EN
FLYNT TENGIL
Bílareilæsir virka í grundvallaratriðum eins og rafsegulræður sem leyfa því að smáar rafstraumur geti takast á við mikla rafverk óhazardlega. Taktu sem dæmi þegar einhver lendir í framanljósum eða byrjar á að pæla olíu - venjulega er send 5 til 12 volt merki í koparviðninni inni í reilæsinum. Þetta myndar rafsegulsvæði sem hreyfir hluti inni í reilænum. Hreyfifinninn (nefndur armatúra) tengir eða afbrýtur þá sambönd inni sem loksins lokar eða brýtur þann rafmagnshring sem þarf að skipta um. Það sem gerir þetta kerfi svo sniðugt er að það gerir því að mögulegt að þessir litlu hnappar á skipstofum geti stýrt miklum hlutum án þess að þeir þurfi að takast á við allan þann hættulega rafstraum sem rennur beint í gegnum þá. Flestar tækniaðilar munu segja þér að þessi uppsetning hafi verið að bjarga bílum frá rafeldum í áratugi nú þegar.
Fjórir lyklaþættir vinna saman til að gera áreiðanlega skiptingu mögulega:
| Svið | Virkni |
|---|---|
| Spólu | Myndar rafsegulsvæði þegar rafmagn er á sviðinu |
| Ljósstjarna | Færir til að tengja eða skipta tengslum |
| Tengiliðir | Leyfir rafstraum þegar lokað er (venjulega opið) |
| Kontakta | Tengist við stýrikerfið og hleðslukerfið |
Rafspólinn (þilur 85/86) og snertingasettið (þilur 30/87) eru rafmagnsfráskilin, svo að háraflegar hleðslur hindra ekki viðkvæm stýrikerfi.
Framkvæmdarhlutinn sem einangrar hluti virkilega verndar mikilvæga rafhluti þar á meðal vélstýringar (ECUs) og stýrikerfi rafhliðar (PCMs) gegn hættulegum spennuháskotum og þeim pessu íþroska sem koma upp á vegna víxli. Þegar kemur að stjórnun á hleðslu sem nálgast 40 ampera en þó aðeins þarf minna en 1 amper fyrir stýringu, geta þessir röly relays gert ýmis hluti í einu mjög vel. Þeir koma í veg fyrir að rafmagnsveiflur (switches) frá eldfimtum (arcing) þegar þær eru skiptar út, sem spara pengum á skiptingum yfir tíma. Auk þess gera þeir rafleiðslu kerfið miklu einfaldara þar sem færri tengingar eru þörf í gegnum alla kerfið. Þetta þýðir einnig betri heildar áreiðanleika. Taktu til dæmis nútíma bifreiðir með tölvustýrðum kerfum eins og innsprauta á lofti (fuel injectors) eða rafagnir (smart headlights). Rölyin eru lykilhluti sem tengir fína lágspennu rafmagnsvegina inn í tölvunum við þá hluti sem þurfa mikla aflaforsyningu til að virka rétt. Án þeirra myndu bílarnir okkar ekki keyra næstum jafn skæmtlaust né öruggt og þeir gera í dag.
Öruggir leyfa í grunninn að litlir straumhringir, eins og þeirra sem eru á skipstofum með skipti, stjórna stórum aflhlutum eins og framlyskjum eða ræsivélum. Hugsaðu um þetta svona: aðeins 0,5 amps sem koma inn geta raunverulega haft við skipti um eitthvað sem dregur yfir 30 amps. Hvað þýðir þetta? Vel, framleiðendur þurfa ekki að láta þá þyngstu vírana allan leiðina frá innan í bílnum til hversu þeir eru þörf á þeim undir lokunum. Hver er niðurstaðan? Bílarnir verða þyngri líka. Sumar áætlanir segja að þyngd hlaupi um 15% á ákveðnum hlutum bílsins þar sem þessir öruggir eru notaðir. Og geturðu ráðið hvað? Framköun lítur ekki fyrir neinu þrátt fyrir allar þessar þyngdar sparnaður.
Með því að skilja valda- og aflhringi loksins frá hverju öðru vernda rælur viðkvæma rafræna búnað gegn raftrúfu og spennusprengju. Samkvæmt rannsóknarferli í bransjanum árið 2023, lækkar þessi aðskilnaður vandamál með rafmagni í eldsneytislykkju um 62% miðað við beina skiptingu. Auk þess, sérhæfðar ræludósa skipuleggja afldreifingu og henda mörgum samhverfum rafstrengjum með hagnýtari og betri ræslu.
