Автомобильные реле. Устройство. Проверка.
Зачастую реле используются в автомобиле, в качестве дистанционного силового коммутатора для включения таких серьезных потребителей тока, как например вентилятор, радиатора или обогрев.
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.
1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЛЕ:
— рабочее 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 борт-сети при запущенном двигателе, которое им не вредит.
Максимальный ток — это второй главный параметр реле после рабочего напряжения обмотки, 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. 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.
Все 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.
— используемые материалы и типы 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.
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.
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.
Силовые реле для автомобилей: что это такое и какие бывают?
Мало кто знает, но для большинства улучшений автомобиля, которые затрагивают электрическую часть, требуется установка новых типов реле. О том, что это такое и зачем вообще это нужно, к огромному сожалению, знают только единицы автомобилистов. Чтобы исправить столь досадное упущение, рассказываем в этом посте о существующих типах реле, а также о том, что же это такое и какой конкретно вид реле подходит для определенной модели автомобиля. Если вы любите заниматься ремонтом, связанным с улучшением своего транспортного средства, то этот полезный материал будет вам весьма кстати.
Как работает реле?
По принципу своего действия силовое реле может либо замыкать электрическую цепь, либо размыкать ее. Происходит это по такому принципу:
Важно также знать, что у реле на котором отсутствует один из видов контактов с индексом 87 и 87а может выполнять только лишь одну функцию. Он может либо размыкать цепь, либо замыкать ее. Как правило реле, которые были произведены иностранными производителями оснащаются специальными резисторами и гасящими диодами. Располагаются такие элементы между 85 и 86 контактами. За счет такой конструкционной задумки реле позволяет обеспечить максимальную защиту цепи от возможных перепадов напряжения в сети.
На что обратить внимание при покупке?
Автомобилисту, который решил купить реле в специализированном магазине при покупке и в дальнейшем при его установке очень важно потратить пару минут на изучение устройства. В этом вопросе есть один важный момент и касается он того, что далеко не всегда расположение реле бывает стандартным. Некоторые производители реле оснащают его нестандартным расположением контактов. Кроме того, автомобилист также должен знать, что длительная работа при высоких нагрузках практически всегда негативно отражается на работоспособности элемента и может даже привести к нарушению конструкции. Иногда в момент пиковых мощностей может проскакивать искра, которая с большой вероятностью приведет к образованию нагара на контактах. Соответственно после этого вполне возможно нарушение в стабильной работе реле. В некоторых ситуациях в местах плохого соединения могут образовываться избыточное тепло и рост тока. А это, в свою очередь, приведет к нагреву зоны контакта и возможному оплавлению детали. Деформированный же участок в дальнейшем спровоцирует смещение крепления контактов и приведет к зазорам.
Более подробно об автомобильном реле и его работе будет рассказано в этом видеоматериале:
Как не сжечь автомобиль, или Чем качественные реле отличаются от некачественных
Все реле кажутся одинаковыми, но на самом деле одни лучше других. Поэтому одни живут в автомобиле всю жизнь и отправляются на свалку вместе с ним, а другие при крайне неблагоприятном стечении обстоятельств могут отправить на свалку целые узлы, вполне исправные, или даже весь автомобиль. Разберёмся в деталях.
Где применяются реле в автомобиле. Источник: Hella
В современном автомобиле установлено несколько десятков реле. Через реле включаются поворотники, стартер, вентилятор системы охлаждения, обогрев стекла, фары, стеклоподъёмники и т. д. и т. п. Некоторые реле выполняют функцию блокировки, другие включают те или иные устройства по сигналам датчиков.
Зачем в автомобиле нужны реле
Во-первых, реле используются для того, чтобы разгрузить выключатели. Габариты выключателя должны соответствовать силе протекающего через него тока. Мощные потребители нельзя включать крошечной кнопкой — миниатюрные контакты моментально перегреются и выключатель разрушится. Реле потребляет ток в десятки и сотни раз меньший, чем подключаемая к нему нагрузка, поэтому включатель управляет реле, а уж оно, в свою очередь, подаёт питание на потребителя.
