نقش رله ها در سیستم های روشنایی خودرو توضیح داده شد

یک رله در سیستم روشنایی خودرو به‌عنوان یک سوئیچ کار سنگین-کنترل از راه دور- عمل می‌کند. از مقدار کمی الکتریسیته برای کنترل مدارهایی که به قدرت بسیار بیشتری نیاز دارند استفاده می کند.

مدیری را تصور کنید که به یک کارگر قوی می گوید یک جعبه سنگین را بلند کنید. سوئیچ داشبورد راننده مانند مدیر است - یک فرمان کوچک و کم توان- را می دهد. رله کارگر قوی است که بار الکتریکی سنگین مورد نیاز برای تامین انرژی چراغ ها را کنترل می کند.

این راه‌اندازی کنترل‌های ظریف را از بارهای- فعلی جدا نگه می‌دارد. حفاظت مدار ضروری را فراهم می کند. این مقاله نحوه کار رله ها و کاربردهای خاص آنها در چراغ های جلو، چراغ های راهنما و چراغ های مه شکن را توضیح می دهد. ما همچنین نقش آنها را در پایداری مدار و نحوه انتخاب مناسب برای هر شغلی پوشش خواهیم داد.

مشکل فعلی-بالا

برای درک اینکه چرا رله ها ضروری هستند، باید مشکلی را که آنها حل می کنند درک کنیم. تغییر{1} چراغ‌های پرقدرت مستقیماً از کنترل‌های راننده خطر و ناکارآمدی ایجاد می‌کند.

تقاضای فعلی بالا

قطعات روشنایی خودرو، به ویژه لامپ های رشته ای یا هالوژن، انرژی زیادی را جذب می کنند. آنها جریان الکتریکی قابل توجهی را می کشند که در آمپر (آمپر) اندازه گیری می شود.

این تقاضا بسیار بیشتر از قطعات کم مصرف-مثل ال ای دی داشبورد یا وسایل الکترونیکی سرگرمی مدرن است. تفاوت بسیار زیاد است و تعیین می کند که چگونه این مدارها باید برای ایمنی و عمر طولانی طراحی شوند.

در اینجا جریان معمولی در یک سیستم استاندارد 12 ولت وجود دارد:

لامپ هالوژن هدلایت تک (کم نور): ~4.5 آمپر

جفت هدلایت هالوژن: ~9-10 آمپر

نورهای بالا (جفت): ~10-12 آمپر

جفت مه شکن کمکی: 8-10 آمپر

ارتقا یافته خاموش{{0}نوار چراغ جاده: 15-30 آمپر یا بیشتر

هنگامی که چندین سیستم با هم کار می کنند، مانند چراغ های جلو و مه شکن، جریان کل به راحتی می تواند از 20 آمپر تجاوز کند. این یک بار الکتریکی قابل توجهی ایجاد می کند که به سیم کشی قوی و قطعات سوئیچینگ نیاز دارد.

حفاظت از کنترل های راننده

ارسال این جریان بالا به طور مستقیم از طریق کلید ترکیبی راننده فاجعه آمیز خواهد بود. این سوئیچ‌ها سیگنال‌های جریان پایین-را کنترل می‌کنند، نه قدرت نور کامل.

گرما مشکل اصلی است. فشار دادن آمپراژ بالا از طریق سیم های نازک و نقاط تماس کوچک باعث ایجاد گرمای شدید به دلیل مقاومت الکتریکی می شود.

این امر باعث ایجاد زنجیره ای از شکست ها می شود. پلاستیک سوئیچ می تواند بیش از حد گرم شود و ذوب شود. کنتاکت های فلزی داخلی می توانند قوس، گودال و تخریب شوند. این منجر به اتصالات متناوب یا شکست کامل می شود. در بدترین حالت، گرمای بیش از حد می تواند عایق سیم را ذوب کند و خطر آتش سوزی داشبورد را ایجاد کند.

نقش رله‌ها در سیستم‌های روشنایی خودرو با دور کردن سوئیچینگ جریان بالا از راننده این مشکل را حل می‌کند. سوئیچ داشبورد فقط جریان سیگنال کوچکی را برای فعال کردن رله کنترل می کند. در ضمن خود رله که در جعبه فیوز جای موتور قرار دارد کار سنگین را انجام می دهد. این از سوئیچ، راننده و سیستم الکتریکی خودرو محافظت می کند.

