Inside an รีเลย์ยานยนต์ : กลไกการสลับทำงานอย่างไร
ระบบไฟฟ้าของยานพาหนะไม่ค่อยจ่ายไฟให้กับภาระหนักโดยตรงผ่านสวิตช์ ในทางกลับกัน วงจรควบคุมกระแสต่ำจะกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็ก ซึ่งจะปิดเส้นทางกระแสสูงที่แยกจากกัน อุปกรณ์นี้เป็นรีเลย์ และมีอยู่เนื่องจากสายไฟบางและสวิตช์ขนาดเล็กไม่สามารถจ่ายกระแสไฟที่จำเป็นในการหมุนมอเตอร์สตาร์ท ขับพัดลมระบายความร้อน หรือเปิดหลอดไฟหน้าได้อย่างปลอดภัย
รีเลย์มาตรฐานทุกตัวประกอบด้วยส่วนการทำงานสี่ส่วน: คอยล์ เกราะ ชุดหน้าสัมผัส และสปริงส่งคืน เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายไปที่ขั้วคอยล์ คอยล์จะสร้างสนามแม่เหล็ก สนามนั้นจะดึงเกราะเข้าหาแกนคอยล์ซึ่งจะปิดจุดสัมผัสทางกายภาพ กระแสจะไหลผ่านวงจรกระแสสูงเพื่อจ่ายไฟให้กับส่วนประกอบที่เชื่อมต่อ เมื่อแรงดันไฟฟ้าควบคุมถูกถอดออก สปริงจะดึงกระดองกลับ เปิดหน้าสัมผัสและกำลังตัด
การออกแบบนี้ช่วยให้วิศวกรสามารถแยกระหว่างตรรกะการควบคุมและการจ่ายพลังงานได้ในทางปฏิบัติ สวิตช์แดชบอร์ดหรือโมดูลควบคุมเครื่องยนต์จำเป็นต้องจ่ายกระแสไฟฟ้าเพียงเศษเสี้ยวของแอมป์ให้กับคอยล์ ในขณะที่หน้าสัมผัสรีเลย์จะจัดการกับกระแสโหลดเต็ม ซึ่งบางครั้งอาจเกิน 30 หรือ 40 แอมป์ ที่ รีเลย์ จึงทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายกระแสไฟประเภทต่างๆ เพื่อให้สัญญาณขนาดเล็กจัดการงานไฟฟ้าที่ใหญ่กว่ามากได้อย่างปลอดภัย
ประเด็นสำคัญ: โดยทั่วไปแล้วขั้วต่อรีเลย์จะมีหมายเลข 30, 85, 86 และ 87 ตามแบบแผนทั่วไปของยานยนต์ ขั้วต่อ 30 เชื่อมต่อกับพลังงานแบตเตอรี่ 85 และ 86 เป็นพินควบคุมคอยล์ และ 87 ฟีดโหลด รีเลย์บางตัวมีขั้วต่อ 87a สำหรับการสวิตช์แบบปิดตามปกติ
เหตุใดรีเลย์จึงล้มเหลว: อาการรีเลย์สตาร์ทเตอร์ที่ไม่ดีที่จดจำได้
ความล้มเหลวของรีเลย์มักเกิดจากกลไกหรือความร้อนมากกว่ากะทันหัน การอาร์คซ้ำๆ ที่จุดสัมผัสจะค่อยๆ ทำให้เกิดหลุมและทำให้พื้นผิวโลหะขรุขระ เพิ่มความต้านทานและสร้างความร้อน ขดลวดคอยล์ยังอาจเสื่อมสภาพจากการสั่นสะเทือน ความชื้นแทรกซึม หรือการสัมผัสกับอุณหภูมิห้องเครื่องยนต์เป็นเวลานาน ส่งผลให้เกิดวงจรเปิดหรือการสัมผัสไม่ต่อเนื่องในที่สุด
รีเลย์สตาร์ทที่ชำรุดทำให้เกิดอาการที่เห็นได้ชัดเจนที่สุด เนื่องจากผลลัพธ์จะเกิดขึ้นทันทีและชัดเจน: รถสตาร์ทหรือไม่สตาร์ท
- เสียงคลิกเพียงครั้งเดียวจากใต้แผงหน้าปัดหรือในห้องเครื่องยนต์เมื่อบิดกุญแจ โดยไม่มีข้อเหวี่ยงจากมอเตอร์สตาร์ท
- การสตาร์ทเป็นระยะ โดยที่รถจะหมุนตามปกติในบางครั้งและล้มเหลวในบางครั้ง
- เงียบสนิทโดยไม่ต้องคลิกและไม่มีข้อเหวี่ยง แสดงว่าคอยล์เปิดหรือขาดการเชื่อมต่อกราวด์
