Этот ток убивает тебя. Токи выше 10 миллиампер могут вызвать мышечные сокращения настолько сильные, что жертва не может отпустить провод, который ее шокирует. При 20 миллиамперах дыхание может стать затрудненным, в то время как 75 миллиампер могут привести к остановке дыхания. При 100 миллиамперах возникает фибрилляция желудочков сердца. Это спазматическое подергивание стенок желудочков сердца может привести к смерти. При 200 миллиамперах человеческое сердце может принудительно сжаться во время поражения электрическим током. Это может фактически защитить сердце от фибрилляции и увеличить шансы жертвы на выживание.
Теперь не волнуйтесь, естественное электрическое сопротивление вашего тела достаточно велико, чтобы ограничить ток от 12-вольтовой электрической системы автомобиля. Однако понимание важности текущих требований различных систем к транспортному средству является ключом к проектированию и совершенствованию электрической системы транспортного средства.
Реальность Высокой Нагрузки
Двигатели, вентиляторы, насосы, звуковые сигналы и не светодиодное освещение предъявляют высокие требования к току. Высокие требования к току требуют электрические провода и переключатели, способные оставаться холодными и целыми, когда протекает большое количество тока. Это означает провода большего сечения и мощные переключатели. И то, и другое тяжелое и дорогое. Средство минимизации длины проводки большого сечения и замены переключателей с высокой силой тока переключателями с низкой силой тока снижает вес, стоимость и повышает эффективность.
Падение напряжения
При использовании проводов меньшего, чем оптимальное сечение, напряжение может падать от начала до конца цепи. Хотя 10-процентное падение напряжения может показаться небольшой потерей, яркость света может снизиться на 33 % от такого падения напряжения.
В то время как все компоненты 12 В будут обеспечивать улучшенную производительность при полном напряжении 13,5-14,5 вольт, освещение является одной из областей, на которую значительно влияет падение напряжения питания. Если ваши фары получают только 90 процентов системного напряжения (12,1 вольта вместо 13,5 вольта), выходная мощность составит всего 67 процентов от того, что могло бы быть при полных 13,5 вольтах.
Решение для Реле
В 1835 году Джозеф Генри изобрел реле постоянного тока. Генри показал, что меньший электромагнит можно использовать для включения и выключения большего электромагнита. Это позволяло очень малым токам на небольших проводах переключаться через сильноточный переключатель. Родилась ретрансляция, и эта технология сделала возможными телеграф и телефон.
Расположение Реле
Наилучшее расположение реле сводит к минимуму длину провода между источником (батареей или блоком предохранителей) и устройством. Такое расположение не только снижает потери напряжения в линии, но и снижает общий вес и стоимость системы. Поскольку управляющие или пусковые провода реле могут быть чрезвычайно малыми по размеру, переключатели могут быть расположены в наиболее удобном месте.
Именно поэтому все реле, отвечающие за управление система подкапотного пространства находятся именно под капотом, а системы салонного удоства выведены в салон (зачастую под торпедо)
Механика реле
Реле - это, по сути, переключатель с дистанционным управлением. В каждом реле есть две системы. Во-первых, это схема управления. Схема управления, которую иногда называют схемой запуска, «заряжает» или активирует реле. Это часть устройства дистанционного управления. Коммутационная часть или силовая цепь - это часть реле, на которую высокое напряжение подается от линии (батареи) к нагрузке (устройству).
Нормально-разомкнутое 4-контактное реле замыкает свою цепь “питания”, когда ток проходит через его катушку. Нормально-разомкнутые реле используются для освещения транспортных средств, звуковых сигналов, вентиляторов охлаждения, двигателей воздуходувок, вентиляторов кондиционирования воздуха. Это наиболее распространенные реле, встречающиеся на транспортных средствах.
85 и 86: Триггеры
На обычных 4- и 5-контактных реле одна пара клемм находится на противоположных сторонах, а лопасти расположены параллельно друг другу. Когда они будут пронумерованы, это будут триггеры 85 и 86. Для большинства реле требуется, чтобы на одну клемму подавалось положительное напряжение, в то время как другая клемма является отрицательной или заземленной. Однако это не относится к твердотельным реле. Твердотельные реле фактически имеют постоянное заземление на одной клемме (№85), в то время как другая клемма (№86) является сигналом переключения на заземление для замыкания цепи питания в коммутаторе. Поскольку твердотельные реле станут более распространенными в ближайшем будущем, очень хорошей практикой является всегда подключать клемму 85 к земле. На не твердотельных реле для активации реле на клемме 86 потребуется небольшой ток +12 вольт. Однако это не всегда так. На твердотельных реле клемма 86 будет коммутируемым заземлением (скорее всего, выход от низкочастотного драйвера от ЭБУ). Твердотельные реле уникальны тем, что обе стороны цепи управления должны быть заземлены, чтобы цепь питания замкнулась и передала питание от 30 до 87.
