汽車?yán)^電器的控制原理及其檢修

汽車?yán)^電器的控制原理及其檢修來源:《汽車維修與保養(yǎng)》2010年1期作者:李明誠李明誠（本刊專家委員會(huì)委員）1964年大學(xué)本科畢業(yè)，長期從事汽車拖拉機(jī)教學(xué)、研究和新技術(shù)推廣工作，曾受聘擔(dān)任江西省講師團(tuán)成員、汽車維修技工學(xué)校教師。1988年獲得高級(jí)工程師職稱，1996年獲得行業(yè)“全國優(yōu)秀科普工作者”稱號(hào)，1990年、1993年和1994年分別由同濟(jì)大學(xué)出版社、東南大學(xué)出版社出版教材3本。在汽車電子控制電路中，繼電器（Relay）是一個(gè)必不可少的器件。設(shè)計(jì)汽車電子控制電路時(shí)，繼電器是采用邏輯代數(shù)的方法進(jìn)行計(jì)算的，因?yàn)槔^電器的工作只有斷開（表述為“0”）和閉合（表述為“1”）這兩種狀態(tài)。1繼電器的基本構(gòu)造及主要功能繼電器主要由線圈、銜鐵、動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)組成（見圖1）。當(dāng)電流經(jīng)過線圈時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引動(dòng)觸點(diǎn)移動(dòng)，并與靜觸點(diǎn)接觸，使接線柱1和接線柱2導(dǎo)通，于是主電路形成回路，從而使被控制的用電器投入工作。由此可見，繼電器電路實(shí)際上包括由線圈工作的控制電路和由觸點(diǎn)工作的主電路這樣兩部分。主電路中的那對(duì)觸點(diǎn)，只有在繼電器線圈有工作電流流過的情況下才能動(dòng)作。接線柱1靜觸點(diǎn)接線柱3接線柱4線圈1接線柱1靜觸點(diǎn)接線柱3接線柱4線圈1繼電器的基本結(jié)構(gòu)動(dòng)觸點(diǎn)廠動(dòng)片 卜亠—-?飛廠接線柱2車用繼電器的主要功能是如下：以弱小電流控制強(qiáng)大電流；減少手動(dòng)開關(guān)的數(shù)量；達(dá)到順序控制用電器的目的；保護(hù)較小的開關(guān)以及較細(xì)的導(dǎo)線，進(jìn)而保證電氣設(shè)備的安全有序運(yùn)行；有的機(jī)型（如依維柯汽車SOFIM柴油共軌發(fā)動(dòng)機(jī)）采用了許多小型化的、帶內(nèi)部電阻/二極管的繼電器。小型化繼電器可以節(jié)省裝配空間，繼電器帶電阻／二極管，可以降低或消除電路中可能出現(xiàn)的300?500V峰值電壓，從而保護(hù)電控系統(tǒng)中的元器件，防止出現(xiàn)功能失誤。比較典型的如啟動(dòng)機(jī)繼電器，有人可能會(huì)說：如果把電源正極直接接到啟動(dòng)機(jī)的一端，把點(diǎn)火開關(guān)的負(fù)極接到啟動(dòng)機(jī)的另外一端，就可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)了，為什么啟動(dòng)機(jī)要使用繼電器呢?對(duì)于用電量比較大的電器（如啟動(dòng)機(jī)、電喇叭等），如果直接用開關(guān)控制電流的通斷，往往會(huì)使控制開關(guān)很快燒壞。因此，對(duì)于大電流用電設(shè)備的控制，普遍采用中間繼電器的方式，即通過繼電器觸點(diǎn)的斷開與閉合來控制大電流用電設(shè)備的工作狀態(tài)。繼電器實(shí)際上起著開關(guān)的作用，接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，如果承受大負(fù)荷的工作部件過載，繼電器就變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，起著保護(hù)電路的重要作用。表1各種接觸材料下的系數(shù)K」觸點(diǎn)材料