- รีเลย์ที่ให้ความรู้สึกอุ่นหรือร้อนอย่างเห็นได้ชัดเมื่อสัมผัสหลังจากใช้งานเพียงเบาๆ
- อุปกรณ์เสริมที่เชื่อมโยงกับรีเลย์ตัวเดียวกัน เช่น รองพื้นปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง ชำรุดพร้อมกับสตาร์ทเตอร์
| อาการ | สาเหตุน่าจะ | การแก้ไขทั่วไป |
|---|---|---|
| คลิกเพียงครั้งเดียวไม่มีข้อเหวี่ยง | ผู้ติดต่อที่สึกหรอหรือเป็นหลุม | เปลี่ยนรีเลย์ |
| การเริ่มต้นเป็นระยะ | ขั้วต่อหลวมหรือซ็อกเก็ตสึกกร่อน | ทำความสะอาดหน้าสัมผัส ติดตั้งรีเลย์ใหม่ |
| ไม่มีการคลิกไม่มีข้อเหวี่ยง | ขดลวดเปิดหรือฟิวส์รีเลย์ขาด | ทดสอบความต้านทานของคอยล์ ตรวจสอบฟิวส์ |
| รีเลย์ร้อนเกินไป | การให้คะแนนมากเกินไปหรือน้อยเกินไป | อัปเกรดเพื่อแก้ไขพิกัดกระแสไฟ |
เนื่องจากปัญหาที่ไม่เกี่ยวข้องหลายประการสามารถเลียนแบบอาการเหล่านี้ได้ รวมถึงมอเตอร์สตาร์ทที่ล้มเหลวหรือแบตเตอรี่ที่คายประจุ จึงคุ้มค่าที่จะยืนยันการวินิจฉัยด้วยการทดสอบโดยตรงก่อนที่จะเปลี่ยนชิ้นส่วนใดๆ
วิธีตรวจสอบรีเลย์บนรถโดยไม่ต้องคาดเดา
การทดสอบรีเลย์เป็นขั้นตอนสั้นๆ ที่เจ้าของส่วนใหญ่สามารถทำได้โดยใช้มัลติมิเตอร์ซึ่งใช้เวลาประมาณสิบนาที เป้าหมายคือการยืนยันสองสิ่งแยกจากกัน: คอยล์สามารถจ่ายไฟได้ และหน้าสัมผัสจะปิดอย่างถูกต้องเมื่อเป็นเช่นนั้น
- ค้นหารีเลย์ในฟิวส์และกล่องรีเลย์ ซึ่งโดยปกติจะระบุได้จากแผนภาพที่พิมพ์บนฝาครอบกล่องหรือในคู่มือสำหรับเจ้าของรถ
- ถอดรีเลย์และตรวจสอบขั้วต่อว่ามีการกัดกร่อน สีเปลี่ยนไป หรือมีกลิ่นไหม้หรือไม่ ซึ่งทั้งหมดนี้ชี้ไปที่ความเสียหายที่มีอยู่
- ตั้งมัลติมิเตอร์ไปที่โหมดความต้านทานและวัดข้ามขั้วคอยล์ ซึ่งโดยทั่วไปคือ 85 และ 86 คอยล์ที่ดีมักจะอ่านค่าได้ระหว่าง 50 ถึง 120 โอห์ม แม้ว่าค่าที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับการออกแบบรีเลย์ก็ตาม
- ใช้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่โดยตรงกับขั้วคอยล์โดยใช้สายจัมเปอร์ สังเกตขั้วที่ถูกต้อง และฟังเสียงคลิกขณะที่กระดองเคลื่อนที่
- เมื่อขดลวดจ่ายไฟแล้ว ให้วัดความต่อเนื่องของเทอร์มินัลโหลด ซึ่งโดยทั่วไปคือ 30 และ 87 ความต่อเนื่องเป็นการยืนยันว่าหน้าสัมผัสกำลังปิดตามที่คาดไว้
- ติดตั้งรีเลย์ใหม่และทดสอบวงจรเดิมอีกครั้งเพื่อยืนยันว่าการซ่อมแซมสามารถแก้ไขปัญหาได้
หากคอยล์ไม่แสดงค่าความต้านทาน หรือค่าที่อ่านได้สูงเกินช่วงที่คาดไว้ ขดลวดจะเปิดอยู่ และควรเปลี่ยนรีเลย์ หากขดลวดมีพลังงานอย่างถูกต้องแต่หน้าสัมผัสไม่แสดงความต่อเนื่อง แสดงว่าพื้นผิวหน้าสัมผัสล้มเหลวและใช้ข้อสรุปเดียวกัน รีเลย์ที่ผ่านการทดสอบทั้งสองครั้งมีแนวโน้มว่าจะไม่ใช่สาเหตุของปัญหา โดยเปลี่ยนเส้นทางการวินิจฉัยไปที่สายไฟ กราวด์ หรือส่วนประกอบที่เชื่อมต่ออยู่