Во-вторых, реле может управлять двумя и более разными электрическими цепями с помощью одного управляющего сигнала. Скажем, работали фары ближнего света, а затем включился дальний свет — переключение осуществляет реле.
В современном автомобиле множество разных электрических устройств и приборов. И применение реле позволяет экономить место для многочисленных выключателей и делать их комбинированными. Вместе с этим, экономится много меди: провода, идущие от выключателей к реле делаются тонкими, а сами реле размещаются поближе к коммутируемым потребителям, благодаря чему количество проводов большого сечения сокращается.
Правда немного, обещаем!
Принципиально все электромагнитные реле устроены одинаково.
Схема работы электромагнитного реле: 1) электромагнит, 2) якорь, 3) переключатель. Источник: Wikimedia Commons
Главный элемент реле — электромагнит, который представляет собой катушку из провода на железном сердечнике. Якорь — это чаще всего пластина из магнитного материала, замыкающая и размыкающая контакты.
В исходном положении якорь удерживается пружиной. При подаче управляющего сигнала электромагнит притягивает якорь, который замыкает или размыкает контакты в зависимости от конструкции реле. После отключения управляющего напряжения пружина возвращает якорь в исходное положение.
В некоторые модели реле могут быть встроены электронные элементы: резистор, подключённый к обмотке катушки для более чёткого срабатывания реле, и/или конденсатор, параллельный контактам, для снижения искрения и помех. Желающие углубиться в тему могут посмотреть видео на YouTube.
Реальное реле, применяемое в автомобиле, выглядит так:
Вскрыв корпус реле, вы с высокой вероятностью обнаружите: 1) контактную пластину (пружинный контакт), 2) подвижный якорь, 3) контакты для обмотки индукционной катушки, 4) замыкающий контакт, 5) индукционную катушку, 6) сердечник индукционной катушки, 7) силовые выводы, 8) управляющие выводы (индукционная катушка), 9) основание реле, 10) корпус индукционной катушки, 11) ярмо. Источник: Hella
Первое электромагнитное реле сделал американский физик Джозеф Генри в 1831 году. По другой версии первое реле разработал Павел Львович Шиллинг, русский дипломат, историк-востоковед и электротехник. Первенство установить очень трудно, потому что в то время изучением электромагнетизма занимались сотни инженеров, учёных и энтузиастов по всему миру. Любопытно, что и Генри, и Шиллинг работали над изобретением телеграфа и независимо друг от друга пришли к использованию реле.
Созданию первого реле предшествовало изобретение в 1825 году англичанином Уильямом Стёрдженом электромагнита. При пропускании тока через катушку вокруг неё возникает магнитное поле, которое притягивает расположенные поблизости железные предметы, — именно эффект преобразования энергии электрического тока в механическое движение заинтересовал изобретателей телеграфа.
Внешний вид старинного телеграфного реле. Источник: JA.Davidson / Wikimedia
Само слово «реле» (фр. relais) переводится с французского как «перепряжка лошадей», и появился этот термин в эпоху развития первых телеграфных линий связи.
В 1843 году американский изобретатель Сэмюэл Морзе, автор знаменитой азбуки Морзе получил от Конгресса США субсидию в 30 000 долларов для строительства первой телеграфной линии от Балтимора до Вашингтона. Расстояние между этими городами по прямой составляет 57 км. Однако в ходе работ выяснилось, что уже на расстоянии 40 километров электрический сигнал затухал почти полностью — мощность гальванических батарей того времени была невелика.
Положение спас компаньон Морзе Альфред Вейл, предложивший использовать реле как усилитель. Линии связи стали делать «с пересадочными станциями» — на промежуточном пункте ослабевшим током активировали не печатающий аппарат, а слабенькое реле, которое, в свою очередь, управляло электрическим током из свежей батареи, отправляя сигнал дальше по линии. Это техническое решение оказалось чрезвычайно эффективным и дало толчок быстрому распространению телеграфа. В патенте на телеграф, полученном Морзе, реле было впервые зафиксировано как самостоятельное устройство.
