Inside an رله خودرو : مکانیسم سوئیچینگ چگونه کار می کند
یک سیستم الکتریکی خودرو به ندرت بارهای سنگین را مستقیماً از طریق یک سوئیچ تغذیه می کند. در عوض، یک مدار کنترل جریان کم، یک آهنربای الکتریکی کوچک را فعال می کند، که به نوبه خود یک مسیر مجزای جریان بالا را می بندد. این دستگاه رله است و به این دلیل وجود دارد که سیم کشی نازک و کلیدهای کوچک نمی توانند به طور ایمن جریان مورد نیاز برای چرخاندن موتور استارت، راه اندازی فن خنک کننده یا روشن کردن لامپ چراغ جلو را حمل کنند.
هر رله استاندارد شامل چهار بخش کاربردی است: یک سیم پیچ، یک آرمیچر، مجموعه ای از کنتاکت ها و یک فنر برگشتی. هنگامی که ولتاژ به پایانه های سیم پیچ اعمال می شود، سیم پیچ یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. این میدان آرمیچر را به سمت هسته سیم پیچ می کشد، که از نظر فیزیکی نقاط تماس را می بندد. سپس جریان از طریق مدار جریان بالا می گذرد و انرژی بخش متصل را تامین می کند. هنگامی که ولتاژ کنترل حذف می شود، فنر آرمیچر را به عقب می کشد و کنتاکت ها را باز می کند و قدرت قطع می شود.
این طراحی به مهندسان تفکیک عملی بین منطق کنترل و تحویل نیرو می دهد. یک سوئیچ داشبورد یا یک ماژول کنترل موتور فقط نیاز به تامین کسری از آمپر به سیم پیچ دارد، در حالی که کنتاکت های رله جریان بار کامل را کنترل می کنند که گاهی اوقات بیش از 30 یا 40 آمپر است. را رله بنابراین به عنوان یک تقویت کننده جریان عمل می کند و به یک سیگنال کوچک اجازه می دهد تا یک وظیفه الکتریکی بسیار بزرگتر را با خیال راحت مدیریت کند.
نکته کلیدی: ترمینالهای رله معمولاً با شمارههای 30، 85، 86، و 87 تحت کنوانسیون رایج خودروها شمارهگذاری میشوند. ترمینال 30 به برق باتری متصل می شود، 85 و 86 پایه های کنترل سیم پیچ هستند و 87 بار را تغذیه می کند. برخی از رله ها دارای یک ترمینال 87a برای سوئیچینگ معمولی بسته هستند.
چرا رله ها از کار می افتند: علائم رله شروع بد قابل تشخیص
خرابی رله معمولاً مکانیکی یا حرارتی است تا ناگهانی. قوس های مکرر در نقاط تماس به تدریج سطح فلز را حفره و زبر می کند و مقاومت را افزایش می دهد و گرما ایجاد می کند. سیمپیچهای کویل همچنین میتوانند در اثر لرزش، نفوذ رطوبت، یا قرار گرفتن طولانیمدت در معرض دمای محفظه موتور تخریب شوند و در نهایت باعث ایجاد مدار باز یا تماس متناوب شوند.
خرابی رله استارت برخی از قابل توجه ترین علائم را ایجاد می کند زیرا نتیجه فوری و واضح است: وسیله نقلیه یا استارت می خورد یا نمی کند.
- یک صدای کلیک از زیر داشبورد یا در قسمت موتور هنگام چرخاندن کلید، بدون میل لنگ از موتور استارت
- راه اندازی متناوب، جایی که خودرو در برخی از تلاش ها به طور معمول میل لنگ می زند و در برخی دیگر از کار می افتد
- سکوت کامل بدون کلیک و بدون میل لنگ، نشان دهنده یک سیم پیچ باز یا اتصال زمین از دست رفته است
- رله ای که تنها پس از استفاده سبک به طور قابل توجهی گرم یا داغ می شود
- لوازم جانبی متصل به رله مشابه، مانند پرایمینگ پمپ سوخت، همزمان با استارت از کار میافتد.