نحوه کار رله ها

نبوغ رله خودرو در اصل عملکرد آن نهفته است: استفاده از جریان کم برای کنترل جریان زیاد. این از طریق الکترومغناطیس اتفاق می افتد و دو مدار مجزا در یک قسمت کوچک ایجاد می کند.

آناتومی رله

یک رله استاندارد خودرو، که اغلب به سبک بوش-یا رله مینی ISO می‌گویند، ساختار داخلی ساده اما مؤثری دارد. درک اجزای آن عملکرد آن را آشکار می کند. ما می توانیم آن را به دو طرف تقسیم کنیم: مدار کنترل و مدار بار.

مدار کنترل، طرف جریان کم- است که رله را فعال می‌کند:

پایانه های 85 و 86: نقاط اتصال سیم پیچ. یکی به طور معمول به سوئیچ داشبورد وصل می شود، دیگری به زمین.

سیم پیچ الکترومغناطیسی: سیم پیچ کوچکی از سیم مسی نازک در اطراف یک هسته آهنی. وقتی الکتریسیته از آن عبور می کند به آهنربا تبدیل می شود.

مدار بار، سمت-بالای جریان است که لوازم جانبی را تغذیه می‌کند:

پایانه‌های 30 و 87: مخاطبین سوئیچ سنگین-. ترمینال 30 ورودی برق رایج است، ترمینال 87 خروجی معمولی باز (NO) است.

آرماتور: یک اهرم فلزی کوچک و متحرک که بخشی از کلید جریان بالا- است.

کنتاکت ها: نقاط روی آرمیچر و ترمینال 87 که برای تکمیل مدار به صورت فیزیکی لمس می شوند. آنها از مواد محکم و رسانا ساخته شده اند.

فرآیند فعال سازی

وقتی راننده چراغ‌های جلو را روشن می‌کند، این ترتیب عملکرد رله را به وضوح نشان می‌دهد. تقریباً فوراً اتفاق می افتد، اما شامل چهار مرحله متمایز است.

راننده سوئیچ را فعال می کند: راننده دستگیره چراغ جلو را می چرخاند. این جریان بسیار کمی را، معمولاً 0.1 تا 0.2 آمپر، از سوییچ از طریق سیم‌کشی خودرو به مدار کنترل رله که از طریق پایانه‌های 85 و 86 متصل می‌شود، ارسال می‌کند.

الکترومغناطیس انرژی می دهد: این جریان کم از سیم پیچ اطراف هسته آهنی عبور می کند. جریان الکتریسیته یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند و سیم پیچ را به یک آهنربای الکتریکی کوچک اما موثر تبدیل می کند.

کلید بسته می شود: میدان مغناطیسی آرمیچر فلزی را جذب می کند و آن را به سمت پایین می کشد. این باعث می شود که کنتاکت آرمیچر به طور فیزیکی به کنتاکت ترمینال 87 متصل شود. هنگامی که این اتفاق می افتد اغلب یک "کلیک" شنیدنی را می شنوید.

روشن شدن چراغ ها: اتصال بین پایانه های 30 و 87 مدار بار جریان بالا را تکمیل می کند. جریان زیادی مستقیماً از باتری از طریق یک فیوز با آمپر بالا{{4} به ترمینال 30، از سوی کلید اکنون-بسته به ترمینال 87، و با قدرت کامل به سمت چراغ های جلو می رود.

مهمتر از همه، آمپرهای 10+ مورد نیاز برای چراغ‌های جلو هرگز از طریق کلید داشبورد عبور نمی‌کنند. آن سوئیچ فقط 0.2 آمپر مورد نیاز برای فعال کردن رله را کنترل می کرد. این امر طول عمر و ایمنی آن را تضمین می کند.

کنترل چراغ جلو و مه شکن

رایج ترین و حیاتی ترین کاربرد رله در روشنایی خودرو، چراغ های جلو و چراغ های کمکی مانند مه شکن را کنترل می کند. وسایل نقلیه مدرن از رله های اختصاصی برای این سیستم ها برای اطمینان از قابلیت اطمینان و عملکرد استفاده می کنند.

