Что такое блок реле и предохранителей
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.
Что такое блок реле и предохранителей
Автомобильная электросистема имеет общий «центр управления» — монтажный блок реле и предохранителей, который обеспечивает включение и выключение электрокомпонентов, а также их защиту. Здесь мы расскажем, что такое монтажный блок, какие блоки используются в отечественных авто, и особое внимание уделим наиболее популярным монтажным блокам для автомобилей ВАЗ.
Назначение монтажного блока
Электрическую систему современного автомобиля нельзя назвать простой, и с каждым годом она становится все более сложной и менее понятной рядовому автолюбителю. Поэтому уже давно остро встал вопрос об упрощении обслуживания и ремонта электросистемы. Одним из путей решения этой задачи стал особый подход к компоновке определенных компонентов системы. В частности, оказалось удобным объединить в одном компактном блоке все (или большинство) реле и предохранителей — так появился монтажный блок, который сегодня есть в каждом автомобиле.
Монтажный блок — центральный модуль электрической системы автомобиля, в котором объединены элементы управления и защиты (реле и предохранители) основных электрических цепей и отдельных компонентов. Монтажный блок делает ненужной установку десятков реле в разных местах автомобиля, а также облегчает обслуживание и ремонт электросистемы — все реле и предохранители собраны в одном месте, поэтому найти среди них неисправные становится проще. А при необходимости можно просто-напросто заменить весь монтажный блок, и для этого не придется использовать паяльник, так как соединение блока с электросистемой производится с помощью унифицированных разъемов.
Таким образом, монтажный блок — один из ключевых компонентов электрической системы автомобиля. В блоке, как в центре управления, берут свое начала все основные автомобильные электрические цепи, и при обнаружении их неисправности первым делом необходимо проводить проверку монтажного блока — в большинстве случаев причина неисправности будет обнаружена именно в нем.
Устройство монтажного блока
Независимо от типа и применения, все монтажные блоки имеют принципиально одинаковое устройство. Типичный монтажный блок состоит из следующих компонентов:
Все эти компоненты содержатся как в монтажных блоках старых «Жигулей», так и в блоках самых современных автомобилей — принципы включения и защиты электрических цепей за последние десятилетия не изменились, поэтому и монтажные блоки не претерпели принципиальных изменений.
Несколько слов нужно сказать об отдельных компонентах монтажного блока.
Плата. В блоках используется два типа плат для установки компонентов — традиционные платы из фольгированного стеклотекстолита для печатного монтажа и современные пластиковые платы для монтажа на разъемах. Пластик более дешев и прост в обработке, стеклотекстолитовые платы более надежны, но сегодня чаще можно встретить монтажные блоки, в которых все детали установлены на пластике с помощью специальных разъемов. Преимущество пластиковых плат заключается в том, что снять и установить реле или предохранитель можно буквально голыми руками, в то время как для ремонта блока с печатным монтажом придется использовать паяльник.
Предохранители. Еще не так давно в автомобилях повсеместно использовались цилиндрические предохранители с плавкими вставками, однако сегодня практически на всех машинах устанавливаются более удобные и надежные ножевые предохранители. Они выполнены в виде прямоугольного пластикового корпуса, внутри которого проложена плавкая вставка, в нижней части которого расположено два плоских (ножевого вида) контакта, вставляемых в разъемы. Также в автомобилях находят применение биметаллические предохранители многократного действия.
Реле. В монтажных блоках используется два основных типа реле, которые отличаются устройством и принципом работы:
С помощью обычных реле включаются фары, стеклоподъемники, отопитель и другие компоненты автомобиля. Через специализированные реле подключены стеклоочистители, сигналы поворота, аварийная сигнализация и другие компоненты. Обычно назначение реле (а также его схема и назначение контактов) указано на его корпусе. Эта же информация (а также расположение и назначение предохранителей) дублируется на крышке монтажного блока, что минимизирует вероятность ошибки при обслуживании и ремонте.
В современных монтажных блоках предусмотрена еще одна деталь — специальный пластиковый пинцет-зажим для удобного извлечения и вставки ножевых предохранителей.
В целом, монтажный блок спроектирован и изготовлен таким образом, чтобы упростить его обслуживание и ремонт, и чтобы эта работа была доступна даже автомобилисту с минимальными знаниями в области электротехники.
Функции монтажного блока и его компонентов
Большинство цепей электрической системы любого транспортного средства имеют защиту от коротких замыканий и перегрузок в виде предохранителей, а включение и выключение практически всех электрических приборов производится с помощью реле. Все эти компоненты, как уже было сказано, собраны в монтажном блоке. Однако ряд цепей, в который протекают значительные токи, не имеют предохранителей — обычно это цепи пуска двигателя (зажигания) и заряда батареи (здесь ток достигает десятков и сотен ампер, что затрудняет защиту). Хотя сегодня во многих автомобилях предусмотрены мощные предохранители и для этих цепей.
Монтажный блок может содержать свыше десяти реле, в том числе реле включения стартера, контроля исправности ламп, включения ближнего и дальнего света фар (в некоторых автомобилях интегрированы с реле габаритных огней), противотуманных фар, стеклоочистителя (и дополнительно реле включения разных скоростей стеклоочистителя), очистителей фар, электрических стеклоподъемников, подогрева заднего стекла, звукового сигнала, вентилятора системы охлаждения, обогрева сидений, а также реле-прерыватель указателей поворота и аварийной сигнализации.