| علامت | علت احتمالی | رفع مشترک |
|---|---|---|
| یک کلیک، بدون لنگ | مخاطبین فرسوده یا سوراخ شده | رله را تعویض کنید |
| شروع متناوب | ترمینال شل یا سوکت خورده | کنتاکت ها را تمیز کنید، رله را مجدداً قرار دهید |
| بدون کلیک، بدون لنگ | باز کردن سیم پیچ یا فیوز رله سوخته | مقاومت سیم پیچ را تست کنید، فیوز را بررسی کنید |
| رله بیش از حد گرم می شود | امتیاز بیش از حد یا کم اندازه | ارتقا دهید تا درجه آمپراژ درست شود |
از آنجایی که چندین مشکل نامرتبط می توانند این علائم را تقلید کنند، از جمله خرابی موتور استارت یا باتری خالی، بهتر است قبل از تعویض هر قطعه، تشخیص را با یک آزمایش مستقیم تأیید کنید.
چگونه رله ماشین را بدون حدس و گمان بررسی کنیم
تست رله یک روش کوتاه است که اکثر صاحبان می توانند با یک مولتی متر و حدود ده دقیقه آن را انجام دهند. هدف این است که دو چیز را به طور جداگانه تأیید کنیم: اینکه سیم پیچ را می توان انرژی داد، و اینکه تماس ها به درستی بسته می شوند.
- رله را در جعبه فیوز و رله قرار دهید، که معمولاً با نمودار چاپ شده روی جلد جعبه یا در دفترچه راهنمای مالک مشخص می شود.
- رله را بردارید و پایانه ها را از نظر خوردگی، تغییر رنگ یا بوی سوختگی که همگی به آسیب موجود اشاره دارند، بررسی کنید.
- یک مولتی متر را روی حالت مقاومت تنظیم کنید و در سرتاسر پایانه های سیم پیچ، معمولاً 85 و 86 اندازه گیری کنید. یک سیم پیچ سالم معمولاً بین 50 تا 120 اهم می خواند، اگرچه رقم دقیق به طراحی رله بستگی دارد.
- ولتاژ باتری را با استفاده از سیم های جامپر، با رعایت پلاریته صحیح، مستقیماً به پایانه های سیم پیچ اعمال کنید و در حین حرکت آرمیچر به صدای کلیک شنیداری گوش دهید.
- هنگامی که سیم پیچ برق دارد، پیوستگی را در سرتاسر پایانه های بار اندازه گیری کنید، معمولاً 30 و 87. پیوستگی تأیید می کند که کنتاکت ها همانطور که انتظار می رود بسته می شوند.
- رله را دوباره نصب کنید و مدار اصلی را دوباره تست کنید تا مطمئن شوید که تعمیر مشکل را حل کرده است.
اگر سیم پیچ هیچ مقدار مقاومتی را نشان ندهد، یا مقدار بیش از حد بالای محدوده مورد انتظار را نشان دهد، سیم پیچ باز است و رله باید تعویض شود. اگر سیم پیچ به درستی روشن شود اما کنتاکت ها تداومی نشان ندهند، سطوح تماس از کار افتاده اند و همین نتیجه گیری صدق می کند. رله ای که هر دو تست را پشت سر بگذارد به احتمال زیاد منبع مشکل نیست و تشخیص را به سمت سیم کشی، زمین یا خود قطعه متصل هدایت می کند.
انتخاب رله 12 ولتی برای مدارهای پرکار
هر رله برای یک چرخه کاری ساخته نمی شود. رله ای که یک چراغ گنبدی را تغییر می دهد تنها چند صد میلی آمپر می کشد، در حالی که یک رله که یک موتور وینچ، یک میله روشنایی کمکی یا یک فن خنک کننده با خروجی بالا را کنترل می کند ممکن است نیاز به کنترل جریان پیوسته بالای 30 آمپر داشته باشد. انتخاب یک رله 12 ولتی برای این کاربردها به تطابق چندین مشخصات با بار واقعی بستگی دارد.
