ДЛЯ ЧЕГО НУЖНО РЕЛЕ?
В любой электрической цепи автомобиля есть реле. Для чего они существуют? В автомобиле присутствует большое количество электрических элементов большой мощности:
■ стартер;
■ клаксон;
■ вентилятор системы охлаждения двигателя;
■ и многие другие.
При отсутствии реле в схеме управления этими элементами большой ток проходил через кнопки которыми управляются данные элементы, и это приводило бы к их оплавлению. Либо эти кнопки нужно было делать массивными, чтобы они могли выдержать такой ток.
Провода подводимые к кнопкам управления, также нужно было использовать большего сечения, что отрицательно сказывалось бы на цене и весе автомобиля.
Реле существуют с целью управления большими токами при помощи малых токов.
ПРИНЦИП РАБОТЫ РЕЛЕ.
Классическое реле имеет 4 контакта. Каждый контакт реле имеет свой номер:
■ 30 "+" постоянное напряжение от АКБ.
■ 85 "+" от кнопки управления реле.
■ 86 "—" (земля, масса).
■ 87 "+" цепь идущая к исполнительному устройству при срабатывании реле (клаксон, стартер и т.д.)
При подаче напряжения на контакт 85, происходит замыкание контактов 87 и 30 и таким образом ток идет на к исполнительному устройству. При отключении подачи напряжения, контакты 87 и 30 размыкаются. Это принцип работы нормально разомкнутого реле.
ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕЛЕ.
Обычно проверка реле большинством автолюбителей сводится только проверке его срабатывания и на основании этого делается вывод о работоспособности реле. Алгоритм более правильной проверки приводится ниже и он состоит из трех последовательных шагов. Если реле проходит все эти этапы, можно сделать вывод, что оно работоспособно.
■ Шаг 1.
Соедините контакт 86 (на схеме контакт 3) с отрицательной клеммой аккумуляторной батареи. На короткое время соедините контакт 85 (на схеме контакт 5) с положительной клеммой аккумуляторной батареи. Реле щелкает?
Да — Проходим к следующему шагу проверки.
Нет — Замените реле.
■ Шаг 2.
Измерьте сопротивление между контактами 30 и 87 реле. (на схеме контакты 1 и 2) Оно бесконечное?
Да — Проходим к следующему шагу проверки.
Нет — Замените реле.
■ Шаг3.
Соедините контакт 85 с положительной клеммой аккумуляторной батареи и контакт 86 (на схеме контакты 5 и 3) с отрицательной клеммой аккумуляторной батареи. Измерьте сопротивление между контактами 30 и 87 реле. (на схеме контакты 1 и 2). Оно меньше, чем 1Ω?
Да — Реле исправно.
Нет — Замените реле.
Электромагнитное реле – это электромеханическое устройство, которое при воздействии на него тока замыкает или размыкает механические контакты. А те, в свою очередь, замыкают электрическую цепь, обычно с большими токами, по сравнению с управляющим сигналом.
Принцип действия
По существу реле – это электромагнит. Когда на катушку подается управляющее напряжение, то стержень притягивает якорь, производя, таким образом, переключение цепи.
Реле бывают трех видов:
с нормально замкнутыми контактами;- с нормально разомкнутыми;
- перекидывающиеся.
с нормально замкнутыми контактами;При подаче управляющего сигнала на устройство с нормально замкнутыми коннекторами, они размыкаются, при отсутствии сигнала замыкаются. У реле с разомкнутыми коннекторами все наоборот. Напряжение на обмотке присутствует, клеммы замыкаются, отсутствует – размыкается.
В перекидывающихся моделях имеется две группы коннекторов, одни нормально замкнутые, другие нормально разомкнутые. У них имеется общая клемма. При подаче тока на обмотку контакты переключаются с одного положения на другое.