Að reyna að keyra mikið afl sem kæliflögur beint frá takkum þýðir að vinna með stóra, erfiða hluti sem eru metnir fyrir háan rafstraum sem varðveitast ekki lengi áður en þeir byrja að slitast. Þar koma röly til hjálpar. Þeir halda öllu þessum rafstraumi í eigin öryggisstöfum sem raunverulega lækka hitastig á snúðum um 40 gráður eftir rannsóknum frá Ponemon árið 2023. Aukahagurinn hér er að við getum náð okkur í þynnari 18-22 gauge rafleiðara fyrir stýringarmerki. Þetta hjálpar til við að varðveita takkana sjálfana og gera alla hlutina varanlegri, þar á meðal þá rafleiðara sem fara í gegnum kerfið.
Þar sem rælur eru notaðar er hægt að stjórna birtustyllum á öruggan hátt með mjög lítilri aflagjöf. Þessar litlu tæki taka við öllu mikla vinnunni í hlutum eins og háskynjarum, sem geta dragið allt að 15 amper, en einnig bremsublýsnum, svo þunnir rafstrengir í stýrihlutanum verði ekki ofhleðnir. Flestar nýlegar bifreiðir nota eitt ræli til að stjórna fjölda ytri ljósa í einu, sem minnkar þannig mikið á því hversu mikið rafstrengjum þarf að setja í bifreiðina, á bilinu 30% upp í allt að helminginn af heildartölu tenginganna sem annars yrðu nauðsynlegar. Annað kostur kemur fram með því að forðast þá pessugu spark sem geta komið þegar vísir eru kveðnir og slökktir á þeim aftur og aftur á langan tíma. Vélbúnaðarmenn segja sérhverjum sem spyrir að þessi einfalda hönnunarbreyting gerir mikla mun í hversu lengi þessi hlutur verða fyrir skipti út áður en þeir þurfa að skiptast.
Kerfi sem þurfa mikið afl eru háð rælum til að stýra þessum miklu rafstraumum sem eru á bilinu frá um það bil 20 til 40 amper. Sem dæmi má nefna ræli fyrir eldsneytispompu sem koma aðeins í gang þegar bíllinn er verið að ræsa eða snúast. Þetta kemur í veg fyrir það sem vélbúnaðarsmýyrar kölluðu þurrðan keyrslu, sem samkvæmt sumum rannsóknum svaraði fyrir um það bil 74 prósent allra fyrnlegra pompuversna (Ponemon Institute tilkynnti þetta árið 2022). Þegar kemur að rælum fyrir kólnunarveifa, þá hafa þessir litlu vinnubrimir mjög hröð viðbrögð á PCM-merki um hitastigabreytingar. Þeir geta fengið veifurnar að snúast innan 2 til 3 sekúndna, og þar með koma í veg fyrir að vélirnar hitneytist of mikið. Ekki má gleyma rælum fyrir ræsara heldur. Þessir stórir straumurapparar þurfa að takast á við mikla straumafossi sem getur náð 150 til 200 amperum á meðan bíllinn er verið að ræsa. Án þeirra væri í griði á slys á tændiklokkum vegna þess sem kallast sambyggingu, þar sem járnhlutar sameinast vegna of mikillar hita.
Núverandi róleilar eru eins konur af vinnudýrum sem framkvæma skipanir frá PCM og ECU kerfum, og gera þannig mögulega ýmsar heppnar aðgerðir eins og sjálfkrafa slökkt á framanljósum eftir að bíllinn er stöðður og hitastýringu sem hagar sér að aðstæðum. Þessar tæki breyta þeim minnstu rótorkvennum á 5 volt og hækka þá spennu upp á bilinu 12 til 48 volt svo hægt sé að kveikja á ýmsum hlutum í bílnum. Einnig hefur bílagerðin dregið mikla áfram úr þessari tæknit. Framleiðendur tilgreina að um 12 til 18 prósent minni þyngd á rafstrengjum hafi verið náð, sérstaklega í lofttegjum og rafabílum. Enn fremur er einn kostur sem fáir tala um en er mjög mikilvægur – þessi nýjung róleilar hjálpa til við að dreifa raforkuflutningi á betra spáanlegan hátt á milli mismunandi kerfa í bílnum, koma í veg fyrir yfirhitun og tryggja að allt hlaupi slétt saman.