การเลือกรีเลย์งานหนัก 12 โวลต์สำหรับวงจรที่มีความต้องการสูง
ไม่ใช่ทุกรีเลย์ที่ถูกสร้างขึ้นสำหรับรอบการทำงานเดียวกัน รีเลย์ที่เปลี่ยนไฟโดมใช้กระแสไฟเพียงไม่กี่ร้อยมิลลิแอมป์ ในขณะที่รีเลย์ที่ควบคุมมอเตอร์กว้าน แถบไฟเสริม หรือพัดลมระบายความร้อนกำลังสูงอาจต้องจัดการกับกระแสต่อเนื่องที่สูงกว่า 30 แอมป์ การเลือกรีเลย์สำหรับงานหนัก 12 โวลต์สำหรับการใช้งานเหล่านี้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดหลายประการที่ตรงกับโหลดจริง
| ข้อมูลจำเพาะ | ทำไมมันถึงสำคัญ |
|---|---|
| พิกัดกระแสต่อเนื่อง | ต้องเกินค่าคงที่ของโหลดที่เชื่อมต่ออยู่ ไม่ใช่เฉพาะค่าพีคเท่านั้น |
| ความอดทนต่อการไหลเข้า | มอเตอร์และคอมเพรสเซอร์ดึงกระแสไฟกระชากในช่วงสั้น ๆ สูงกว่ากระแสไฟที่กำหนดเมื่อสตาร์ท |
| ติดต่อวัสดุ | หน้าสัมผัสโลหะผสมเงินต้านทานการเกิดรูพรุนได้ดีกว่าภายใต้การหมุนเวียนกระแสสูงซ้ำๆ |
| คอยล์ voltage tolerance | ควรปิดหน้าสัมผัสอย่างเชื่อถือได้ตลอดช่วงแรงดันไฟฟ้าของยานพาหนะในระหว่างการหมุนเหวี่ยง |
| การปิดผนึกสิ่งที่แนบมา | ตำแหน่งติดตั้งห้องเครื่องยนต์หรือใต้ท้องรถทำให้รีเลย์สัมผัสกับความชื้นและฝุ่น |
การลดขนาดรีเลย์สำหรับวงจรที่มีความต้องการสูงเป็นสาเหตุหนึ่งที่พบบ่อยของความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร รีเลย์พิกัด 20 แอมป์บนโหลด 30 แอมป์จะทำงานร้อนในทุกรอบ เร่งการสึกหรอของหน้าสัมผัสได้เร็วกว่าอายุการใช้งานที่กำหนดมาก เมื่อมีข้อสงสัย การเลือกรีเลย์ที่มีพิกัดสูงกว่าโหลดที่คำนวณไว้อย่างมีความหมาย แทนที่จะเลือกตรงทั้งหมด จะเป็นประโยชน์ต่อกระแสกระชากและการเสื่อมสภาพในระยะยาว
การประสานงานฟิวส์รีเลย์และการออกแบบการป้องกันวงจร
รีเลย์ควบคุมการไหลของกระแส แต่ไม่จำกัดกระแส ความรับผิดชอบนั้นเป็นของฟิวส์รีเลย์ที่อยู่ในอนุกรมกับวงจรโหลด การประสานงานที่เหมาะสมระหว่างส่วนประกอบทั้งสองคือสิ่งที่ช่วยป้องกันไม่ให้สายไฟชำรุดกลายเป็นอันตรายจากไฟไหม้ แทนที่จะเป็นฟิวส์ขาดธรรมดา
อัตราฟิวส์ควรอยู่ต่ำกว่าความสามารถในการจ่ายกระแสไฟที่ปลอดภัยของสายไฟ แต่สูงกว่าโหลดปกติที่คาดไว้ รวมถึงเดือยพุ่งเข้าช่วงสั้น ๆ หากพิกัดฟิวส์ต่ำเกินไป จะเกิดการสะดุดระหว่างการทำงานปกติ หากสูงเกินไปจะล้มเหลวในการป้องกันสายไฟในระหว่างการลัดวงจร ทำให้เกิดความร้อนมากเกินไปก่อนที่วงจรจะเปิด
