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.
Многие доработки в части электрооборудования автомобиля включают в себя применение силовых реле. В этой статье рассмотрены принцип работы и несколько примеров реле, применяемых в автомобилях. Данная статья пригодится всем любителям доработок тюнинга в части электрооборудования автомобиля.
Приведем основные характеристики отечественных реле:
- Номинальное напряжение: 12В
- Управляющий ток: не более 0,2А
- Напряжение срабатывания: не менее 8,0В
- Напряжение отпускания: 1,5 — 5,0В
- Наибольший коммутируемый ток: 30А
- Сопротивление управляющей обмотки: 80±10 Ом
Исполнения отечественных реле:
- 90.3747-10 — пластмассовый корпус без ушка крепления
- 90.3747 — пластмассовый корпус с ушком крепления
- 113.3747 — металлический корпус с ушком крепления
- 113.3747-10 — металлический корпус без ушка крепления
- 111.3747 — металлический корпус с ушком крепления
- 111.3747-10 — металлический корпус без ушка крепления.
Реле необходимо использовать в случаях, когда требуется коммутация больших токов нагрузки (20-40А), а это больше чем выдает управляющий выход (обмотка управляющей цепи реле обычно потребляет не более 0,2А)
Выпускаются реле с 4-мя и 5-ю контактами.
Силовые реле имеют контакты обмотки, управляющей работой силовых контактов (85 и 86 контакты), и сами силовые контакты (30, 87 и 87а). 
Принцип работы силового реле следующий. Напряжение подается на управляющие контакты реле (обмотку), обмотка притягивает силовые контакты реле друг к другу, реле срабатывает и замыкает (или размыкает) электрическую цепь своими силовыми контактами. Если отсутствует напряжение на контактах управляющей обмотки реле, контакт номер 30 постоянно замкнут на контакт номер 87а. Если на управляющую обмотку реле подать напряжение, то контакт номер 30 отключается от контакта номер 87а и подключается к контакту с номером 87. Один из контактов, 87а или 87, могут отсутствовать. В этом случае реле работает или только на замыкание, или на размыкание силовой цепи.
Некоторые импортные реле между 85-м и 86-м контактами имеют гасящие диоды или резисторы, а бывает и то, и другое. Эти элементы защищают управляющие цепи от перегрузок в моменты работы контактов реле.
Если на корпусе реле нанесен символ диода, это значит, что при подключении такого реле необходимо соблюдать полярность контактов управления.
Необходимо обращать внимание на маркировку и расположение контактов на реле, так как некоторые производители выпускают реле с нестандартным расположением контактов.
Необходимо отметить, что при длительной работе реле в режимах максимальных нагрузок искра, проскакивающая при коммутации контактов создает нагар между этими контактами, из-за чего управляемое устройство может не работать или работать некорректно. В месте плохого контакта при протекании тока выделяется избыточное тепло, ток в силовых цепях растет, что влечет за собой разогрев места плохого контакта в подключаемой цепи, и в дальнейшем происходит оплавление пластиковых деталей мест крепления этих контактов. Места крепления контактов рел еоплавляются, что приводит к их смещению относительно своего стандартного положения, и из-за появления зазоров между контактами начинается искрение, и в результате этих процессов место контакта еще больше разогревается.
Импортные реле считаются более надежными, отечественные реле являются менее герметичными и износостойкими.
При выборе реле надо обращать внимание на покрытие контактов реле и разъема, куда вставляется реле. Наиболее предпочтительными являются реле с лужеными контактами.
Большинство улучшений автомобиля, затрагивающих электрику, требуют установки новых типов силовых реле. Предлагаем вам ознакомиться с типами реле, представленными в продаже, и иметь представление о том, какой тип подходит вам самым лучшим образом. Статья будет полезна тем, кто любит заниматься улучшением своего автомобиля в целом и электрооборудованием в частности.