| مشخصات | چرا اهمیت دارد |
|---|---|
| رتبه بندی جریان پیوسته | باید از کشش حالت پایدار بار متصل فراتر رود، نه فقط از اوج |
| تحمل هجوم | موتورها و کمپرسورها در هنگام راهاندازی یک موج کوتاه بسیار بالاتر از جریان نامی میکشند |
| مواد تماس | کنتاکتهای آلیاژ نقره در چرخههای مکرر با جریان بالا بهتر در برابر سوراخ شدن مقاومت میکنند |
| کویل voltage tolerance | باید در طول چرخش میل لنگ، کنتاکت ها را در سراسر محدوده ولتاژ خودرو به طور قابل اعتماد ببندد |
| آب بندی محفظه | محفظه موتور یا محل های نصب زیر بدنه رله را در معرض رطوبت و گرد و غبار قرار می دهد |
کوچک کردن یک رله برای یک مدار سخت یکی از شایع ترین علل خرابی زودرس است. رله ای که برای 20 آمپر قرار می گیرد روی بار 30 آمپر قرار می گیرد در هر سیکل گرم کار می کند و سایش تماس را بسیار سریعتر از عمر نامی آن تسریع می کند. در صورت شک، انتخاب رله ای که به طور معنی داری بالاتر از بار محاسبه شده باشد، به جای اینکه دقیقاً در آن باشد، یک حاشیه مفید در برابر جریان هجومی و تخریب طولانی مدت ایجاد می کند.
هماهنگی فیوز رله و طراحی حفاظت مدار
یک رله جریان جریان را کنترل می کند، اما آن را محدود نمی کند. این مسئولیت متعلق به فیوز رله است که به صورت سری با مدار بار قرار می گیرد. هماهنگی مناسب بین دو جزء عاملی است که از تبدیل شدن یک خطای سیم کشی به خطر آتش سوزی به جای یک فیوز ساده جلوگیری می کند.
درجه بندی فیوز باید کمتر از ظرفیت حمل جریان ایمن سیم باشد، اما بالاتر از بار معمولی مورد انتظار، از جمله هجوم های کوتاه مدت. اگر درجه فیوز خیلی پایین باشد، در حین کارکرد عادی باعث ایجاد مزاحمت می شود. اگر خیلی زیاد باشد، در طول یک اتصال کوتاه از سیم کشی محافظت نمی کند و اجازه می دهد قبل از باز شدن مدار، گرمای بیش از حد ایجاد شود.
دستورالعمل عملی: بسیاری از کیتهای رله پس از فروش، یک رله 12 ولتی کار سنگین را با فیوزی که تقریباً 80 درصد از حداکثر امتیاز پیوسته رله دارد، جفت میکنند، و در عین حال از گیج سیمکشی که در پایین دست استفاده میشود، فضای آزاد را برای سوئیچینگ باقی میگذارند.
همچنین ارزش تایید قرار گرفتن فیوز در سمت صحیح رله را دارد. قرار دادن آن بین باتری و ترمینال 30 از کل مسیر جریان بالا از جمله خود رله محافظت می کند، در حالی که قرار دادن آن تنها پس از ترمینال 87 باعث می شود سیم کشی بین باتری و رله بدون محافظت باقی بماند.
کاربرد رله فن خنک کننده و رله چراغ جلو در خودروهای مدرن
دو مورد از رایج ترین کاربردهای رله در هر خودرویی، رله فن خنک کننده و رله چراغ جلو هستند و هر دو اولویت های طراحی متفاوتی را نشان می دهند.
یک رله فن خنککننده معمولاً در یک چرخه کاری وابسته به دمای مایع خنککننده عمل میکند، زمانی که ماژول کنترل موتور یا یک کلید ترموستاتیک جریان هوا را صدا میکند، روشن و خاموش میشود. از آنجایی که موتورهای فن هنگام شروع از حالت سکون جریان هجومی قابل توجهی دارند، رله انتخاب شده برای این مدار به کنتاکت هایی نیاز دارد که بسیار بالاتر از کشش حالت پایدار فن باشد. دوچرخهسواری روشن و خاموش مکرر در طول عمر خودرو نیز دوام تماس را در اولویت تقریباً هر مشخصات دیگری قرار میدهد.