แนวปฏิบัติ: ชุดรีเลย์หลังการขายจำนวนมากจับคู่รีเลย์สำหรับงานหนัก 12 โวลต์กับฟิวส์พิกัดประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ของพิกัดต่อเนื่องสูงสุดของรีเลย์ เหลือพื้นที่ว่างสำหรับการสลับทรานเซียนท์ ในขณะที่ยังคงปกป้องเกจสายไฟที่ใช้ดาวน์สตรีม
นอกจากนี้ยังควรตรวจสอบด้วยว่าฟิวส์อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องของรีเลย์ การวางไว้ระหว่างแบตเตอรี่และขั้วต่อ 30 จะป้องกันเส้นทางกระแสสูงทั้งหมด รวมถึงตัวรีเลย์ด้วย ในขณะที่การวางไว้หลังจากที่ขั้วต่อ 87 ปล่อยให้สายไฟระหว่างแบตเตอรี่และรีเลย์ไม่มีการป้องกันเท่านั้น
การใช้งานรีเลย์พัดลมระบายความร้อนและรีเลย์ไฟหน้าในรถยนต์สมัยใหม่
การใช้งานรีเลย์ที่พบบ่อยที่สุดสองประการในยานพาหนะใดๆ คือรีเลย์พัดลมระบายความร้อนและรีเลย์ไฟหน้า และทั้งสองอย่างนี้แสดงให้เห็นถึงลำดับความสำคัญในการออกแบบที่แตกต่างกัน
โดยทั่วไปรีเลย์พัดลมระบายความร้อนจะทำงานในรอบการทำงานที่สัมพันธ์กับอุณหภูมิน้ำหล่อเย็น โดยจะเปิดและปิดเป็นรอบเนื่องจากโมดูลควบคุมเครื่องยนต์หรือสวิตช์เทอร์โมสแตติกเรียกร้องให้มีการไหลเวียนของอากาศ เนื่องจากมอเตอร์พัดลมมีกระแสพุ่งเข้าอย่างมากเมื่อสตาร์ทจากส่วนที่เหลือ รีเลย์ที่เลือกสำหรับวงจรนี้จึงต้องมีหน้าสัมผัสที่พิกัดสูงกว่าการดึงสถานะคงตัวของพัดลม การเปิด-ปิดซ้ำๆ ตลอดอายุการใช้งานของยานพาหนะยังทำให้ความทนทานของการสัมผัสมีความสำคัญเหนือข้อกำหนดอื่นๆ เกือบทั้งหมด
รีเลย์ไฟหน้ามีจุดประสงค์ที่แตกต่างออกไป แทนที่จะปั่นจักรยานบ่อยๆ โดยปกติแล้วร้านเหล่านี้จะยังคงปิดเป็นระยะเวลานานระหว่างการขับรถเที่ยวเดียว บางครั้งอาจเป็นชั่วโมงต่อครั้ง ที่นี่ความน่าเชื่อถือของคอยล์และความต้านทานการสัมผัสที่เสถียรภายใต้สสารกระแสที่ยั่งยืนมากกว่าความทนทานนับรอบ การกำหนดเส้นทางไฟหน้าผ่านวงจรรีเลย์เฉพาะแทนที่จะผ่านสวิตช์ไฟหน้าโดยตรงยังช่วยลดแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมหน้าสัมผัสสวิตช์ ซึ่งสามารถปรับปรุงความสว่างของไฟหน้าได้อย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับเส้นทางสายไฟแบบไม่มีรีเลย์ทั่วไป
| ใบสมัคร | รูปแบบหน้าที่ | ลำดับความสำคัญของการออกแบบหลัก |
|---|---|---|
| รีเลย์พัดลมระบายความร้อน | ปั่นจักรยานเปิด-ปิดบ่อยๆ | ความทนทานของหน้าสัมผัสภายใต้การสลับซ้ำหลายครั้ง |
| รีเลย์ไฟหน้า | ปิดยาวต่อเนื่อง | คอยล์เสถียรและต้านทานการสัมผัสต่ำเมื่อเวลาผ่านไป |
ประเภทของรีเลย์โดยสรุป: ตารางเปรียบเทียบ
คำศัพท์เฉพาะของรีเลย์อาจทำให้เกิดความสับสนเนื่องจากการกำหนดค่าหลายรายการใช้กรณีการใช้งานที่ทับซ้อนกัน ตารางด้านล่างสรุปประเภททั่วไปที่พบในการเดินสายไฟรถยนต์
| ประเภท | การกำหนดค่า | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|
