Автомобильные реле: как устроены, как их выбирать и проверять
Машины год от года становятся все умнее – они уже самостоятельно вращают рулем, меняют жесткость подвески, делают водителю массаж пятой точки и многое другое… Однако конечный исполнительный механизм большинства электрических цепей автомобиля, скромная «рабочая лошадка» – это реле, практически не изменившее свою конструкцию аж с 1831 года, когда впервые было изобретено… Что обычному автовладельцу полезно знать о реле?
Как устроено и применяется реле
К ак известно, габариты и мощность выключателя, коммутирующего мощную нагрузку, должны этой нагрузке соответствовать. Нельзя включить такие серьезные потребители тока в автомобиле, как, скажем, вентилятор радиатора или обогрев стекла крошечной кнопочкой – её контакты просто сгорят от одного-двух нажатий. Соответственно, кнопка должна быть крупной, мощной, тугой, с четкой фиксацией положений on/off. К ней должны подходить длинные толстые провода, рассчитанные на полный ток нагрузки.
Но в современном автомобиле с его изящным дизайном интерьера места таким кнопкам нет, да и толстые провода с дорогостоящей медью стараются применять экономно. Поэтому в качестве дистанционного силового коммутатора чаще всего применяется реле – оно устанавливается рядом с нагрузкой или в релейном боксе, а управляем мы им с помощью крошечной маломощной кнопочки с подведенными к ней тоненькими проводками, дизайн которой легко вписать в салон современной машины.
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.
Обратите внимание, что на нижеприведенной картинке у реле с переключающей контактной тройкой рабочие контакты пронумерованы. Пара контактов 1 и 2 называется «нормально замкнутые». Пара 2 и 3 – «нормально разомкнутые». Состоянием «нормально» считается состояние, когда на обмотку реле НЕ подано напряжение.
Наиболее распространенные универсальные автомобильные реле и их контактные выводы со стандартным расположением ножек для установки в блок предохранителей или в выносную колодку выглядят так:
Герметичное реле из комплекта нештатного ксенона выглядит иначе. Залитый компаундом корпус позволяет ему надежно работать при установке вблизи фар, где водяной и грязевой туман проникают под капот через решетку радиатора. Цоколевка выводов – нестандартная, поэтому реле комплектуется собственным разъемом.
Для коммутации больших токов, в десятки и сотни ампер, используют реле иной конструкции, нежели описанные выше. Технически суть неизменна – обмотка примагничивает к себе подвижный сердечник, который замыкает контакты, но контакты имеют значительную площадь, крепление проводов – под болт от М6 и толще, обмотка – повышенной мощности. Конструктивно эти реле сходны со втягивающим реле стартера. Применяются они на грузовых машинах в качестве выключателей массы и пусковых реле того же стартера, на разной спецтехнике для включения особо мощных потребителей. Нештатно их используют для аварийной коммутации джиперских лебедок, создания систем пневмоподвески, в качестве главного реле системы самодельных электромобилей и т.п.
К слову, само слово «реле» переводится с французского как «перепряжка лошадей», и появился сей термин в эпоху развития первых телеграфных линий связи. Малая мощность гальванических батарей того времени не позволяла передавать точки и тире на дальние расстояния – все электричество «гасло» на длинных проводах, и доходившие до корреспондента остатки тока были неспособны шевельнуть головку печатающего аппарата. В результате линии связи стали делать «с пересадочными станциями» – на промежуточном пункте ослабевшим током активировали не печатающий аппарат, а слабенькое реле, которое уже, в свою очередь, открывало путь току из свежей батареи – и далее, и далее…
Что нужно знать о работе реле?
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. Так что 12 вольт – это условный номинал. Хотя реле от 24-вольтовой грузовой машины в 12-вольтовой сети не заработает – тут уж разница слишком велика…
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.
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.
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 – тут уже полярность важна.
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.
Как правило, внутри электронных узлов эти диоды уже есть, но иногда (в особенности в случае различного допоборудования) требуется реле со встроенным внутри диодом (в этом случае его символ маркирован на корпусе), а изредка применяется выносная колодка с диодом, припаянным со стороны проводов. И если вы устанавливаете какое-то нештатное электрооборудование, нуждающееся, согласно инструкции, в таком реле, требуется строго соблюдать полярность при подключении обмотки.
