在汽车电子控制电路中,继电器(Reay)是一种必不可少的器件。流车上的继电器大部分集中安装在继电器盒内(见图5-15)。 1.继电器的基本构造及主要功能： 继电器一般由线圈、衔铁、动触点和静触点组成(见图5-16)。当小电流经过线圈时,便产生磁场,吸引动触点移动,并与静触点接触,使两个接线柱导通,于是主电路构成回路,从而使被控制的用电器投入正常工作。从图5-16所示中可以看出,继电器电路实际上包括由线圈构成的控制电路和由触点构成的主电路这两部分组成。主电路中的一对触点,只有在线圈有工作电流流过的情况下才会动作。 车用继电器具有以下主要功能:
1)以弱电流控制强大电流；
2)减少手动开关的数量；
3)达到顺序控制用电器的目的;
4)保护较小的开关以及较细的导线,进而保证电气设备安全有序地运转。
有的机型(例如依维柯汽车 SOFIM高压共轨型柴油发动机)采用了小型化的、带有内部电阻/二极管的继电器。
小型化继电器可以节省装配空间,带电阻/二极管可以降低或消除电路中可能出现的300~500V峰值电压,能够保护控制系统中的电子器件,防止出现功能失误。
有人可能会说:如果把蓄电池正极直接接到起动机的一端,把点火开关的负极接到起动机的另外一端,就可以起动发动机了,为什么还要设置起动机继电器呢?
对于用电量比较大的设备(如起动机、电喇叭等),如果直接用开关控制电流的通断,往往会使控制开关很快烧坏。因此,对于大电流用电设备的控制,普遍采用中间继电器的方式,即通过继电器触点的断开与闭合,来控制大电流用电设备电流的通断。继电器实际上起着开关的作用,接通点火开关时,如果承受大负荷的工作部件过载,继电器就变为断开状态,起着保护电路的作用。
2.继电器的控制原理及类型：
在汽车电子控制电路设计中,继电器是采用逻辑代数的方法进行计算的,因为继电器的工作只有断开(0)和闭合(1)两种状态。在继电器电路中,只有较小的工作电流,这是由于操纵开关触点的容量比较小,不能直接控制用电量较大的负荷,只能通过继电器触点来控制工作电路的通断。
继电器既是一种控制开关,又是控制对象(执行器)。例如燃油泵继电器是燃油泵的控制开关,但是燃油泵继电器线圈必须在电控单元驱动晶体管导通时,才能通过电控单元的接地点形成回路。
按照控制原理的区别,车用继电器可以分为以下几种类型:
1)电气开关型继电器。例如桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机的燃油泵继电器,它安装在中央配电盒内,用于控制电动燃油泵、空气流量传感器、炭罐电磁阀和氧传感器加热器的供电。
2)方向控制型继电器。例如电动座椅调节系统的继电器,它的作用是用来控制双向电动机的电流方向,当操纵相应的开关进行换向时,接通不同的回路,使电动机按不同的方向转动,从而达到电动座椅向不同方向调节的目的。
3)组合型继电器。组合型继电器在不同的系统中有不同的组合形式,例如FDB501组继电器(见图5-17)用于燃油喷射系统,一方面用来控制燃油泵,另一方面为燃油喷射系统的其他部件供电。
又如01M自动变速器(大众车系采用)的起动锁止和倒车灯继电器(J226),是由2个继电器组合在一起的,安装在组合仪表下面的附加继电器支架上,继电器编号为“175”(见图5-15),具体安装在继电器盒的15号位置上。当变速杆处于前进位时,继电器J226可以控制起动机电路,使起动机电路不通电,防止驾驶员误操作;当变速杆处于R位时,J226又能接通倒车灯。当J226发生故障时,变速器不会进入应急状态,A/T ECU也不会记录故障码。
再如丰田雷克萨斯LS400轿车前照灯系统中的集成继电器,它的功能是执行前
照灯、前雾灯和后雾灯的“自动熄灯”,并且按照来自 GAUGE熔丝和门控灯开关的信号，切断通往灯控开关的电流。