Проверка работоспособности
На корпусе каждого реле изображена схема с номерами контактов и номиналом управляющего напряжения. Прямоугольник с выводами 85 и 86 означает катушку. Поэтому при измерении параметров обмотки нужно подключаться к ним. Другие выводы с номерами 30, 87 и 87а (88) являются ключом переключения внешней цепи.
Как тестер реле регуляторов и любого другого электромагнитного реле удобно использовать цифровой мультиметр. Это связано с тем, что он может измерять ток, напряжение и сопротивление.
Так как работоспособность устройства зависит в первую очередь от исправности обмотки, проверка начинается с измерения сопротивления катушки. Его значения лежат в пределах от нескольких десятков Ом до нескольких сотен Ом.
Для этого мультиметр переключателем переводим в режим измерения сопротивления. К выводам 85, 86 подсоединяем измерительные щупы, снимаем показания. Если сопротивление в пределах нормы, то надо проверить состояние управляемых выводов.
В реле с нормально замкнутыми контактами 30 и 87, при измерении сопротивления между ними, мультиметр должен показать 0 Ом. С нормально разомкнутыми контактами 30 и 87 сопротивление между ними должно быть равно бесконечности. При подаче управляющего напряжения на выводы катушки 85 и 86 все должно поменяться с точностью наоборот.
Иногда известен только ток срабатывания, тогда измеряется сопротивление катушки. После этого показания мультиметра умножаются на ток срабатывания, и получается управляющее воздействие обмотки. Затем, подавая вычисленное напряжение, можно проверять контактную группу, как было описано выше.
На обмотку реле переменного тока можно подавать только переменное напряжение.
После проверки реле, если есть потребность и возможность регулировки контактов сделайте это. В противном случае – замените весь прибор. Его установку и извлечение нужно осуществлять при отключенном питании устройства.
Применение в автомобиле
Наиболее часто с коммутационными устройствами приходится сталкиваться автомобилистам. Речь идет о реле регулятора генератора (стартера). О нем вспоминают, когда двигатель перестает заводиться и выясняется, что аккумулятор разряжен. Одной из причин этого является неисправность регулятора.
На старых автомобилях для поддержания постоянства напряжения использовался регулятор, состоящий из трёх устройств — стабилизатора напряжения, ограничителя тока и реле обратного тока. Регулятор не позволяет аккумулятору перезаряжаться, что продлевает срок его службы.
Он бывает встроенный в щеточный блок стартера или выполняется как отдельный модуль. Его неисправность может перезарядить или не дозарядить аккумулятор. В первом случае будут видны потеки на корпусе, начнет выкипать электролит, что приведет к падению напряжения ниже 12 вольт. Во втором значения изначально будут ниже допустимого. Как результат, двигатель не заведется.
Проверка регулятора стартера
Чтобы проверить реле регулятор стартера, не снимая его с автомобиля, можно воспользоваться мультиметром, прозвонить все подходящие к нему провода. Для этого они предварительно отключаются от регулятора. Мультиметр переводится в режим измерения сопротивления, проверяются отключенные провода.
Если все в норме, то проводники возвращают на место. Замеряется напряжение на клеммах аккумулятора при выключенном двигателе. Мультиметр переводится в режим измерения постоянного напряжения в диапазоне от 0 до 20 Вольт. Щупы цепляются к клеммам аккумулятора. Прибор должен показывать 12,2-12,7 V.
Если 12 вольт и ниже, то его надо подзарядить.
Затем двигатель надо завести и снова проверить с теми же измерениями. Если напряжение в диапазоне 13,2-14 V, то это норма. Добавляем обороты двигателя до 2000 в минуту и опять замеряем. В норме мультиметр должен показывать в пределах 13,6-14,2 V. Еще добавляем оборотов до 3500 в минуту.
Снимаем показания. Они не должны превышать 14,5 Вольта. Если значение не меняется и остается 12,7 Вольт, как при выключенном двигателе или даже уменьшается, значит, неисправен реле регулятор. Поэтому его нужно заменить. При превышении 14,5 Вольт регулятор также надо поменять.