سیم کشی رله چراغ جلو

درک نمودارهای سیم کشی رله خودرو، کل سیستم را ابهام می کند. یک رله استاندارد 4 پین تک قطبی، تک پرتابی (SPST) این هدف را انجام می دهد. هر پین نقش خاصی دارد.

پایه 30: ورودی برق اصلی برای مدار بار. همیشه از طریق فیوز دارای درجه بندی مناسب (مانند 15A یا 20A) که در نزدیکی باتری قرار دارد، مستقیماً به ترمینال مثبت باتری خودرو متصل می شود.

پین 87: توان خروجی به بار. مستقیماً به پایانه های مثبت چراغ جلو یا مه شکن متصل می شود.

پین 86: ورودی برق برای مدار کنترل. به خروجی سوئیچ داشبورد راننده متصل می شود. وقتی چراغ ها را روشن می کنید، این پین سیگنال 12 ولت جریان پایین- را دریافت می کند.

پایه 85: زمین مدار کنترل. به یک نقطه شاسی جامد روی بدنه یا بدنه خودرو متصل می شود.

هنگامی که سوئیچ برق را به پین ​​86 می فرستد، مدار کنترل را از طریق سیم پیچ به زمین روی پایه 85 تکمیل می کند. سپس سیم پیچ برق دار مسیر جریان بالا- را از پایه 30 به پایه 87 متصل می کند و چراغ ها را روشن می کند. این تنظیم تضمین می‌کند که چراغ‌ها ولتاژ کامل باتری را برای حداکثر روشنایی دریافت می‌کنند، زیرا برق یک مسیر کوتاه و مستقیم به جای یک مسیر طولانی و مقاومتی از داخل کابین عبور می‌کند.

نور بالا و پایین

سیستم‌های روشنایی پیچیده‌تر با لامپ‌های نور بالا و پایین جداگانه بر این اصل گسترش می‌یابند. به جای یک رله از چند رله استفاده می کنند.

به طور معمول، یک رله مدار کم نور را کنترل می کند و رله دوم مدار پرتو بالا را مدیریت می کند. کلید ترکیبی روی ستون فرمان، بسته به موقعیت آن، سیگنال‌های جریان کم-را به رله کم نور یا رله نور بالا ارسال می‌کند.

این جداسازی تضمین می‌کند که خرابی یک مدار لزوماً بر دیگری تأثیر نمی‌گذارد و افزونگی ایجاد می‌کند. همچنین به منطق اجازه می‌دهد که با فعال کردن نور بالا، بسته به طراحی خودرو و مقررات محلی، نور پایین را خاموش یا روشن نگه دارد.

عیب یابی خرابی های رله

هنگامی که چراغ های جلو یا چراغ های مه شکن از کار می افتند، رله مظنون اصلی است. تجربه به علائم رایج و علل احتمالی آنها اشاره می کند.

علامت: چراغ ها اصلا روشن نمی شوند، اما وقتی سوئیچ را می چرخانید، صدای "کلیک" را از جعبه فیوز می شنوید. این یک سرنخ تشخیصی کلاسیک است. کلیک نشان می دهد که مدار کنترل رله (پایه های 85 و 86) کار می کند و سیم پیچ انرژی می گیرد. مشکل در مدار بار جریان بالاست. مشکل احتمالاً سوختن فیوز اصلی به پین ​​30، اتصال بد در پایه 30 یا 87 است، یا معمولاً، مخاطبین داخلی بین 30 و 87 از کار افتاده اند و دیگر اتصال برقرار نمی کنند.

علامت: نورها به میزان قابل توجهی کم، سوسو می زنند یا به طور متناوب کار می کنند. این اغلب به مقاومت بالا در مدار بار اشاره می کند. علت اغلب خرابی رله است که در آن کنتاکت های داخلی به مرور زمان سوراخ شده، خورده شده یا سوخته اند. این تخریب مانع از اتصال تمیز و جامد، محدود کردن جریان جریان و چراغ‌های گرسنه با قدرت مورد نیاز برای عملکرد روشنایی کامل می‌شود.