3.继电器的检修要领：
(1)继电器工作状态的简便判断方法：接通点火开关后,用耳朵或听诊器倾听控制继电器内有无吸合声,或者用手触摸,感受一下继电器有没有振动感。如有,说明继电器工作基本正常,用电器不工作是由其他原因引起的;否则说明该继电器工作不正常。
也可以拔下继电器进行实验,例如发生空调压缩机不工作的故障,可以起动发动机,然后接通鼓风机开关和空调开关,再拔下空调压缩机的继电器进行判断。若拔下继电器时发动机的转速明显下降,插入该继电器后发动机的转速又提升,说明空调压缩机的继电器及其控制线路是正常的。
至于继电器的安装位置,凡是在电路图上标在点画线内的继电器及熔断器,一般布置在中央配电盒内。
(2)继电器的常见故障继电器的主要故障现象是:绝缘老化、线圈烧断、匝间短路、
触点抖动以及无法调整初始动作电流等。
1)继电器线圈烧坏。为此,在进行维修、保养及电焊时,如果温度可能超过80℃,应当首先拆下对温度敏感的继电器和电控单元。
2)触点腐蚀。例如金杯海狮轿车(采用491Q-ME发动机)空调冷凝器风扇继电器刚好处在玻璃清洗喷水管的下方,若该喷水管破裂而漏水,水将漏到继电器上,使继电器的常开触点锈蚀而不能断开,进而导致空调冷凝器风扇常转不停的故障。因此,应当严防继电器进水。
如果触点脏污,可以采用专用电器触点清洗剂处理。
(3)设法减少继电器触点的接触电阻值：车用继电器触点间存在的接触电阻值,主要由收缩电阻和表面膜电阻构成。其接触电阻值与触点的接触形式、材料性能和表面加工等因素有关。通常用下面的经验公式计算其接触电阻值:
由此可见,要减小继电器触点的接触电阻值,在接触压力一定的情况下,可以从改变触点的接触形式和接触材料入手。维修人员的责任主要是改善触点的接触形式。
4.继电器的代用技巧：
继电器与电阻器、电容器相似,实际上是一种标准件。在汽车维修中,有时某种车型的继电器缺货,但是两个完全不相关系统中的特定的继电器却可以互换使用。如果维修人员掌握了这种规律,就可以收到缩短维修时间、节约维修费用的奇效。
1)用“红旗”轿车玻璃升级器控制模块里的继电器,可以代替爱丽舍16V轿车空调压缩机控制模块里的继电器。这样可以避免更换昂贵的爱丽舍轿车空调压缩机的控制模块。
2)德国汽车的继电器往往可以互换。一辆保时捷 BOXSTER跑车,喇叭不响,车主要求尽快修好。检查发现,喇叭继电器的触点已经烧蚀。如果更换原厂的继电器,需要向德国订货,至少需时1个月。经过观察,这种继电器的外形与奥迪100轿车上的53号继电器很相像,测量其电阻,与保时捷的继电器相同,于是找来一个奥迪100轿车的53号继电器,
安装在保时捷跑车上,顺利地进行了互换。
事实上,德国汽车的许多电器配件都是博世公司提供的。就继电器来说,只要插脚一样,电阻相同,一般可以通用。
3)替换继电器要认准零件号。瑞风商务车采用两种发动机控制继电器:一是2.4L顶置凸轮轴8气门发动机的控制继电器,其零件号为39160-24520或者39160-24530,为韩国进口配件。二是2.4L双顶置凸轮轴16气门发动机或者彩色之旅24L4CA1发动机的控制继电器,其零件号为39160-24540,为进口配件或者国产配件。这两种发动机控制继电器各端子的含义不同,所以不能代替。如果用零件号39160-24530发动机控制继电器去代替零件号39160-24540继电器,将造成继电器内一组触点经常闭合,在车辆静态时自行放电,容易导致发动机ECU损坏,同时缩短蓄电池的使用寿命。
4)要区分外形相同但是颜色不同的继电器。例如北京现代轿车,如果把空调继电器(外壳为黄色铁皮)安装在小灯或者照明灯的继电器(外壳为黑色)座上,有可能会引起火灾。