Иногда возникает вопрос, как проверить реле мультиметром, если нет доступа к регулятору. Тогда надо его снять, а для проверки необходимо иметь в дополнение к тестеру зарядное устройство с регулятором напряжения и лампочку.
Из них собирается следующая схема. Зарядка подключается к входным клеммам регулятора, а лампочка к выходным (толстым). Мультиметром контролируется напряжение на входе регулятора. Зарядкой меняем напряжение в пределах от 12 до 15 вольт. Лампочка должна погаснуть при 14,5 вольтах. Если этого не произошло, регулятор неисправен и подлежит замене.
Проверка втягивающего реле
Когда аккумулятор заряжен, а двигатель не заводится, то нужно проверить стартер.
Если генератор крутится, а двигатель нет, то в таких случаях обязательно делается проверка втягивающего реле электродвигателя и бендикса. Для этого необходимо снять стартер. После этого зачищают все контакты, и мультиметром измеряют сопротивление обмотки реле.
Если значение равно бесконечности, то обмотка перегорела. В этом случае необходимо перемотать катушку или заменить ее. Прибор показывает несколько десятков Ом, значит, обмотка цела.
Затем проверяется ее работоспособность. Плюсовую клемму аккумулятора с помощью прикуривателя присоединяют к соответствующей клемме реле. А минус подключают к корпусу стартера. Должен быть слышен щелчок, тогда устройство исправно, иначе его нужно разобрать и проверить механическую часть.
В качестве дистанционного силового коммутатора для включения таких серьезных потребители тока в автомобиле, как, вентилятор, радиатора или обогрев стекла выступает реле.
Внутри простейшего типичного реле располагается электромагнит, на который подается слабый управляющий сигнал, а уже подвижное коромысло, которое притягивает к себе сработавший электромагнит, в свою очередь замыкает два силовых контакта, которые и включают мощную электрическую цепь. В автомобилях чаще всего используются два типа реле: с парой замыкающих контактов и с тройкой переключающих. В последнем при срабатывании реле один контакт замыкается на общий, а второй в это время отключается от него. Существуют, конечно же, и более сложные реле, с несколькими группами контактов в одном корпусе – замыкающими, размыкающими, переключающими. Но встречаются они существенно реже.
Напряжение, которое обозначено на корпусе реле, – это усредненное оптимальное напряжение. На автомобильных реле пропечатано «12V», но срабатывают они и при напряжении 10 вольт, сработают и при 7-8 вольтах. Аналогично и 14,5-14,8 вольт, до которых поднимается напряжение в бортсети при запущенном двигателе, им не вредит.
Второй главный параметр реле после рабочего напряжения обмотки – максимальный ток, который может пропустить через себя контактная группа без перегрева и пригорания. Указывается он обычно на корпусе – в амперах. В принципе, контакты всех автомобильных реле достаточно мощные, «слабаков» тут не водится. Даже самое миниатюрное коммутирует 15-20 ампер, реле стандартных размеров – 20-40 ампер. Если ток указывается двойной (например, 30/40 А), то это означает кратковременный и долговременный режимы. Собственно, запас по току никогда не мешает – но это касается в основном какого-то нештатного электрооборудования автомобиля, подключаемого самостоятельно.
Выводы автомобильных реле маркируются в соответствии с международным электротехническим стандартом для автопрома. Два вывода обмотки пронумерованы цифрами «85» и «86». Выводы контактной «двойки» или «тройки» (замыкающие или переключающие) обозначаются как «30», «87» и «87а».
Впрочем, гарантии маркировка, увы, не дает. Российские производители порой маркируют нормально замкнутый контакт как «88», а иностранные – как «87а». Неожиданные вариации стандартной нумерации встречаются и у безымянных «брендов», и у компаний уровня Bosch. А иногда контакты и вовсе маркируются цифрами от 1 до 5. Так что если тип контактов не подписан на корпусе, что нередко случается, лучше всего проверить распиновку неизвестного реле при помощи тестера и источника питания 12 вольт – подробнее об этом ниже.