Однако далеко не все виды реле имеются на каждом автомобиле. Например, обогрев передних сидений — это опция, поэтому и соответствующие реле устанавливаются опционально. То же относится к очистителям фар, противотуманным фарам и многим другим системам.
Что касается предохранителей, то они защищают все цепи, за описанными выше исключениями. Причем очень часто один предохранитель обеспечивает защиту сразу нескольких цепей (до десяти и более), в которых протекают одинаковые токи. Поэтому нередко из-за перегорания одного предохранителя в автомобиле перестает работать несколько систем или компонентов, контрольных ламп или приборов. Для опытного автомобилиста, знающего назначение каждого из предохранителей, такая ситуация может помочь диагностировать неисправность. А для рядового автомобилиста это может стать настоящей проблемой, трудно поддающейся объяснению.
Монтажные блоки — типы и применимость
Все монтажные блоки в зависимости от состава и назначения можно условно разделить на два типа:
В очень многих автомобилях, в том числе и в отечественных, устанавливается только один монтажный блок, содержащий все реле и предохранители.
Нужно сказать о наиболее распространенных типах монтажных блоков, используемых на отечественных автомобилях ВАЗ. На сегодняшний день их довольно много:
Здесь приведено только краткое обозначение монтажных блоков, но блоки для различных модификаций автомобилей имеют различные цифровые индексы, в которых зашифрована основная информация.
Интересно отметить, что сегодня рынок предлагает большое количество монтажных блоков для автомобилей ВАЗ восьмого и девятого семейства («Самара» и «Спутник»), а также для родственного автомобиля ВАЗ-2115. Это объясняется распространенностью данных моделей, выпуск которых был прекращен относительно недавно. Причем многие производители предлагают свои аналоги монтажных блоков 17.3722 (блок старого образца) и 2114-3722010-60 (блок нового образца), поэтому для владельцев данных авто нет проблем найти и заменить вышедший из строя монтажный блок или его отдельные компоненты.
Монтажные блоки автомобилей иностранного производства отличаются разнообразием и многочисленностью моделей, поэтому их здесь мы рассматривать не будем. Заметим лишь, что при ремонте или замене блока на иномарке необходимо обязательно уточнять каталожный номер данного компонента (или его отдельных деталей) для каждого конкретного автомобиля, его модификации и года выпуска.
Местоположение, снятие и установка монтажного блока
На сегодняшний день применяются четыре типа размещения монтажного блока в автомобиле:
Демонтаж и разборка монтажного блока производится одинаково независимо от его положения и типа:
На снятом и разобранном монтажном блоке можно производить проверку реле и предохранителей, а также целостность токопроводящих дорожек, контактов и т.д. Сборка и установка монтажного блока производится в обратном порядке.
Основные неисправности монтажного блока, их диагностика и ремонт
Любой опытный автомобилист и автоэлектрик при обнаружении неисправности в электрической системе автомобиля в первую очередь обращает внимание на монтажный блок — чаще всего неисправность связана с выходом из строя отдельных его компонентов. Возможны четыре основных неисправности монтажного блока:
Предохранители. Наиболее частой причиной залезть в монтажный блок становится перегоревший предохранитель. Однако прежде чем менять предохранитель, необходимо выяснить причины его перегорания, нередко это происходит из-за поломки защищаемого компонента или короткого замыкания в защищаемой данным предохранителем цепи. Так что сначала нужно провести диагностику электрической цепи, при необходимости произвести ремонт, а уже затем ставить новый предохранитель.
Реле. Поломка реле диагностируется довольно просто: сначала нужно поменять предохранитель, а если это не помогло, то вставить между контактами реле проволочную перемычку — если после этого в цепи появляется ток (то есть, неисправность устраняется), то реле подлежит замене. В противном случае поломку искать необходимо в самой цепи. В современных монтажных блоках реле устанавливаются с помощью разъемов, не требующих пайки, поэтому ремонт можно провести легко и быстро.
Токопроводящие дорожки. Повреждения токопроводящих дорожек искать довольно трудно, так как они видны далеко не всегда. Такая неисправность устраняется только одним способом — припайкой проводника между ближайшими контактными точками, которые соединяла поврежденная дорожка. Это требует навыков пайки, современные блоки, полностью изготовленные из пластика, могут доставить неприятности и опытным электрикам, так как любое неосторожное движение паяльником приведет к частичному расплавлению пластика, что может потребовать более серьезного ремонта или даже замены всего монтажного блока.
Контакты. В типичном монтажном блоке десятки контактов, расположенных в разъемах реле и предохранителей, а также в разъемах подключения к электрической системе автомобиля. Поломку контакта, появление в нем коррозии или просто изменение его положения обнаружить непросто, трудно и устранить любую из этих неисправностей. Наиболее просто избавиться от коррозии или загрязнения, это можно сделать как с помощью ножа или наждачной бумаги, так и с помощью специальных средств. Просто и вернуть отошедший контакт на место, хотя иногда для этого может понадобиться пайка. А обломившийся контакт заменить не всегда возможно, иногда для этого придется много паять, поэтому в некоторых случаях проще купить новый монтажный блок.
Диагностика и устранение неисправностей монтажного блока, как и всей электрической системы автомобиля — дело для человека, не знакомого с основами электротехники, непростое, а иногда и вовсе невозможное. Поэтому лучшим решением будет обратиться в автосервис или к автоэлектрику, который быстро заставит автомобиль работать.