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

Как 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.

1

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.

2

Наиболее распространенные универсальные автомобильные реле и их контактные выводы со стандартным расположением ножек для установки в блок предохранителей или в выносную колодку выглядят так:

005
006

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.

007

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.

008
009
010

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…

011

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.

012

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.

013

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.

014

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.

015

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.

3

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.

4-1

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.

5

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.

 

Добавить комментарий

Для комментирования вам необходимо авторизоваться

Добавить комментарий

Комментарий отправлен
7 комментариев
03.02.2017 01:59
diver.alex@mail.ru

В общем и целом верно, но косяки в статье есть. Реле это исполнительное устройство, но никак не "исполнительный механизм". Уж раз статья для чайников то стоило вот на этой картинке с выводами реле https://www.kolesa.ru/uploads/2017/01/014-2-1600x0-c-default.jpg показать стрелками где контакты катушки, а где силовые. Для проверки исправности реле в авто проще всего позаимствовать такое же соседнее, разумеется из другой системы, чем возится с прибором. Российские реле дешевы, так что стоит купить парочку про запас и держать их в авто.
На всех фото дешманский китайский мультиметр ценой рублей 200-300. Увидите такой или похожий в руках электрика сразу прощайтесь и езжайте к нормальному. ;) Точностью такой хлам не блещет, а потому и диагноз может быть неверным.

6

22.11.2017 12:00
Евгений Балабас

Как автор, позволю себе кое в чем с вами категорически не согласиться... А именно - в претензии к измерительному инструменту. Я уже не раз сталкивался с высказываниями, что, дескать, квалифицированный автоэлектрик не совместим с "мультиком" за 300 рублей )) Поверьте мне, как радиолюбителю - это не так...

  • Во-первых, опытный мастер и с простой лампочкой отдиагностирует проблему так, как не сумеет чайник с осциллографом и с супер-тестером с госповеркой... отчасти утрирую, конечно - но суть, думаю, вы поняли.

    • Во-вторых, большинство автомобильных неисправностей по электрической части категорически не требует точности вольтметра и амперметра. Достаточно того, что мы, радиолюбители, называем не измерительным прибором, а "показометром". Практически всегда достаточно весьма условного измерения тока и напряжения, ловля милливольт и миллиампер требуется крайне редко, и погрешности даже дешевых китайских безымянных приборов совершенно некритичны. Тем более, что особенных погрешностей зачастую и нет - через мои руки прошло много китайских мультиметров, и даже самые дешевые редко грешили существенной неточностью. Их дешевизна, как правило, выражается не в этом, а в отсутствии защит и некачественном конструктиве. Там же, где требуется "ловля милливольт", обычно их уже не фиксируют мультиметрами, а читают с дисплея диагностики...
24

04.12.2017 14:51
art_ukg1@mail.ru

А можно вопрос про напряжение срабатывания? К примеру, на контакты обмотки реле с подрулевого переключателя приходит 6В (или около того) и оно срабатывает, включая ПТФ. А если подать не 6, а 12 В (усредненное в бортовой сети)? Не выйдет ли из стороя реле?


04.12.2017 17:15
Евгений Балабас

Добрый день! Безусловно, существуют реле на самые разные рабочие напряжения - я вот люблю в 5-вольтовых конструкциях применять 5-вольтовые реле, которые копейки стоят на Алиэкспресс... Однако я никогда не сталкивался с применением в автомобиле реле на напряжение меньше усредненных бортовых 12 вольт. Я могу, конечно, о кое чем быть и не в курсе, поскольку не являюсь практикующим автоэлектриком-профи, но ума не приложу, для чего могут применяться в машине реле на пониженное напряжение... Есть большие подозрения, что реле все же 12-вольтовое, самое обычное автомобильное реле. Срабатывать от 6 вольт оно действительно может, но наверняка ничего ему не будет и от 12 вольт. Предполагаю, что могло быть не совсем корректно замерено напряжение, приходящее на реле с подрулевого. Предлагаю перемерить напряжение повторно. И, как вариант, померить сопротивление обмотки реле - отключив аккумулятор, не включая кнопку на подрулевом, замерить сопротивление между точками выхода управляющего сигнала с подрулевого и массой или плюсом (в зависимости от того, плюсовой или минусовой управляющий сигнал) . Еще вариант - управляющий сигнал с подрулевого идет на какой-то электронный модуль, а не напрямую на обмотку реле. В этом случае ему (управляющему сигналу) не обязательно быть 12-вольтовым. Он просто служит командой, а исполнительный транзисторный ключ уже в свою очередь подает на реле напряжение бортсети.


05.12.2017 07:30
art_ukg1@mail.ru

Спасибо за ответ! На тот момент под рукой не было мультиметра. Оценил визульно, при помощи контрольки (светилась явно вполнакала). Попробую измерить сопротивление, как написали. Машина РАВ4, второе поколение. Сомневаюсь, что на электронный модуль идет.


30.08.2019 09:47
Анатолий
Здравствуйте. У меня такой вопрос: хочу поставить пневмо-сигнал, но обычный убирать не хочу. При нажатии на сигнал сначала должен сработать обычный сигнал, а через 0,5-1 отключится и сработать пневмо-сигнал. Вопрос какое поставить реле?

03.04.2020 20:42
Алекс
Немного добавлю. Автомобильные 12 В реле срабатывают при напряжении 5-6 В, отпускают 3-4 В. Было проверено при изготовлении зарядного устройства с автоматическим отключением как раз с помощью реле и дополнительного резистора. Было некоторое удивление! Но ещё добавлю, при работах с автомобильным реле иногда требуется питание от АКБ, пусть и с подключенным блоком питания, так как при работах только от блока питания результаты регулировок не совпадают с требуемыми после подключения к АКБ.

Новые статьи

Популярные тест-драйвы

Change privacy settings