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. Такое случается чаще всего в неудачных экземплярах реле российского и китайского производства, у которых плоскости контактов порой не параллельны друг другу, контактная поверхность из-за перекоса недостаточна, и при работе идет точечный токовый разогрев.
Реле не выходит из строя мгновенно, но рано или поздно перестает включать нагрузку, или наоборот – контакты привариваются друг к другу, и реле перестает размыкаться. К сожалению, выявить и предупредить такую проблему не совсем реально.
Проверка реле
При ремонте неисправное реле обычно временно подменяют исправным, а затем заменяют на аналогичное, и дело с концом. Однако мало ли какие задачи могут возникнуть, к примеру, при установке дополнительного оборудования. А значит, полезно будет знать элементарный алгоритм проверки реле с целью диагностики или уточнения цоколевки – вдруг попалось нестандартное? 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.
Автозапуск двигателя своими руками и датчик нейтралки (2013)
Вот уже совсем скоро придут суровые зимние холода, а я наконец-то соорудил своими руками устройство, чтобы запускать автомобиль с брелка сигнализации (используя доп.канал).
Начну с того, что нам понадобится для сборки блока автозапуска:
1) Сигнализация с обратной связью и с дополнительной кнопкой на брелке (обычно используется на открытие багажника).
2) 4 штуки четырехконтактных реле и одно пятиконтактное (ставится взамен реле бензонасоса).
3) 5 колодок для реле.
4) Изолента, паяльник, кислота, припой.
Схема для сборки блока автозапуска. Данная схема применима только на автомобилях с установленной штатной защитой стартера! Если защиты стартера нет, то схему нужно будет доработать и сделать защиту стартера.
Принцип работы автоматического запуска двигателя через дополнительный канал сигнализации:
Нужно заменить реле бензонасоса на 5-ти контактное. А дальше подключаем все по схеме. Работает от одного канала сигнализации. После включения канала (нажатия на кнопку на брелке сигнализации) — включается зажигание и начинает работать бензонасос, после того как бензонасос закачал и отключился, начинает крутить стартер. На стартере штатно стоит защита от длительной работы (более 30 сек) и от работы при заведенном двигателе, поэтому дополнительную защиту стартера не ставил.
Цвета проводов для подключения: «на замок зажигания (стартер)» — красного цвета (толстый), «на замок зажигания» — синий с чёрной полосой (толстый), «+ с замка зажигания» — розовый (толстый).
В схеме у меня подключение на управляющее реле бензонасоса обозначено на 86 контакт, но возможно у вас придется подключаться на 85. У всех по-разному, нужно подключаться именно на тот, контакт, на котором «плюс», а масса берется с кузова. Просто у же были подобные случаи.
Блок автозапуска скрепил изолентой и расположил его в монтажном блоке, прикрутив к шпильке (скорее всего, для крепления массы)/ А одно реле расположил рядом с реле бензонасоса, чтобы далеко провода не тянуть, т.к. подключать нужно все по схеме. От реле бензонасоса, подключаеть нужно два провода, один плюсовой с управления реле насоса, а второй с 88 контакта реле бензонасоса. Если этого не соблюсти, то не будет задержки во включении стартера. А она нужна, для того, чтобы система успела пройти проверку, что поднят ручник и рычаг КПП находится в нейтральном положении.
Также, что немаловажно, это то, что машина не заведется через автозапуск пока не будут соблюдены два условия: поднятый ручник и рычаг КПП в нейтральном положении. Для этого я собрал датчик нейтралки:
Для него нам потребуется:
1) Плата для радиомонтажа.
2) Геркон (электромеханическое устройство, представляющее собой пару ферромагнитных контактов, запаянных в герметичную стеклянную колбу. При поднесении к геркону постоянного магнита, контакты замыкаются)
3) Магнит.