Надёжность реле: нюансы конструкции
В устройстве реле нет ничего принципиально сложного. Кажется, что за десятки лет выпуска технология изготовления автомобильных реле отработана до мелочей, и между изделиями разных производителей не должно быть больших различий.
Больших и нет, зато есть много различий маленьких. Посмотрим на примере — сравним реле производства Hella и какое-нибудь «обычное» реле из тех, что во множестве представлены в магазинах автозапчастей.
Выводы контактов
Вообще-то, чтобы было совсем наглядно, два подопытных реле стоит разобрать. И мы это, конечно, сделали и скоро перейдём к осмотру внутренностей, но сначала приглядимся к ним снаружи. Если конкретнее, к контактам. Те обеспечивают надёжность соединения реле с контактами монтажного блока. Если контакты реле кривые и с окисленной поверхностью, надёжность работы такого реле под вопросом.
Контакты реле — от Hella (справа) и от иного, безвестного, производителя. Фото: Hella
У обычного реле контакты латунные, у реле Hella — из меди и латуни, но облуженные (на фото справа зачищены торцы контактных пластин, чтобы стал виден материал). Лужение защищает поверхность контактов от окисления — контактное сопротивление со временем не ухудшается, контакты не греются. Следовательно, реле с такими контактами прослужит дольше.
Если контакты непараллельны друг другу (как на фото слева; справа по традиции реле Hella), уменьшается площадь контакта, при работе происходит точечный токовый разогрев, контакты деформируются, корпус тоже, а там и до поломки, а то и до короткого замыкания с пожаром недалеко. Источник: Hella
Замыкающий контакт
Теперь перейдём к изучению внутренностей реле. А именно, к замыкающему контакту. Долговечный и надёжный контакт должен соответствовать сразу нескольким требованиям:
— обладать хорошей электропроводностью и теплопроводностью;
— сопротивляться коррозии и образованию плёнок с низкой проводимостью;
— иметь достаточную твёрдость для уменьшения механического износа при многочисленных включениях и отключениях;
— не разрушаться из-за эрозии;
— обладать высокой дугостойкостью.
Подобрать материал, отвечающий сразу всем требованиям, очень сложно. Так, металлы с хорошей твёрдостью обладают не очень высокой теплопроводностью и наоборот.
Замыкающие контакты реле. Фото: Hella
В обычных реле (на фото слева) контакты изготавливаются из меди или алюминия, обладающих низким электрическим сопротивлением. Однако со временем на поверхности этих металлов образуется плёнка окислов и проводимость ухудшается. Медь также не отличается коррозионной стойкостью.
Hella применяет в своих реле (на фото справа) медные контакты с накладкой из серебра — они удовлетворяют всем перечисленным выше требованиям, обладают хорошей износостойкостью, а оксиды серебра имеют почти такую же проводимость, что и серебро. Так контакты получаются долговечными, их характеристики в процессе эксплуатации практически не изменяются.
Катушка
Проволока должна обладать стабильным сечением и хорошей изоляцией, чтобы исключить межвитковые замыкания.
От количества витков зависит величина создаваемого катушкой магнитного поля, а значит, и сила, с которой прижимаются контакты.
Катушка реле стороннего производителя (слева) и Hella. Фото: Hella
На фото видно, что катушка реле Hella (справа) заметно толще — это говорит о том, что она содержит больше витков и, следовательно, создаёт более сильное магнитное поле.
Конструкция подвижного контакта обычного реле. Фото: Hella
Обычное реле имеет в своей конструкции несущую пластину из никелированной стали, которая хоть и не окисляется, но имеет относительно большое сопротивление, что увеличивает температуру реле. Замыкающий контур состоит из четырех элементов, скрепленных разными методами, — вывод контакта, несущая пластина, пружинный контакт и сам контакт. В такой конструкции вероятность отказа реле из-за большого количества слабых мест относительно велика.
Например, медная пружинная пластина крепится к несущей сваркой в одной точке. Если соединение разрушится и пружинная пластина отделится от несущей, скорее всего контакты замкнутся и останутся в таком виде, пока вибрации или иные факторы не разъединят контакты. Если разъединят.
