottorin suunnan ohjaus
Lukitus	Säilyttää tilan ilman jatkuvaa kelavirtaa	Alhaisen valmiustilan sovellukset
Solid-state	Ei liikkuvia kontakteja	Korkeakierrospiirit, jotka vaativat hiljaisen, kulumattoman kytkennän

Useimpien henkilöajoneuvojen johdotuksen osalta vakio-SPST- tai SPDT-releet kattavat suurimman osan sovelluksista, kun taas erikoiskokoonpanoja esiintyy yleensä korkealaatuisissa lisävarusteasennuksissa tai teollisuusajoneuvojen sähköjärjestelmissä, joissa käyttöiän ja virran vaatimukset ovat äärimmäisempiä.

Usein kysytyt kysymykset

K1: Mistä tiedän, onko rele huono ilman yleismittaria?

Sen vaihtaminen identtiseen releeseen, jolla on sama ampeeriluokitus vähemmän kriittisestä piiristä, kuten äänitorven tai ilmastointilaitteen releestä, on luotettava kenttätesti. Jos oire liikkuu releen mukana, se vahvistaa vian.

Q2: Voiko viallinen rele vahingoittaa muita komponentteja?

Kyllä. Kiinni juuttunut rele voi pitää virran virtaamassa komponenttiin jatkuvasti, mikä johtaa ylikuumenemiseen tai ennenaikaiseen kulumiseen, kun taas rele, jolla on suuri sisäinen vastus, voi kuluttaa moottorilta sen jännitteen, jota se tarvitsee toimiakseen oikein.

Q3: Miksi releeni naksahtaa, mutta komponentti ei vieläkään toimi?

Kuuluva naksahdus vahvistaa, että kela ja ankkuri toimivat, mutta se ei vahvista, että koskettimet toimivat oikein. Koloiset tai palaneet koskettimet voivat naksahtaa normaalisti, vaikka ne eivät silti kulje riittävästi virtaa.

Q4: Ovatko kaikki autojen releet vaihdettavissa?

Vain jos ne vastaavat kelan jännitettä, nastakokoonpanoa ja virran arvoa. Fyysinen sovittaminen samaan pistorasiaan ei takaa sähköistä yhteensopivuutta, etenkään raskaassa käytössä.

Q5: Kuinka kauan autojen releet yleensä kestävät?

Elinikä riippuu suuresti syklin tiheydestä ja kuormituksesta. Vähän käytetty rele voi kestää ajoneuvon käyttöiän, kun taas nopeassa piirissä, kuten jäähdytystuulettimessa, on ehkä vaihdettava rele ennen muita sähkökomponentteja.