Вырезаем прямоугольник из платы для радиомонтажа (я использовал Б/У, с подходящими размерами)
Далее я припаял два геркона последовательно, для надежности. И закрепил плату на ось рычага КПП. Так, чтобы плата была напротив рычага. Далее я взял магнитную ленту из компьютерного кулера и приклеил ее на двухсторонний скотч к рычагу КПП, предварительно отрегулировав датчик.
Нужно все собрать так, чтобы при нейтральном положении рычага, датчик находился напротив магнита на рычаге и замыкал контакты герконов. А при включении любой передачи размыкает контакты и тогда автозапуск будет невозможен.
Схему позже доработал для того, чтобы можно было глушить двигатель с кнопки брелка, использую все тот же канал сигнализации. Но это будет работать только на тех сигнализациях, которые дают импульс на дополнительном канале при заведенном двигателе. У меня, к сожалению, нет импульса при заведенном двигателе. Но все-равно на данный момент у меня все собрано именно по этой схеме:
Подробнее про принцип работы реле ЗПТФ (23.3777) можно прочитать у меня в блоге.
24.01.2015 г. поставил вместо реле, которое идет на зажигание, реле времени Регтайм1 600-6000 (для вкл/выкл устройств на 600-6000с). Отрегулировал это реле на работу, в течение 11 минут. Т.е. после автозапуска двигателя он проработает 11 минут и заглохнет. Этого времени достаточно, чтобы прогреть двигатель до рабочей температуры.
Для ВАЗ-2108-09, 14-15 моя схема практически не подходит. На редких машинах работает, а в основном нет задержки стартера. Но vergul93 все же добился идеальной работы автозапуска через дополнительный канал, доработав мою схему — Автозапуск своими руками на Ваз 2109
Автозапуск двигателя
Технология дистанционного запуска и прогрева силового агрегата, поначалу применявшаяся на работавших в суровых климатических условиях грузовых транспортных средствах, сегодня все больше используется на легковых автомобилях. Назначение его простое — включить двигатель в заданное время, прогреть его до определенной оптимальной температуры, параллельно прогрев салон автомобиля. Причем, используется этот модуль не только для прогрева салона машины в холодное время года, но и для того, чтобы остудить его в летнее время, путем включения климатической системы автомобиля.
У модуля автозапуска двигателя, как и у любого устройства, есть свои плюсы и минусы,
Что представляет собой система автозапуска мотора
С виду в устройстве автоматического запуска двигателя нет ничего сложного. Он представляет собой небольшую пластиковую коробочку — блок дистанционного автоматического запуска мотора, в котором содержится электронная плата с микросхемами-реле, контролирующими определенные датчики автомобиля. Также к модулю автозапуска идет комплект проводов, при помощи которых этот блок подключается к штатной электропроводке автомобиля. Компактные размеры этого устройства позволяют поместить его в любом месте в салоне автомобиля — главное, чтобы в тех местах были точки подключения к штатной проводке.
Реле блока управления автозапуском мотора обеспечивают безопасный запуск мотора, контролируя такие устройства:
— зажигание
— датчик давления масла
— цепь свечей накаливания (для дизельных двигателей)
— тахометр (обороты двигателя)
— рычаг стояночного тормоза, коробки переключения передач
— педаль акселератора
— датчик скорости
— концевик капота
Существует два типа подключения блока автозапуска мотора — в комплекте с сигнализацией и автономно, например, если автомобиль не оборудован охранной системой. Причем, абсолютно не важно, какой в машине установлен двигатель (бензиновый или дизельный, атмосферный или турбированный) и коробка передач (автоматическая или механическая) — этот модуль может работать с любым из перечисленных агрегатов.
Также следует знать, что блок автозапуска двигателя может работать в двух режимах: автоматический и дистанционный. В первом случае время запуска задается при помощи таймера, который можно запрограммировать, учитывая один из параметров: заданное время запуска, температуру в салоне, температуру двигателя. Во втором случае управление блоком автоматического запуска мотора осуществляет владелец автомобиля, при помощи брелока сигнализации или мобильного телефона (sms, GPS-команда).