Как правильно выбрать реле
Итак, начнем с приведения информации об основных технических характеристиках реле, произведенных в нашей стране:
- Номинальное напряжением — 12В;
- Управляющий ток — не более 0,2А;
- Напряжение срабатывания — не менее 8,0В;
- Напряжение отпускания — 1,5 — 5,0В;
- Наибольший коммутируемый ток — 30А;
- Сопротивление обмотки — 80 Ом.
Производят отечественные реле в следующих видах:
- 3747-10 — пластиковый корпус, отсутствует ушко крепления;
- 3747 — пластиковый корпус, присутствует ушко крепления;
- 3747 — корпус выполнен из металла с ушком крепления;
- 3747 — 10 — корпус из металла, нет ушка крепления;
- 3747 — 10 — металлический корпус, отсутствует ушко крепления.
Прибегать к установке нового. более мощного реле необходимо, если вам нужно увеличить допустимое значение токов нагрузки (20-40А), что заметно больше, чем может обеспечить управляющий выход ( обычно не более, чем 0,2 А).
На полках магазинов сейчас встречаются реле с 4-мя и 5-ю контактами.
Как правило, силовые реле имеют две пары контактов: силовые и управляющие. Силовые контакты обозначаются цифрами 30, 87, 87а, в то время как управляющие имеют индексы 85 и 86.
Видео-обзор силовых реле для автомобиля:
Принципы работы реле
Силовое реле по принципе своего действия либо замыкает электрическую цепь, либо же размыкает оную. Как это происходит: проходящее через проводку напряжение “приходит” на обмотку реле. Тогда обмотка притягивает силовые контакты и выполняет свою функцию в электрической цепи. В случае, когда на контактах управляющей группы нет напряжения, контакт с индексом 30 непрерывно соединен с контактом 87а. Когда же появляется напряжение, контакты размыкаются и контакт №30 соединяется с контактов 87. Реле, в котором отсутствует один из видов контактов (87 или 87а), может выполнять только одну функцию: замыкать или размыкать цепь.
Реле от заграничных производителей часто оснащаются резисторами и гасящими диодами. Располагаются они, как правило, между контактами 85 и 86. Такая конструкция реле позволяет обеспечить максимальную защиту цепи от перепадов напряжения в сети.
Обратите внимание! На корпусах некоторых видов реле есть значок диода. Это обозначение свидетельствует о том, что подключение необходимо производить строго в соответствии с полярностью контактов.
Также при покупке и установке реле стоит потратить пару минут на его изучение. Дело в том, что расположение реле не всегда бывает стандартным. Реле от некоторых производителей оснащаются нестандартным расположением контактов, что может сыграть с вами злую шутку.
Длительная работа при высоких нагрузках негативно сказывается на работоспособности детали и целостности ее конструкции в целом. Например, в моментах на пиковых мощностях может проскакивать искра, которая может привести к возникновению нагара на контактах, вследствие чего стабильная работа реле может быть частично или полностью нарушена. Из-за этого, при прохождении тока, места плохого соединения могут служить местом повышенной опасности. В них образуется избыточное тепло и рост тока, что приводит к нагреву зоны контакта.
Если корпус пластиковый, это приводит к оплавлению детали.
Деформированный пластиковый участок порождает смещение крепления контактов и, как следствие, приводит к образованию зазоров. Зазоры между контактами приводят к еще большему нагреванию места контактов. Поэтому необходимо изредка проверять реле на целостность и работоспособность.
Надо ли говорить, что отечественные механизмы уступают в качестве импортным, являются не такими герметичными и износостойкими. Помните, что для обеспечения хороших контактов в цепи, реле должно обладать качественными контактами по разъему. Обеспечить такие свойства могу луженые контакты. Именно на них стоит обратить свое внимание.
Надеемся, статья помогла вам разобраться в реле, сколько они стоят и в чем отличие. Теперь можете смело отправляться за покупкой новых реле и продолжать модернизацию своего автомобиля.
Видео-обозрение подключение силовое реле для автомобиля:
