Automobiļu releji būtiski darbojas kā elektromagnētiskie slēdži, kas ļauj maziem enerģijas signāliem droši veikt lielus elektriskos uzdevumus. Iedomājieties, ka kāds ieslēdz savas automašīnas lukturus vai sāk degvielas sūkni - parasti tikai 5-12 volti liels signāls tiek nosūtīts uz relē iekšējo vara tinumu. Tas rada magnētisko lauku, kas pārvieto relē iekšējās detaļas. Pārvietojamā daļa (ko sauc par armatūru) tad vai nu savieno vai atvieno kontaktus iekšpusē, kas pabeidz vai pārtrauc attiecīgo ķēdi. Šīs sistēmas gudrība ir tāda, ka tā ļauj tiem maziem pogām uz panelīšiem kontrolēt milzīgas sastāvdaļas, nevis tieši jābūt saskarei ar visu bīstamo elektrību. Vairums mehāniķu jums pateiks, ka šāda iekārta jau desmitiem gadu ir glābusi automašīnas no elektriskiem ugunsgrēkiem.
Četras galvenās sastāvdaļas, kas kopā nodrošina uzticamu slēgšanu:
| Komponents | Funkcija |
|---|---|
| Spirālveidīgais | Izveido magnētisko lauku, kad tiek pievadīta enerģija |
| Aparātu | Pārvietojas, lai savienotu vai atdalītu kontaktus |
| Kontakti | Vada strāvu, kad ir aizvērts (parasti atvērts) |
| Termināli | Savienojums ar vadības ķēdi un slodzes ķēdi |
Spole (izvadi 85/86) un kontaktu kopa (izvadi 30/87) ir elektriski izolēti, nodrošinot, ka lielas strāvas slodzes neietekmē jutīgas vadības sistēmas.
Īzolācijas funkcija faktiski aizsargā svarīgās elektroniskās sastāvdaļas, tostarp dzinēja vadības vienības (ECU) un piedziņas vadības moduļus (PCM) no bīstamām sprieguma svārstībām un tām nepatīkamajām induktīvajām atbildēm, kuras mēs visi zinām, var izraisīt nopietnus bojājumus. Kad ir jāpārvalda slodzes apmēram 40 ampēri, bet vadībai ir nepieciešami mazāk nekā 1 ampērs, šie releji vienlaikus veic vairākas lietas ļoti labi. Tie aptur slēdžus no dzirksteļošanas, kad tie pēkšņi tiek izslēgti, kas ilgtermiņā ietaupa naudu par nomainām. Turklāt tie padara vadi daudz vienkāršākus, jo sistēmā ir nepieciešams mazāk savienojumu. Tas nozīmē arī labāku vispārējo uzticamību. Piemēram, ņem modernās mašīnas ar datorvadības sistēmām, piemēram, degvielas padeves sprauslas vai inteligentas galvasgaismas. Releji kalpo kā kritiska tilts, kas savieno delikātās zemsprieguma shēmas datoros ar smagajām detaļām, kurām ir nepieciešams daudz jaudas, lai pareizi darbotos. Bez tiem mūsu automašīnas nebūtu tik gludi un droši jālieto, kā tās darbojas šodien.
Releji pamatā ļauj sīkām strāvas ķēdēm, kādas atrodas uz panelīšiem ar slēdžiem, kontrolēt lielus jaudas patērētājus, piemēram, lukturus vai starterus. Padomājiet šādi: tikai 0,5 ampēri, kas nāk iekšā, patiesībā var izturēt pārslēgšanu kaut kam, kas patērē vairāk nekā 30 ampēri. Ko tas nozīmē? Nu, ražotājiem nav jāvelk tie smagie vadi visu ceļu no mašīnas iekšpuses līdz pat motoru pārsegam. Kāds ir rezultāts? Arī mašīnas kļūst vieglākas. Daži aprēķini liecina, ka svarā samazinājums var sasniegt apmēram 15% noteiktās mašīnas daļās, kur šie releji tiek izmantoti. Un uzminiet ko? Arī veiktspēja nemaz necieš, neskatoties uz visu šo svara samazinājumu.
Fiziski atdalot vadības un enerģijas ķēdes, releji aizsargā jutīgās elektroniskās ierīces no elektriskā trokšņa un pārsprieguma. Saskaņā ar 2023. gada nozares pētījumu, šāda veida izolācija samazina degvielas sūpju elektrisko atteikumu skaitu par 62 %, salīdzinot ar tiešu slēgšanu. Turklāt centralizētie releju bloki vienkāršo enerģijas sadalīšanu, aizstājot vairākas paralēlas vadiem ar kārtīgu un efektīvu maršrutēšanu.