Конструкция пружинной пластины реле Hella. Фото: Hella
Пружинная пластина в реле Hella приварена в трёх точках, что гораздо надёжнее. Проводящий контур изготовлен целиком из меди; его конструкция предотвращает замыкание контактов в случае разрушения сварного соединения.
Ещё один способ сделать реле надёжнее — прикрепить контактную пружину с помощью мощных заклёпок (такое реле мы называем усиленным). Благодаря этому мы можем уменьшить силу пружины, а следовательно, уменьшить и количество применяемых материалов (например, в катушке), и одновременно улучшить характеристики реле. Так характеристики улучшаются, а цена не изменяется.
Конструкция усиленного реле Hella. Источник: Hella
Как видим, уже беглый осмотр позволяет сделать выводы о качестве изготовления реле и судить о его надёжности и долговечности.
Что бывает от некачественных реле
Ответ прост: поломки. Сначала выходят из строя сами реле, а затем, возможно, и узлы или линии, которыми они управляют.
Неисправность может быть как в самом реле, так и вне его. Например, перегрев и разрушение контактов:
На меди видны цвета побежалости от перегрева; контактная пластина треснула и ток идёт через узкий «перешеек», ещё больше перегревая контакты. Источник: Vadder / DRIVE2
Последствия такой неисправности могут быть разными: контактная пластина обломится окончательно и реле перестанет включать нагрузку, либо контакты сварятся и нагрузка будет постоянно включена.
При сильном перегреве перекашиваются наружные клеммы реле, вокруг них оплавляется пластмасса. Контактная колодка тоже повреждается. Поэтому реле не обязательно разбирать, чтобы диагностировать перегрев.
Результат перегрева реле может оказаться таким: оплавился и требует замены разъём. И это ещё не худший вариант. Источник: saike1994 / DRIVE2
Ещё одна проблема — окисление внутренних деталей реле, и увидеть его увидеть без разборки нельзя. Зато если разобрать, открывается картина дивной красоты — например, такая:
Внешне реле может выглядеть совершенно нормально, при этом внутри вода и электрический ток уже разрушили реле «в хлам». Проще всего такие реле выявить, если заменить его на заведомо исправное. Источник: Vadder / DRIVE2
Такие неприятности с реле происходят нередко оттого, что у них недостаточно качественно спроектирован и собран корпус, внутрь попадает вода — остальное дело времени.
Результатом поломки реле может стать, например, то, что автомобиль отказался заводиться, включать свет и т. д. Примеров таких неисправностей на DRIVE2 множество. Вот лишь один из них от пользователя Rms-Lm:
«В один прекрасный вечер на трассе в 130 км от города, 25 км до пункта назначения, на ходу при скорости около 80-90 км/ч, ближний свет заморгал 2 раза, потом весь панель потух и заглохла машина… Приехали…
Пробую завести, ключ проворачиваю — панель приборов не горит, стрелки не поднимаются, бензонасос не качает, стартер крутит, но не заводит».
Продолжение и детали в блоге драйвовчанина, а мы тут дадим короткий спойлер: обнаружить неисправность на месте не удалось, пришлось вызывать помощь, и остаток пути машина прошла на буксире. Потеряно время, потрачены деньги, потрёпаны нервы. Наутро выяснилось, что вышло из строя реле.
Первое: не экономьте, заменяя реле: само оно стоит не так уж дорого, даже если качественное, а вот поиск виновника неисправности и/или более масштабный ремонт из-за неисправности реле обойдётся гораздо дороже — и если мерить в деньгах, и если мерить в часах и нервах.
Второе: опыт показывает, что полезно иметь в запасе два-три реле разных типов, используемых в вашей машине. Такая покупка стоит недорого, места почти не занимает, но в случае неисправности сохранит и деньги, и время. Подобрать подходящее реле Hella можно с помощью нашего онлайн-каталога, а чтобы вам было проще, вот подборка самых ходовых артикулов.
А теперь задавайте вопросы и подписывайтесь на наш блог.