30 и 87: мощность
На обычных 4-контактных реле пара (4-контактных) клемм, расположенных напротив друг друга, с перпендикулярными лопастями, будет составлять силовую цепь реле. Клемма 30, которая имеет ту же ориентацию лопасти, что и клеммы 85 и 86, является местом, где питание должно поступать в реле. Источник питания с плавким предохранителем должен подавать ток на клемму 30. Клемма 87 - это размер нагрузки реле. Именно здесь устройство будет получать ток после включения реле. Клемма 87 должна идти к положительному проводу топливного насоса, света, вентилятора, вентилятора или другого электрического устройства, которое необходимо включить. Хотя 4-контактное реле также будет работать с перевернутыми выводами 30 и 87, но это плохая практика, так как вы столкнетесь с проблемами как с 5-контактными, так и с твердотельными реле, если не будут соблюдены надлежащие соглашения.
87a: 5-Контактный Переключатель
В то время как 4-контактное реле действует как переключатель дистанционного управления, 5-контактное реле может использоваться для подачи тока на один источник, когда он не запитан, и переключения тока на другой источник, когда он находится под напряжением. Когда 5-контактное реле не запитано, контакт 87a будет подключен к контакту 30. Если контакт 30 имеет +12 В, контакт 87a будет иметь то же самое. Когда реле находится под напряжением, контакт 87a отключается, а контакт 87 будет иметь +12 вольт. Если бы определенный набор огней должен был быть включен когда реле выключено, но вы хотите активировать второй набор огней, 5-контактное реле позволило бы легко выполнить это переключение.
Нормально разомкнутое 4-контактное реле замыкает свою цепь “питания”, когда обе стороны цепи управления (85/86) замкнуты на землю. Твердотельные реле могут быть с широтно-импульсной модуляцией. В то время как твердотельное реле может подключаться к обычному держателю реле, проводка должна быть переназначена таким образом, чтобы вывод 85 был постоянным заземлением, а вывод 86 заземлялся, когда реле должно включать цепь питания.
Твердотельное 4-контактное реле
Твердотельная электроника не содержит движущихся или носимых деталей. По сути, они могли бы работать вечно. Они не издают шума при переключении. Это реле требует, чтобы всем четырем клеммам было выполнено надлежащее назначение. Подключенное питание к клемме 30; питание устройства на клемме 87; клемма 85 на постоянное заземление и клемма 86 для переключения управления на землю. Клемма заземления 86 подает питание на реле и замыкает цепь питания 30-87. Это реле может работать от блока управления. Частота может быть от 1 до 1000 Гц. Это реле требует всего около 0,0001 секунды для включения при замкнутом заземлении или 0,000075 секунды для отключения. Реле идеально подходит для использования с резистивными нагрузками при регулировании частоты с широтно-импульсной модуляцией. Распространенные примеры резистивных нагрузок включают большинство электрических нагревателей и традиционные лампы накаливания. Следовательно, вы можете использовать твердотельное реле с ШИМ-управлением для контроля температуры электрического заднего размораживателя, обогреваемого сиденья или лампочки.
Выбор правильного реле
В дополнение к выбору между 4-контактным (нормально разомкнутым, SPST) реле и 5-контактным переключающим реле, необходимо учитывать и другие соображения. Необходимо также учитывать текущую пропускную способность, размер упаковки и технологию. Наиболее распространенным обычным реле, используемым в автомобилестроении, является 5-контактное реле 30A/40A. Эти реле настолько распространены, что производятся по всему миру. Если вы не хотите регулярно заменять их, придерживайтесь реле, изготовленных в США, Японии или Германии. На практике эти реле, как правило, не удовлетворяют сильноточным вентиляторам охлаждения и топливным насосам с высоким током. Для этих применений лучше всего подходят сильноточные реле (для которых требуются более широкие клеммы лопастей для поддержки проводов большего диаметра). Использование твердотельного реле в любой цепи, приводимой в действие низкочастотным драйвером от ЭБУ также очень хорошая практика. Отсутствие положительного напряжения в цепи управления твердотельными реле устраняет скачки напряжения, возникающие при выключении обычного реле. Это добавляет дополнительный уровень защиты к ЭБУ. Наконец, существуют также “мини” реле меньшего размера, которые отлично работают, когда текущие требования более скромны. Поскольку твердотельные, сильноточные и “мини” реле немного сложнее найти в дороге, всегда полезно иметь при себе запасное.
Выводы
Проложить провод большого сечения от аккумулятора к выключателю зажигания и обратно к стартеру было бы реальностью, если бы реле никогда не изобрели. К счастью, реле жив и здоров. Понимание истории, науки, передового опыта и применения реле позволит вам проектировать, обслуживать и улучшать электрическую систему вашего автомобиля для достижения максимальной производительности и эффективности.
Понравилась ли Вам данная статья? С удовольствием почитаю Ваше мнение в комментариях! Если да - рекомендую подписаться на мой канал, чтобы не пропускать новый материал!
См. также:
Двигатели, которые были прорывом в индустрии машиностроения (Часть 1)
3 действия шиномонтажников, которые в обязательном порядке нужно контролировать самому
Детонация в двигателе и как ее избежать
Marussia - путь истинного воина в своих мечтах
