В этой статье я приведу несколько примеров реле
применяемых в автомобилях
, их отличия и
некоторые варианты использования.
Отечественные реле и их характеристики:
1. Диапазон электропитания: 8…16В.
2. Номинальное напряжение: 12В.
3. Ток управления: не более 0,2А.
4. Напряжение срабатывания: не менее 8,0В.
5. Напряжение отпускания: 1,5…5,0В.
6. Максимальный ток в силовой цепи: 30А.
7. Активное сопротивление обмотки: 80±10 Ом
90.3747-10 в пластмассовом корпусе без фланца крепления;
90.3747-в пластмассовом корпусе с фланцем крепления;
113.3747-в металлическом корпусе с фланцем крепления;
113.3747-10-в металлическом корпусе без фланца крепления;
111.3747-в металлическом корпусе с фланцем крепления;
111.3747-10-в металлическом корпусе без фланца крепления.
Силовые реле, импортные и отечественные, выполняют одинаковую функцию.
Основное их различие в качестве и коммутируемых контактах. Существуют реле с четырьмя и пятью контактами, но все реле имеют контакты обмотки, это 85 и 86 контакты.
В некоторых импортных реле между этими контактами устанавливают гасящие резисторы или диоды, а иногда и то и другое. Эти элементы используют для защиты управляющих цепей от перегрузок возникающих в момент размыкания цепи катушки реле.
На следующем рисунке изображено оригинальное реле, используемое в автомобиле Audi с встроенным гасящим резистором.
Если на корпусе реле изображен значок диода, значит при его включении необходимо соблюдать полярность на контактах управления. Часто эти диоды устанавливают в разъеме, (ответная часть – колодка или soket) в который вставляется реле.
Схема реле содержащее диод и подключение его обмотки:
При подаче напряжения на контакты управления реле срабатывает и замыкает или размыкает электрическую цепь силовыми контактами. Силовые контакты маркируются всегда как 30, 87 и 87а. 30-й контакт всегда присутствует в реле. Он, без подачи напряжения на контакты обмотки, постоянно замкнут на контакт 87а. Если на обмотку подан сигнал, то 30 контакт отключается от 87а и подключается к 87. 87а или 87 контакт могут отсутствовать, тогда реле будет работать только на включение или выключение (замыкание или размыкание) силовой цепи.
Необходимо внимательно следить за маркировкой контактов на реле, т.к. некоторые производители выпускают реле с не стандартным расположением контактов. На рисунке изображено реле фирмы BOSCH, другим расположением контактов. Контакты 30 и 86 поменяны местами.
Реле используют в тех случаях когда исполнительное устройство потребляет больший ток (до 30-40 ампер), чем способен выдать управляющий выход (потребление катушек реле как правило не превышает 200миллиампер). Примеры использования реле для коммутации различных устройств приведены в конце статьи.
Важно отметить, если реле долго эксплуатировалось при коммутации силовых цепей в предельных режимах, то искра проскакивающая при замыкании или размыкании контактов создает нагар между контактами и из-за этого возможно исполнительное устройство не будет работать или будет работать не корректно. Плохой контакт выделяет на себе тепло. При этом в силовых цепях может повышаться потребляемый ток (при плохом контакте ток электродвигателя или лампочки становится импульсно-пусковым), что влечет разогрев мест плохого контакта в коммутируемых цепях и как следствие оплавление пластмассовых деталей крепления контактов. При оплавлении деталей крепления, контакты смещаются и добавляется процесс искрения, что еще больше разогревает место контакта. На рисунке показан появляющийся нагар на контактах отечественного реле. Переключающий контакт отогнут для наглядности. Белые точки – пробой нагара искрой при подключении потребителя, через эти места ответный контакт может привариваться, оставляя подключенным потребитель.
Как наиболее надежные и доступные в продаже, себя зарекомендовали импортные реле под маркой Saturn и San Hold, применяются так же реле других производителей.
Напротив – отечественные реле неудовлетворительны по таким параметрам, как герметичность и износостойкость.
Важно так же покрытие выходных контактов и ответной части (разъема или сокета). Наиболее удачное покрытие контактов реле – лужение. Примеры окисляющихся контактов реле.
Варианты схемных решений подключения реле.
Схемы инверсии сигналов и управления нагрузкой.
Схемы инверсии сигналов могут применяться для инвертирования сигналов концевиков дверей или багажника при подключении к сигнализации или в других случаях.
Так же данные схемы могут использоваться для умощнения сигнала при подключении нагрузки управляемой дополнительным каналом сигнализации. При подключении соленоида замка багажника, управления дополнительным замком капота, дополнительных противотуманных фар, дополнительных звуковых сигналов или при подключении другого электро – оборудования, необходимо устанавливать защитный предохранитель в силовой цепи (+)12Вольт (нижняя схема).
Схема подключения центрального замка при дополнительно установленном активаторе (активаторах) к сигнализациям, не имеющим встроенных реле (интерфейса) центрального замка.
Схема блокировки двигателя с самоподхватом (самоблокировкой).