علامت: چراغ‌های جلو خاموش نمی‌شوند، حتی زمانی که خودرو خاموش است و سوئیچ در وضعیت «خاموش» است. این وضعیت خطرناک ناشی از یک رله است که در موقعیت "روشن" از کار افتاده است. گرمای بسیار زیاد از قوس الکتریکی در حین سوئیچینگ می تواند به طور فیزیکی کنتاکت های داخلی (30 و 87) را به هم جوش دهد. سوئیچ اکنون برای همیشه بسته است و تنها راه خاموش کردن چراغ ها کشیدن رله یا جدا کردن باتری است. این نیاز به تعویض فوری رله دارد.

رله فلاشر

چراغ های راهنما و چراغ های خطر به لطف یک قطعه تخصصی به نام رله فلاشر چشمک می زند. در حالی که اهداف متفاوتی نسبت به رله برق استاندارد دارد، اما اصل آن به همان اندازه برای سیستم روشنایی اساسی است.

رله فلاشر حرارتی

در خودروهای قدیمی‌تر، صدای مشخصه «کلیک-کلک» چراغ‌های راهنما مستقیماً از کار فلاشر حرارتی ناشی می‌شود. این دستگاه مکانیکی مبتکرانه بر خواص حرارتی و فلزی متکی است.

داخل فلاشر حرارتی یک نوار دو{0}}فلزی کوچک قرار دارد. این نوار ترکیبی از دو فلز مختلف است که هر کدام با نرخ انبساط حرارتی متفاوتی هستند. هنگامی که راننده چراغ های راهنما را فعال می کند، جریان از طریق این نوار به لامپ های نشانگر می گذرد.

جریان جریان از طریق نوار باعث گرم شدن می شود. با گرم شدن، یک فلز بیشتر از دیگری منبسط می شود و باعث خم شدن نوار می شود. این خم شدن تماس الکتریکی را قطع می کند، جریان جریان را قطع می کند و چراغ ها را خاموش می کند.

هنگامی که جریان قطع می شود، نوار به سرعت خنک می شود، صاف می شود و مدار را دوباره وصل می کند و چراغ ها را دوباره روشن می کند. این چرخه گرم کردن، خم شدن، خنک کردن و صاف کردن تکرار می شود و اثر چشمک زن ایجاد می کند. زمان این فلاشر مستقیماً به بار الکتریکی بستگی دارد. برای وات لامپ رشته ای خاصی که برای آن طراحی شده است، کالیبره شده است.

رله فلاشر الکترونیکی

وسایل نقلیه مدرن تقریباً به طور جهانی به سمت رله های فلاشر الکترونیکی حرکت کرده اند. این دستگاه‌های حالت جامد از مدارهای مجتمع (تراشه‌های کامپیوتری کوچک با تایمر) برای کنترل چشمک زدن استفاده می‌کنند.

فلاشرهای الکترونیکی نرخ فلاش ثابت و دقیق را بدون توجه به بار الکتریکی تولید می کنند. آنها به گرما یا قطعات متحرک متکی نیستند، و آنها را بسیار قابل اعتمادتر و بادوام تر از پیشینیان حرارتی می کند.

"کلیک" که در خودروهای مدرن می شنوید اغلب مصنوعی است که توسط بلندگوهای کوچک در رله یا تولید کننده های صدا در ماژول کنترل بدنه خودرو (BCM) تولید می شود. این امر صرفاً بازخورد راننده را فراهم می کند، زیرا رله های الکترونیکی بی صدا کار می کنند.

هایپرفلش توضیح داده شد

تفاوت بین فلاشرهای حرارتی و الکترونیکی هنگام ارتقاء به لامپ های چراغ راهنما LED بسیار مهم می شود. این مشکل رایجی به نام "hyperflash" ایجاد می کند.

پایه زمان بندی فلاشر حرارتی بر اساس مقاومت لامپ رشته ای. وقتی لامپ‌های{1}}وات بالا را با ال‌ای‌دی‌های بسیار کارآمد و کم-تعویض می‌کنید، جریان جریان به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. فلاشر حرارتی این جریان کم را به عنوان لامپ سوخته- تعبیر می کند. به عنوان یک ویژگی{6}}ایمن داخلی برای هشدار دادن به رانندگان، خیلی سریع چشمک می زند. این هایپرفلش است.

دو راه حل وجود دارد. روش کمتر ایده آل، "مقاومت بار" را به موازات لامپ های LED سیم کشی می کند. این مقاومت ها انرژی را به عنوان گرما هدر می دهند و بار لامپ رشته ای قدیمی را تقلید می کنند تا فلاشرهای حرارتی را به چشمک زدن عادی فریب دهند. این کارایی انرژی LED را نفی می کند و می تواند گرمای قابل توجهی تولید کند.