رله های چراغ جلو هدف متفاوتی دارند. بهجای دوچرخهسواری مکرر، آنها معمولاً برای مدت طولانی در طول یک رانندگی بسته میمانند، گاهی اوقات ساعتها در یک زمان. در اینجا، قابلیت اطمینان سیم پیچ و مقاومت تماس پایدار تحت ماده جریان پایدار بیشتر از دوام تعداد چرخه است. مسیریابی چراغهای جلو از طریق مدار رله اختصاصی به جای مستقیم از طریق کلید چراغ جلو، افت ولتاژ را در کنتاکتهای سوئیچ کاهش میدهد، که میتواند روشنایی چراغهای جلو را در مقایسه با مسیر سیمکشی بدون رله به میزان قابل توجهی بهبود بخشد.
| کاربرد | الگوی وظیفه | اولویت طراحی اولیه |
|---|---|---|
| رله فن خنک کننده | دوچرخه سواری مکرر روشن و خاموش | دوام تماس تحت تعویض مکرر |
| رله چراغ جلو | بسته شدن طولانی و مداوم | سیم پیچ پایدار و مقاومت تماس کم در طول زمان |
انواع رله در یک نگاه: جدول مقایسه
اصطلاحات رله می تواند گیج کننده باشد زیرا چندین پیکربندی موارد استفاده همپوشانی دارند. جدول زیر رایج ترین انواع سیم کشی خودرو را خلاصه می کند.
| تایپ کنید | پیکربندی | استفاده معمولی |
|---|---|---|
| SPST | تک قطبی، تک پرتابی | مدارهای روشن و خاموش ساده مانند فن یا بوق |
| SPDT | تک قطبی، پرتاب دوبل | مدارهایی که به یک مسیر پشتیبان به طور معمول بسته نیاز دارند |
| DPDT | دو قطب، پرتاب دوبل | قطبیت معکوس، مانند کنترل جهت موتور |
| چفت کردن | حالت را بدون نیروی سیم پیچ پیوسته نگه می دارد | برنامه های کاربردی فعلی آماده به کار پایین |
| حالت جامد | هیچ مخاطب متحرکی وجود ندارد | مدارهای چرخه بالا که نیاز به سوئیچینگ بی صدا و بدون سایش دارند |
برای اکثر سیمکشیهای خودروهای سواری، رلههای استاندارد SPST یا SPDT اکثر برنامهها را پوشش میدهند، در حالی که پیکربندیهای تخصصی معمولاً در تاسیسات لوازم جانبی پیشرفته یا سیستمهای الکتریکی خودروهای صنعتی که عمر چرخه و تقاضای جریان شدیدتر است ظاهر میشوند.
سوالات متداول
Q1: چگونه بفهمم که رله بدون مولتی متر بد است؟
تعویض آن با یک رله یکسان با درجه آمپر یکسان از یک مدار کمتر بحرانی، مانند بوق یا رله تهویه مطبوع، یک آزمایش میدانی قابل اعتماد است. اگر علامت با رله حرکت کند، خطا را تأیید می کند.
Q2: آیا رله بد می تواند به اجزای دیگر آسیب برساند؟
بله. یک رله بسته می تواند جریان را به طور مداوم به یک قطعه حفظ کند که منجر به گرمای بیش از حد یا سایش زودرس می شود، در حالی که یک رله با مقاومت داخلی بالا می تواند ولتاژی را که برای عملکرد صحیح موتور نیاز دارد از بین ببرد.
Q3: چرا رله من کلیک می کند اما جزء هنوز کار نمی کند؟
یک کلیک شنیداری تایید می کند که سیم پیچ و آرمیچر کار می کنند، اما تایید نمی کند که کنتاکت ها به درستی هدایت می شوند. مخاطبین حفره دار یا سوخته می توانند به طور معمول کلیک کنند در حالی که هنوز جریان کافی را عبور نمی دهند.
Q4: آیا همه رله های خودرو قابل تعویض هستند؟
فقط در صورتی که از نظر ولتاژ سیم پیچ، پیکربندی پین و درجه جریان مطابقت داشته باشند. اتصال فیزیکی به یک سوکت، سازگاری الکتریکی را تضمین نمی کند، به خصوص برای کاربردهای سنگین.
Q5: رله های خودرو معمولا چه مدت دوام می آورند؟
طول عمر به شدت به فرکانس سیکل و بار بستگی دارد. یک رله کم استفاده میتواند عمر خودرو را دوام بیاورد، در حالی که رلهای که در مدار چرخه بالا مانند فن خنککننده قرار دارد، ممکن است قبل از سایر قطعات الکتریکی نیاز به تعویض داشته باشد.
fa