МАТЕРИАЛ И ТИП ВЫВОДОВ :
Контактные выводы реле, к которым подключается электропроводка, могут быть «ножевого» типа (для установки реле в разъем колодки), а также под винтовую клемму (обычно у особо мощных реле или реле устаревших типов). Контакты бывают «белыми» или «желтыми». Желтые и красные – латунь и медь, матовые белые – луженая медь или латунь, блестящие белые – сталь, покрытая никелем. Луженые латунь и медь не окисляются, но голая латунь и медь – лучше, хотя и склонны темнеть, ухудшая контакт. Никелированная сталь также не окисляется, но сопротивление её высоковато. Неплохо, когда силовые выводы – медные, а выводы обмотки – никелированные стальные.
ПЛЮС И МИНУС ПИТАНИЯ :
Чтобы реле сработало, на его обмотку подается питающее напряжение. Полярность его – безразлична для реле. Плюс на «85» и минус на «86», или наоборот – без разницы. Один контакт обмотки реле, как правило, постоянно подсоединен к плюсу или минусу, а на второй приходит управляющее напряжение с кнопки или какого-либо электронного модуля.
В прежние годы чаще использовалось постоянное подключение реле к минусу и плюсовой управляющий сигнал, сейчас более распространен обратный вариант. Хотя это не догма – бывает по-всякому, в том числе и в рамках одного автомобиля. Единственный вариант исключения из правил – реле, в котором параллельно обмотке подключен диод.
Если напряжение на обмотку реле подает не кнопка, а электронный модуль (штатный или нештатный – например, охранное оборудование), то при отключении обмотка дает индуктивный всплеск напряжения, который способен повредить управляющую электронику. Чтобы погасить всплеск, параллельно обмотке реле включается защитный диод.
Обмотка реле потребляет мощность около 2-2,5 ватт, из-за чего его корпус во время работы может достаточно сильно греться – это не криминально. Но нагрев допускается у обмотки, а не у контактов. Перегрев же контактов для реле губителен: они обугливаются, разрушаются и деформируются. Реле не выходит из строя мгновенно, но рано или поздно перестает включать нагрузку, или наоборот – контакты привариваются друг к другу, и реле перестает размыкаться.
Для этого нам понадобятся источник питания с напряжением 12 вольт (блок питания или два провода от аккумулятора) и тестер, включенный в режиме измерения сопротивления.
Предположим, что у нас реле с 4 выводами – то есть, с парой нормально разомкнутых контактов, работающих на замыкание (реле с переключающей контактной «тройкой», проверяется аналогичным образом). Сперва касаемся щупами тестера поочередно всех пар контактов. В нашем случае это 6 комбинаций (изображение условное, чисто для понимания).
На одной из комбинаций выводов омметр должен показать сопротивление около 80 ом – это обмотка, запомним или пометим её контакты (у автомобильных 12-вольтовых реле наиболее распространенных типоразмеров это сопротивление бывает в диапазоне от 70 до 120 ом). Подадим на обмотку напряжение 12 вольт от блока питания или АКБ – реле должно отчетливо щелкнуть.
Соответственно, два других вывода должны показывать бесконечное сопротивление – это наши нормально разомкнутые рабочие контакты. Подключаем к ним тестер в режиме прозвонки, а на обмотку одновременно подаем 12 вольт. Реле щелкнуло, тестер запищал – все в порядке, реле работает.
Если же вдруг на рабочих выводах прибор показывает замыкание даже без подачи напряжения на обмотку, значит, нам попалось редкое реле с НОРМАЛЬНО ЗАМКНУТЫМИ контактами (размыкающимися при подаче напряжения на обмотку), либо, что более вероятно, контакты от перегрузки оплавились и сварились, замкнувшись накоротко. В последнем случае реле отправляется в утиль.