راه حل برتر، رله فلاشر حرارتی قدیمی خودرو را با رله‌های فلاشر مدرن، الکترونیکی «-سازگار» جایگزین می‌کند. این مدارهای تایمر رله جدید به بار بستگی ندارند، بنابراین چه به ال ای دی، چه لامپ های رشته ای یا هر دو وصل شوند، با نرخ صحیح چشمک می زنند. این راه‌حل‌هایی-و{4}}پخش و بازی را ارائه می‌کند که ظریف‌تر، کارآمدتر و ایمن‌تر هستند.

درک اصل رله فلاش به تشخیص و رفع این مشکلات رایج کمک می کند.

انتخاب رله مناسب

انتخاب رله مناسب فقط به دنبال یافتن قطعات مناسب نیست. کیفیت و مشخصات رله مستقیماً بر پایداری، عملکرد و ایمنی مدار روشنایی تأثیر می گذارد. رله‌های انتخاب نادرست می‌توانند باعث نور کم، خرابی متناوب یا حتی آتش‌سوزی شوند.

آشنایی با مشخصات رله

هنگام خرید رله برای نصب یا ارتقاء جدید، فراتر از طرح پین نگاه کنید. چندین مشخصات کلیدی مناسب بودن و قابلیت اطمینان را تعیین می کنند.

درجه آمپر: این مهم ترین مشخصات است. باید از حداکثر جریان پیوسته مدار تجاوز کند. رله‌های خودرو اغلب دارای رتبه‌بندی دوگانه هستند، مانند "30/40A". این بدان معناست که رله 40 آمپر در مدار Normally Open (NO) خود (پایین 87) و 30 آمپر در مدار Normally Closed (NC) خود (پین 87a در رله های 5 پین) کنترل می کند. به عنوان یک قاعده، رله هایی را با درجه آمپر حداقل 25 درصد بیشتر از بارهای محاسبه شده انتخاب کنید تا حاشیه های ایمن ایجاد شود.

فرم تماس: این فرم تنظیمات سوئیچ داخلی رله را مشخص می کند. رایج ترین SPST (تک قطبی، تک پرتاب)، یک کلید روشن/خاموش 4 پین ساده است. رله های SPDT (Single Pole, Double Throw) دارای 5 پین هستند و می توانند برق را بین دو مدار مختلف تغییر دهند. آنها دارای هر دو کنتاکت Normally Open (Pin 87) و Normally Closed (Pin 87a) هستند که برای کاربردهایی مانند جابجایی بین دو مجموعه نور مختلف مفید است.

ولتاژ سیم پیچ: باید با سیستم الکتریکی خودرو مطابقت داشته باشد، که تقریباً به طور کلی 12 ولت DC برای اتومبیل ها و کامیون های سبک است. استفاده از رله هایی با ولتاژ سیم پیچ اشتباه منجر به عدم فعال سازی یا فرسودگی فوری می شود.

ضد آب و هوا: برای رله‌های نصب شده در محفظه‌های موتور یا سایر مناطقی که در معرض عناصر قرار دارند، ضد آب‌وهوا قابل مذاکره نیست. به دنبال رله های مهر و موم شده با درجه بندی حفاظت از نفوذ (IP) مانند IP67 باشید. رتبه IP67 به این معنی است که رله‌ها کاملاً در برابر گرد و غبار- محکم هستند و می‌توانند در آب غوطه‌ور شوند، این اطمینان را می‌دهد که رطوبت و کثیفی نمی‌توانند به داخل محفظه نفوذ کنند و باعث خوردگی اجزای داخلی شوند.

چرا کیفیت مهم است

در الکترونیک خودرو، آنچه را که برای آن پرداخت می کنید، دریافت می کنید. این امر به ویژه در مورد رله ها صادق است. تفاوت بین رله‌های ارزان، عمومی و واحدهای{2}}با کیفیت بالا از مارک‌های معتبر، در مواد و ساختار است که مستقیماً بر پایداری مدار تأثیر می‌گذارد.