Mēģināt darbināt lielāku jaudu patērējošas ierīces, piemēram, dzesēšanas ventilatorus, tieši no slēdžiem nozīmē lietot lielus un smagus komponentus, kas iztur lielāku strāvas slodzi, taču tie ātri nolietojas. Šeit noder relē. Tās ļauj strāvai plūst caur savām izturīgākajām kontaktiem, kas faktiski samazina slēdžu temperatūru par aptuveni 40 grādiem pēc 2023. gada Ponemon pētījuma. Papildu priekšrocība ir tā, ka mēs varam izmantot plānākus vadus ar 18–22 kalibru kontroles signāliem. Tas palīdz saglabāt pašus slēdžus un padara visu sistēmu ilgtspējīgāku, ieskaitot vadus, kas iet caur visu sistēmu.
Relēs nodrošina iespēju droši pārvaldīt apgaismojuma sistēmas, izmantojot tikai nelielu daudzumu pievadītās jaudas. Šīs mazās ierīces uzņemas visu smago darbu attiecībā uz lietām, piemēram, projektoriem, kuriem var būt nepieciešami līdz pat 15 ampēriem, kā arī bremžu ugunsgrēkiem, lai vadītāja kolonnā esošie tievie vadi netiktu pārslogoti. Lielākā daļa mūsdienu transportlīdzekļu izmanto vienu relē, lai vienlaikus kontrolētu vairākas ārējas uguns, tādējādi ievērojami samazinot vajadzību pēc elektroinstalācijas automašīnas korpusā – no 30% līdz pat pusei no visām savienojumiem, kas citādi būtu nepieciešami. Vēl viena priekšrocība ir tā, ka tiek izvairīti nepatīkamie dzirksteles, kas rodas, kad signāllukturi ieslēdzas un izslēdzas atkārtoti laika gaitā. Mehāniķi ikvienam, kas jautā, pastāstīs, ka šāda veida vienkārša konstrukcijas izvēle rada milzīgu atšķirību attiecībā uz šo komponentu ilgmūžību, pirms tiek nepieciešama to nomaiņa.
Sistēmas, kurām nepieciešama liela jauda, paļaujas uz relejiem, lai kontrolētu lielus strāvas pārslodzes apjomus no aptuveni 20 līdz 40 ampēriem. Piemēram, degvielas sūkņa releji ieslēdzas tikai tad, kad automašīna tiek iedarbināta vai iekrāc. Tas novērš to, ko mehāniķi sauc par sausu darbību, kas, saskaņā ar dažām 2022. gada Ponomēna institūta ziņojumiem, veido apmēram 74 % no visām agrīnajām sūkņa darbības pārtraukšanām. Attiecībā uz dzesēšanas ventilatora relejiem, šie mazie darbaspēki ārkārtīgi ātri reaģē uz PCM signāliem par temperatūras izmaiņām. Tie var likt ventilatoriem griezties jau 2–3 sekundēs, novēršot dzinēju pārkaršanu. Neaizmirsīsim arī startētāja relejus. Šiem spēcīgajiem komponentiem jātiek galā ar milzīgām strāvas pārslodzēm iedarbināšanas laikā, kas var sasniegt no 150 līdz 200 ampēriem. Bez tiem aizdedzes slēdži būtu nopietnā bojājumu riskā sakarā ar kontaktligzdu metināšanu, kad metāla daļas sasilst pārāk daudz un saplūst kopā.
Mūsdienu releji darbojas kā darba zirgi, kas izpilda komandas no PCM un ECU sistēmām, ļaujot veikt dažādas inteligentas funkcijas, piemēram, automātiski izslēgt priekšējos lukturus pēc stāvēšanas un regulēt temperatūru atkarībā no apstākļiem. Šīs ierīces pārveido mazos 5 voltu digitālos signālus līdz 12–48 voltiem, lai varētu darbināt dažādas automašīnas sastāvdaļas. Arī automobiļu rūpniecība no šīs tehnoloģijas ir guvusi reālus ieguvumus. Ražotāji ziņo, ka hibrīdauto un elektriskajās mašīnās stiepļu saišu svars ir samazinājies par 12–18 procentiem. Ir vēl viens ieguvums, par kuru gandrīz nerunā, taču tas ir ļoti svarīgs – mūsdienu releji palīdz vienmērīgāk sadalīt elektriskās slodzes pa dažādām mašīnas sistēmām, novēršot pārslodzi un nodrošinot, ka viss darbojas harmoniski kopā.