Для управления реле блокировки можно использовать секретную кнопку, пару геркон-магнит или штатный орган управления выдающий сигнал управления положительной полярности при включенном зажигании (например силовой сигнал на стеклоподъёмнике или обогрев заднего стекла). При управлении кнопкой или герконом, диод D2 не нужен. При управлении штатным органом для разблокировки, кнопка или геркон не нужны, диод D2 необходим.
Согласно правил дорожного движения (ПДД), движущееся транспортное средство в светлое время суток должно быть обозначено фарами ближнего света, противотуманными фарами (ПТФ) или дневными ходовыми огнями (ДХО или по-английски DRL). О различных вариантах подключения ДХО к автомобильной электропроводке через электромагнитное реле мы и узнаем в этом справочном матрериале, подготовленном сайтом .
Пример подключения ДХО от генератора
Внимание: не забываем ставить предохранитель, на случай замыкания. От случайных КЗ при монтаже и работе никто не застрахован!
Схема подключения ДХО через 4 контактное реле
Некоторые покупают фары ДХО и подключают их просто к габаритам. Но правильнее сделать так, чтобы они загорались при включении зажигания и гасли при включении габаритных огней авто.
Можно даже подключить ДХО лампы к прикуривателю, ведь на него подаётся напряжение, только когда включено зажигание. Это будет лучше чем в проводке искать провод зажигания.
Подключение ламп DRL через 5 контактное реле
Многие не спешат ставить себе дневные LED фары просто включая фары ближнего света, но нужно учесть, что использование ДХО вместо ближнего света позволит быстрее заряжать батарею во время движения, так как мощность потребления их в 5 раз меньше.
Светодиодные ДХО на 15 ватт
Схема подключения ДХО с использованием блока управления
Некоторые дневные огни, из наиболее дорогих и современных моделей, имеют блок управления, позволяющий автоматически контролировать их работу (яркость, включение и так далее). В этом случае электрическая схема будет иметь следующий вид:
Некоторые производители автоэлектроники выпускают блоки управления ходовыми огнями с возможностями отключения ДХО в момент действия одной из функций: стояночного тормоза, заднего хода, работы стартёра при запуске двигателя. Так что лучше немного переплатить и купить именно такой комплект фар.
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 срабатывания
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…
Коммутируемый ток
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.
Нумерация выводов
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 – тут уже полярность важна.
Реле с диодом параллельно катушке
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.
Температура корпуса
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.
В целях экономии средств и упрощения конструкции на автомобилях используется упрощенная включения вентилятора системы охлаждения. В схему входит вентилятора, предохранитель, датчик температуры и соединительные провода. Электродвигатель подключается к массе, а также к плюсу аккумулятора через предохранитель. В разрыв провода массы включен датчик температуры.
Такая схема хороша своей простотой, не нужно использовать дорогостоящие элементы, а количество проводов минимально. Но есть и минусы у нее. Например, датчик температуры, выполняющий роль выключателя, пропускает через себя большой ток, что сказывается на его сроке службы. И еще минус – это резкое включение двигателя. Нагрузка на двигатель резко возрастает до максимального значения, а это негативно сказывается на состоянии электродвигателя.
Использование электромагнитного реле
Применение простого реле слегка усложнит схему, но избавит датчик температуры от наличия большого тока. Ток большой величины будет протекать через контакты реле. Дешевле и проще заменить реле, нежели датчик температуры для включения электровентилятора. Для проведения модернизации потребуется провод и реле с кронштейном для крепления к кузову.
Отсоедините датчик температуры, а провода, которые были на нем, нужно подключить к нормально разомкнутой паре контактов нашего реле. Половина дела сделана, силовая часть готова. Теперь управление. Один вывод датчика температуры соединяем с массой, а вот второй подключаем к катушке реле.
Со второго вывода катушки нужно протянуть провод к плюсовому выводу аккумулятора. Желательно, чтобы подключение производилось через предохранитель, величина тока срабатывания которого может быть и 1 Ампер. Катушка потребляет ток небольшой величины, поэтому самое страшное, что может произойти – это короткое замыкание в проводке. Впоследствии можете параллельно датчику температуры подключить кнопку принудительного включения, которую установите в салоне автомобиля.
Применение полупроводников
Вместо электромагнитного реле можно использовать тиристорный ключ, либо же конструкцию на полевых . Суть та же, только нет подвижных контактов, их функции выполняют электроны и дырки в кристалле полупроводника. Но не забывайте про охлаждение тиристоров и , устанавливайте радиаторы, которые способны будут обеспечить необходимую теплоотдачу.
Плавный пуск двигателя – это весьма полезная функция для управления двигателем. Такое нововведение обеспечит постепенное увеличение нагрузки . Осуществляется такая затея путем применения ШИМ-модуляции. Но вместе со всеми новшествами можно использовать в системе охлаждения второй датчик температуры, у которого температура срабатывания градусов на 5 меньше, чем у основного.
Если при срабатывании основного датчика вентилятор включается на полную мощность, то при срабатывании второго датчика его обороты должны быть вдвое меньше. Для этого при подключении придется использовать резистор. Прекрасно подойдет тот, который установлен на вентиляторе печки. Это позволит не доводить температуру в системе до экстремального значения.