Greining á flotayfirvöldum í 2023 sýndi að 61% hlutfall ofhentis tilvikanna í bifreiðum komu af bilunum í kæliflæðis rælum. Rögnubilun í snertum kærði afköst flæðisins við 90°C markið, sem valdiði því að hitastig kæliflæðisins hækkaði um 8–12°C innan fjórra mínútna. Þessi varanleg hitastress aukiði hlutfall galla í hefðarbretum um 300% miðað við örugga kælda vélir.
Bílareilæs eru fáanleg í ýmsum útfærslum eftir því hvað þeirra er þörf. Tegundin SPST (Single-Pole Single-Throw) veitir einfalda á/þá stýringu og þess vegna eru þær algengar í stýringu hluta eins og framanljósum og eldsneytisstöngum í flestum bifreiðum. Síðan eru til SPDT (Single-Pole Double-Throw) útgáfur sem hafa þá viðbættu tengingu merkt 87a. Þetta gerir þeim kleift að skipta á tveimur ólíkum rásam á einu sinni, sem gerir þá fullkomna fyrir skipti á há- og lágviðri þegar er ekst á nóttu. Fyrir kerfi sem þurfa margar aðgerðir að gerast samtidigt, gera tvöfaldar áhrifra reilæs undur með því að virkja tvær rásir í einu. Að lokum bæta reilæs með tímabilaviðbrögðum viðmót með forritaðum hléum í aðgerðum. Þetta styður hentugar eiginleika eins og að ljósin dæmi droskalega út eftir að maður fer út úr bílnum eða vindaugar sem fara í bilinu á milli þegar er léttrægn í stað þess að hreyfast á meðan á öllu tíma.
Raforknúin relé virka með raunverulegum hreyfifötum og járnbrautum. Þau eru einnig gæfilega ódýr, oft á bilinu fimmtíu til hundrað og fimmtíu krónur, en munu ekki endast á alvöru þar sem flest geta aðeins sinnt fimmtíu þúsund til hundrað þúsund aðgerðum áður en þau slíta sig. Rafstöðug relé nálgast málið á annan hátt með því að nota hálfleiðara í stað vélbúnaðar. Þau bjóða miklu fljórra svar undir einni milliseku, eru lengri líf (yfir hálf milljón lykla oftast), og eru alveg þögul án þess að gefa út nein hleypis hljóð. Hvað er slæmt? Þau kosta þrjú til fimm sinnum meira upphaflega og þurfa oft aukalega kælingarlausnir þegar þau eru notuð við erfiðari rafhleðsla. Þótt hefðbundin raforknúin búnaður séu enn í meirihluta upphaflega framleiðendahönnun, sjáum við að rafstöðug ávaldir eru að ná sér fljótt, sérstaklega í nýjungarsviðum eins og rafbillisbatteríastjórnun þar sem áreiðanleiki og þögulleikur eru í fyrsta lagi.
Staðlað númeraðgerð á núðum tryggir samfellda uppsetningu:
Rétt tenging er mikilvæg fyrir öryggi og virki. Til dæmis tryggir tenging á núðu 30 beint við síaða batterílínuna stöðugt afl, en núða 85 er oft tengd við skiptara sem er jörðuð í gegnum stjórnborðið. Rangar tengingar geta valdið stuttli, bræðslu á hlutum eða rælum að hætta að virka.
Hvernig nota bílarælur rafeindaspóla?
Bílarælur nota rafeindaspóla til að stýra rafkerfum með því að leyfa litlum aflssignalum að stýra örugglega stærri rafhlutum í gegnum rafsegulsvæði sem myndast af kúperþræðinum í rælunni.
Hverjir eru helstu hlutir rafraælu?
Aðalhlutirnir innihalda vaf, armatúr, snertipunkta og gagnstæður, sem hver einasti leikur mikilvæga hlutverk í öruggri rafmagnsskipti innan bílakerfanna.
Af hverju eru sjálfvirkir rælur svo mikilvægar í nútíma bifreiðum?
Sjálfvirkar rælur gerast kleift að stjórna hárafmagnskerfum með lágri aflstýringu, veita skilnað milli rafmagnshlaupa, vernda skammta og rafleiðslu og samþætta sig við aflaskipti og tölustýrð sjálfvirkni til að bæta öruggð og skilvirkni í bifreiðaaflýsingum.