2023. gada flotes analīze atklāja, ka 61% no sedanu pārkaršanas incidentiem bija saistīti ar atteikušos dzesēšanas ventilatoru relejiem. Kontakti, kas bija iesprūduši atvērtā stāvoklī, neļāva ventilatoram ieslēgties, kad temperatūra sasniedza 90 °C, kā rezultātā dzesēšanas šķidruma temperatūra četrās minūtēs pārsniedza normu par 8–12 °C. Šāda ilgstoša termiskā slodze palielināja galvas blīves atteices biežumu par 300% salīdzinājumā ar pareizi dzesinātiem dzinējiem.
Automobiļu releji ir pieejami dažādās konfigurācijās atkarībā no to funkcijām. SPST tips (Single-Pole Single-Throw) nodrošina vienkāršu ieslēgšanas un izslēgšanas kontroli, tāpēc šādi releji bieži tiek izmantoti, lai kontrolētu piemēram, automašīnas lukturus un degvielas sūkņus. Tad ir SPDT modelis (Single-Pole Double-Throw), kam ir papildus termināls, kas apzīmēts ar 87a. Tas ļauj pārslēgties starp divām dažādām ķēdēm vienlaikus, tādējādi to lieliski izmantojot, lai pārslēgtu starp augstām un zemām bākugunīm braukšanas naktī laikā. Sistēmām, kurām nepieciešama vairāku darbību vienlaicīga izpilde, divkāršie releji darbojas lieliski, aktivizējot divas ķēdes vienlaikus. Un visbeidzot, laika novēlošanas releji pievieno programmējamas pauzes operācijām. Tie atbalsta noderīgas funkcijas, piemēram, gaismas pamales izslēgšanos pēc izkāpšanas no automašīnas vai periodisku vējstikla slieru darbību viegla lietus laikā, nevis pastāvīgu darbību.
Elektromehāniskie releji darbojas ar faktiski kustīgām detaļām un metāla kontaktiem. Tie ir diezgan lēti, parasti to cena svārstās no pieciem līdz piecpadsmit dolāriem, taču tie neizturēsies uz visiem laikiem, jo lielākajai daļai ir jāiztur tikai apmēram piecdesmit tūkstoši līdz simt tūkstoši ieslēgšanas reižu, pirms tie izdilst. Cietvielas releji izmanto citu pieeju, izmantojot pusvadītājus mehānisko komponentu vietā. Tie nodrošina daudz ātrāku reakciju – zem vienas milisekundes, kalpo ievērojami ilgāk nekā elektromehāniskie releji (parasti vairāk nekā pusmiljons ieslēgšanas ciklu), un darbojas pilnīgi klusi, bez klikšķu skaņām. Trūkums? Tie maksā trīs līdz piecreiz vairāk jau sākumā un bieži prasa papildu dzesēšanas risinājumus, kad jāapstrādā smagas elektriskās slodzes. Lai gan tradicionālie elektromehāniskie modeļi joprojām dominē daudzu ražotāju dizainos, mēs redzam, ka cietvielas alternatīvas ātri iekaro tirgu, īpaši inovatīvās lietojumprogrammās, piemēram, elektrisko automobiļu akumulatoru pārvaldībā, kur īpaši svarīga ir uzticamība un klusa darbība.
Standartizēta termināļu numerācija nodrošina vienotu uzstādīšanu:
Pareiza elektroinstalācija ir būtiska drošībai un funkcionalitātei. Piemēram, termināļa 30 pieslēgšana tieši pie drošinātāja akumulatora līnijas nodrošina stabīlu enerģijas piegādi, savukārt terminālis 85 parasti ir savienots ar slēdzi, kas ir zemēts caur paneli. Nepareizi pieslēgumi var izraisīt īssavienojumu, izkausētās detaļas vai relēs darbības traucējumus.
Kā automašīnu relēs izmanto elektromagnētus?
Automašīnu relēs izmanto elektromagnētus, lai kontrolētu elektriskās ķēdes, ļaujot maziem enerģijas signāliem droši pārvaldīt lielākas elektriskās komponentes, izmantojot magnētisko lauku, ko rada relēs spoles no vara.
Kādas ir automašīnu relēs galvenās sastāvdaļas?
Galvenie komponenti ietver rituļa, armatūru, kontaktus un terminālus, no kuriem katram ir svarīga loma uzticamā elektriskajā pārslēgšanā transportlīdzekļa sistēmās.
Kāpēc automātiskie releji ir kritiski svarīgi modernos transportlīdzekļos?
Automātiskie releji ļauj zemas jaudas vadīt augstas strāvas transportlīdzekļu sistēmas, nodrošinot ķēdes izolāciju, aizsargājot slēdžus un elektroinstalāciju, kā arī integrējoties ar enerģijas sadalīšanas un datorvadības automatizācijas sistēmām, lai nodrošinātu efektīvu un drošu transportlīdzekļa darbību.
EN