Как работает автозапуск
Несмотря на то, что есть блоки автозапуска с автоматическим или дистанционным принципом управления, схема их работы не отличается. В определенное время (для модуля с автоматическим режимом) или при получении команды с пульта ДУ сигнализации или с мобильного телефона, от модуля автозапуска на цепь зажигания подается электрический ток, затем следует двухсекундная задержка, в течение которой восстанавливается давление масла в магистрали, и уже потом происходит включение стартера.
Схема автоматического запуска дизельного двигателя отличается лишь одним — дополнительным подключением цепи контроля свечей накаливания. При этом если блок автозапуска входит в охранный комплекс, сначала автоматически отключаются блокировки сигнализации, а уже затем происходит активация зажигания и стартера. В случае если блок автозапуска устанавливается автономно, сначала происходит обход иммобилайзера, а потом модуль подает питание на цепи зажигания, стартера.
Обход штатного иммобилайзера — важная операция при установке модуля автозапуска, ведь назначение данного устройства, поэтому при монтаже придется установить блок обхода с цифровой микросхемой (обычно монтируется в моторном отсеке или помещается за приборной панелью), позволяющей избежать конфликта между автозапуском и противоугонным устройством. Обычно в качестве такого блока используют запасной ключ зажигания, в который встроен чип деактивации иммобилайзера.
Каждый модуль автозапуска можно запрограммировать на определенное количество попыток включения стартера (по умолчанию, каждый блок имеет три попытки) — обычно, до пяти попыток. Если запуск удался (об этом модуль «узнает» по датчикам оборотов коленвала, давления масла либо напряжения сети), автомобиль сигнализирует об этом «аварийкой» или сигнал приходит на пульт сигнализации, мобильный телефон. Некоторые дорогие модели блоков автозапуска оснащены функцией диагностики проблем включения двигателя — например, если завести автомобиль не удалось из-за вышедшего из строя аккумулятора, микропроцессор модуля проанализирует причину и подаст сигнал на мобильное устройство владельца.
Пользуемся автозапуском правильно
Существует несколько алгоритмов правильной работы автозапуска, при соблюдении которых не произойдет непредвиденных ситуаций (например, самостоятельного движения автомобиля). Эти алгоритмы для автомобилей с механической и автоматической трансмиссией различаются.
включить нейтральную передачу
включить стояночный тормоз
выйти из автомобиля, закрыть двери
включить сигнализацию, активировать систему автозапуска двигателя.
Многие автолюбители привыкли, выключая двигатель, оставлять включенной передачу. При установке автозапуска им придется привыкнуть оставлять автомобиль на «нейтрали», иначе модуль автозапуска не активируется. Впрочем, производители систем автозапуска для автомобилей с МКПП решили эту проблему, снабдив устройство так называемой «программной нейтралью», которая не заглушит мотор до тех пор, пока не будет включена нейтральная передача.
перевести селектор коробки передач в режим Parking
выйти из автомобиля, закрыть двери
включить сигнализацию, активировать систему автозапуска двигателя.
Если не произвести хотя бы одно из перечисленных выше действий, система автозапуска активирована не будет.
— прогретый двигатель и салон автомобиля в зимнее время/охлажденный салон в летнее время;
— экономия времени;
— наличие режима турботаймера (опция), позволяющего постепенноостановить турбину мотора, что положительно сказывается на ресурсе агрегата.
— временная деактивация штатного иммобилайзера, датчика удара сигнализации;
— увеличенный расход топлива;
— обледенение при запуске зимой выхлопной трубы из-за образовавшегося в выхлопной системе водяного конденсата (образуется при продолжительной работе двигателя на холостых оборотах).
Помня, какой суровой стала в Украине зима, и каким жарким — лето, установка модуля автозапуска двигателя видится вполне разумной операцией.
Однако существует вполне реальная угроза угона автомобиля, ведь в момент активации автозапуска отключаются охранные системы машины. К тому же, если при обходе штатного иммобилайзера будет использоваться запасной ключ, то злоумышленник может обнаружить его при проникновении в автомобиль, что облегчит угон.
В конечном счете, только автовладелец, взвесив все плюсы и минусы, может решить, стоит ли ему оборудовать свою машину системой автозапуска двигателя.