مهمترین عامل مواد تماس است. رله های ارزان قیمت اغلب از کنتاکت های مسی یا برنجی استفاده می کنند. این مواد مستعد قوس - جرقه های کوچک الکتریکی هستند که هنگام باز یا بسته شدن تماس ها تحت بار ایجاد می شود. با گذشت زمان، این قوس باعث فرسایش سطوح تماس، ایجاد تجمع کربن و افزایش مقاومت می شود. این منجر به افت ولتاژ، نور کم و در نهایت خرابی می شود.

رله‌های با کیفیت بالا-از مارک‌هایی مانند Bosch، Hella یا TE Connectivity از کنتاکت‌های آلیاژ نقره (مانند اکسید قلع نقره) استفاده می‌کنند. نقره به خوبی هدایت می کند و در برابر فرسایش قوس و انتقال مواد بسیار بهتر مقاومت می کند. این امر اتصالات تمیز و با مقاومت پایین{3} را برای ده ها هزار چرخه تضمین می کند، ولتاژ پایدار به چراغ ها و عمر مفید قابل توجهی بیشتر می کند.

رله‌های ارزان قیمت بی‌شماری را دیده‌ایم که ظرف یک سال از کار می‌افتند و گاهی رانندگان را در شب بدون چراغ جلو می‌گذارند. سرمایه‌گذاری چند دلار اضافی در رله‌های نام تجاری با کیفیت- یکی از ارزان‌ترین فرم‌های بیمه است که می‌توانید برای اطمینان سیستم روشنایی و ایمنی خودتان خریداری کنید.

چک لیست خریدار

از این چک لیست ساده هنگام انتخاب رله برای هر پروژه روشنایی جدید یا جایگزین استفاده کنید تا مطمئن شوید که اجزای پایدار و قابل اعتماد را انتخاب می کنید.

[ ] آیا ولتاژ سیم پیچ با وسیله نقلیه من (12 ولت DC) مطابقت دارد؟

[ ] آیا درجه آمپر حداقل 25٪ بیشتر از کل بار نور من است؟

[ ] آیا اگر در محفظه موتور نصب شده باشد، یک واحد آب بندی شده/ضد آب و هوا (مثلاً IP65+) است؟

[ ] آیا از یک سازنده معتبر (به عنوان مثال، Bosch، Hella، TE) است؟

[ ] آیا پیکربندی صحیح پین (SPST/4-pin یا SPDT/5-pin) برای نیازهای من دارد؟

قهرمان ناخوانده

رله خودرو کوچک است و اغلب نادیده گرفته می شود، معمولا در جعبه فیوز پنهان می شود. با این حال، به عنوان یک قهرمان گمنام در معماری الکتریکی وسایل نقلیه ایستاده است.

بی‌صدا از سوئیچ‌های ظریف داشبورد محافظت می‌کند، نورپردازی با عملکرد{0} قوی را فعال می‌کند، و پیوندهای مهمی را فراهم می‌کند که ایمنی و پایداری را تضمین می‌کند. از درخشش ثابت چراغ‌های جلو در جاده‌های تاریک گرفته تا چشمک زدن ریتمیک چراغ‌های راهنما، رله‌ها در قلب عملیات قرار دارند و بارهای الکتریکی بسیار زیاد را با کارایی بی‌صدا مدیریت می‌کنند.

درک نحوه عملکرد این قطعه، نحوه تشخیص خرابی‌های آن و نحوه انتخاب جایگزین‌های با کیفیت به شما قدرت می‌دهد. شما دانش عمیق تری از سیستم الکتریکی خودروی خود به دست می آورید و می توانید اطمینان حاصل کنید که حیاتی ترین ویژگی ایمنی - روشنایی آن - برای سال های آینده قابل اعتماد باقی می ماند.

کنترل رله چراغ خودرو تنها یکی از جنبه‌های این سیستم مدیریت الکتریکی گسترده‌تر را نشان می‌دهد که وسایل نقلیه مدرن را در جاده ایمن و کاربردی نگه می‌دارد.

الزامات فنی برای رله های خاص خودروهای الکتریکی

چگونه بفهمیم رله خودروی شما واقعی است یا تقلبی؟

مقایسه ویژگی های پاناسونیک و Omron Relay Automotive Relay Showdown

نحوه صحیح نصب سوکت رله: راهنمای گام به گام 2025{1}}به-