| สปส | เสาเดี่ยว โยนเดี่ยว | วงจรเปิด-ปิดง่ายๆ เช่น พัดลม หรือแตร |
| เอสพีดีที | เสาเดี่ยวโยนสองครั้ง | วงจรที่ต้องการเส้นทางสำรองแบบปิดตามปกติ |
| พปส | เสาคู่, โยนสองครั้ง | การกลับขั้ว เช่น การควบคุมทิศทางมอเตอร์ |
| ล็อค | คงสถานะโดยไม่มีกำลังคอยล์ต่อเนื่อง | แอปพลิเคชั่นปัจจุบันสแตนด์บายต่ำ |
| โซลิดสเตต | ไม่มีการย้ายผู้ติดต่อ | วงจรรอบสูงต้องการสวิตช์ที่เงียบและปราศจากการสึกหรอ |
สำหรับการเดินสายไฟรถยนต์โดยสารส่วนใหญ่ รีเลย์ SPST หรือ SPDT มาตรฐานจะครอบคลุมการใช้งานส่วนใหญ่ ในขณะที่การกำหนดค่าพิเศษมักจะปรากฏในการติดตั้งอุปกรณ์เสริมระดับไฮเอนด์หรือระบบไฟฟ้าของยานพาหนะอุตสาหกรรมที่อายุการใช้งานของวงจรและความต้องการในปัจจุบันมีความรุนแรงมากขึ้น
คำถามที่พบบ่อย
คำถามที่ 1: ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่ารีเลย์เสียหากไม่มีมัลติมิเตอร์
การสลับกับรีเลย์ที่เหมือนกันซึ่งมีอัตรากระแสไฟเท่ากันจากวงจรวิกฤติน้อยกว่า เช่น แตรหรือรีเลย์เครื่องปรับอากาศ ถือเป็นการทดสอบภาคสนามที่เชื่อถือได้ หากอาการเคลื่อนไปตามรีเลย์จะเป็นการยืนยันความผิดปกติ
คำถามที่ 2: รีเลย์ที่ไม่ดีสามารถสร้างความเสียหายให้กับส่วนประกอบอื่น ๆ ได้หรือไม่?
ใช่. รีเลย์ที่ปิดค้างอยู่อาจทำให้กระแสไหลไปยังส่วนประกอบอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปหรือการสึกหรอก่อนเวลาอันควร ในขณะที่รีเลย์ที่มีความต้านทานภายในสูงอาจทำให้มอเตอร์ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการทำงานอย่างถูกต้อง
คำถามที่ 3: ทำไมรีเลย์ของฉันถึงคลิก แต่ส่วนประกอบยังคงใช้งานไม่ได้?
การคลิกที่ได้ยินเสียงเป็นการยืนยันว่าคอยล์และกระดองกำลังทำงาน แต่ไม่ได้ยืนยันว่าหน้าสัมผัสทำงานอย่างถูกต้อง หน้าสัมผัสที่เป็นหลุมหรือถูกไฟไหม้สามารถคลิกได้ตามปกติในขณะที่ยังคงไม่สามารถส่งกระแสไฟได้เพียงพอ
คำถามที่ 4: รีเลย์รถยนต์ทั้งหมดใช้แทนกันได้หรือไม่
เฉพาะในกรณีที่แรงดันไฟฟ้าของคอยล์ การกำหนดค่าพิน และพิกัดกระแสตรงกันเท่านั้น การติดตั้งทางกายภาพเข้ากับเต้ารับเดียวกันไม่ได้รับประกันความเข้ากันได้ทางไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานหนัก
คำถามที่ 5: โดยทั่วไปแล้วรีเลย์ยานยนต์จะมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน?
อายุการใช้งานขึ้นอยู่กับความถี่และโหลดของวงจรเป็นอย่างมาก รีเลย์ที่ใช้งานน้อยสามารถมีอายุการใช้งานของยานพาหนะได้ ในขณะที่รีเลย์ที่อยู่ในวงจรรอบสูง เช่น พัดลมระบายความร้อน อาจจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ก่อนที่จะมีส่วนประกอบไฟฟ้าอื่นๆ
th