銀一銀表面狀況未氧化觸點(diǎn)材料

銀一銀表面狀況未氧化未氧化未氧化0.060.980.08-0.14表2各種接觸形式下的系數(shù)口接觸形式0.50.5-0.8L02、繼電器的控制原理及分類可以把車用繼電器看成是由線圈工作的控制電路和觸點(diǎn)工作的主電路兩個(gè)部分組成的集合體。在繼電器的控制電路中，只有較小的工作電流，這是由于操縱開關(guān)的觸點(diǎn)容量較小，不能用來直接控制用電量較大的負(fù)荷，只能通過繼電器的觸點(diǎn)來控制它的通斷。繼電器既是一種控制開關(guān)，又是控制對(duì)象(執(zhí)行器)。以燃油泵繼電器為例，它是燃油泵的控制開關(guān)，但是燃油泵繼電器的線圈只有在電控單元中驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通時(shí)，才能通過電控單元的接地點(diǎn)形成回路。按照主要功能的差別，車用繼電器可以分為以下幾種類型。電氣開關(guān)型繼電器。例如桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油泵繼電器，它安裝在中央配電盒內(nèi)，用于控制電動(dòng)燃油泵、空氣流量傳感器、炭罐電磁閥和氧傳感器加熱器的供電。方向控制型繼電器。例如電動(dòng)座椅系統(tǒng)的繼電器，它的作用是用來控制雙向電動(dòng)機(jī)的電流方向，當(dāng)操縱相應(yīng)的開關(guān)進(jìn)行換向時(shí)，繼電器使電動(dòng)機(jī)按不同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到電動(dòng)座椅向不同方向移動(dòng)的目的。集成型繼電器。例如雷克薩斯LS400轎車前照燈系統(tǒng)中的集成繼電器，它的功能是執(zhí)行前照燈、霧燈和后霧燈的自動(dòng)熄燈，并且按照來自GAUGE熔斷絲和門控?zé)糸_關(guān)的信號(hào)切斷通往燈控開關(guān)的電流。又如01M自動(dòng)變速器(大眾車系采用)的啟動(dòng)鎖止和倒車燈繼電器(J226)，它是由2個(gè)繼電器組合在一起的，安裝在組合儀表下面的附加繼電器支架上，在電路原理圖上的編號(hào)為“175”，具體安裝在繼電器盒的15號(hào)位置上。當(dāng)變速桿處于前進(jìn)擋位時(shí)，J226可以控制啟動(dòng)機(jī)電路不通電，防止駕駛?cè)苏`操作；當(dāng)變速桿處于R位時(shí)，J226接通倒車燈。當(dāng)J226發(fā)生故障時(shí)，變速器不會(huì)進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)，A/TECU也不會(huì)記錄故障碼。3、繼電器的檢修要領(lǐng)、繼電器工作性能的簡(jiǎn)便判斷方法接通點(diǎn)火開關(guān)，然后用耳朵或聽診器傾聽控制繼電器內(nèi)有無吸合聲，或者用手感受一下繼電器有沒有振動(dòng)感，如有，說明繼電器工作基本正常，用電器不工作是由其他原因引起的；否則，說明該繼電器工作失常。也可以拔下繼電器進(jìn)行試驗(yàn)，例如發(fā)生空調(diào)壓縮機(jī)不工作的故障，可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，然后接通鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)和空調(diào)開關(guān)。再拔下空調(diào)壓縮機(jī)繼電器的插接器進(jìn)行判斷。如果能夠聽到該繼電器動(dòng)作的聲音，而且拔下繼電器時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速明顯下降，插入該繼電器時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速又提升，說明空調(diào)壓縮機(jī)的繼電器及其控制線路是正常的。關(guān)于繼電器所處的位置，凡是在電路原理圖上標(biāo)有點(diǎn)劃線的繼電器及保險(xiǎn)器，一般布置在中央配電盒內(nèi)。繼電器的常見放障繼電器的常見故障現(xiàn)象有：線圈燒斷、匝間短路(絕緣老化)、觸點(diǎn)燒蝕、熱衰變以及無法調(diào)整初始動(dòng)作電流等。繼電器線圈燒壞。為了防止這種情況發(fā)生，在進(jìn)行維修、保養(yǎng)及電焊時(shí)，如果溫度可能超過80°C，應(yīng)當(dāng)拆下對(duì)溫度比較敏感的繼電器和電控單元。觸點(diǎn)燒蝕。例如金杯海獅轎車(采用491Q—ME發(fā)動(dòng)機(jī))空調(diào)冷凝器風(fēng)扇的繼電器，它正好處在玻璃清洗噴水管的下方，若該噴水管破裂，清洗液將泄漏到繼電器上，使繼電器的常開觸點(diǎn)銹蝕而不能斷開，會(huì)導(dǎo)致空調(diào)冷凝器風(fēng)扇常轉(zhuǎn)不停的故障。因此，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)防繼電器進(jìn)水。設(shè)法減少繼電器觸點(diǎn)的接觸電阻車用繼電器觸點(diǎn)間存在的接觸電阻，主要由收縮電阻和表面膜電阻兩部分構(gòu)成。觸點(diǎn)的接觸電阻與觸點(diǎn)的接觸形式、材料性能及表面加工等因素有關(guān)。通常用下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算其接觸電阻：H=K/（0.102F）m式中，R——接觸電阻，單位為MQ；jjjK 與觸點(diǎn)材料、表面狀況、接觸方式有關(guān)的系數(shù)（見表1）；jF——觸點(diǎn)壓力，單位為N；m——與接觸狀態(tài)和形式有關(guān)的系數(shù)（見表2）。由此可見，要減少繼電器觸點(diǎn)的接觸電阻，在接觸壓力一定的情況下，可以通過改善接觸狀態(tài)和改進(jìn)接觸材料入手。（4）ECU搭鐵不良可能影響繼電器正常工作一輛神龍富康988轎車，在正常行駛中，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)熄火，再次啟動(dòng)，無法著車。接通點(diǎn)火開關(guān)，聽不到燃油泵運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音，也沒有高壓火。檢測(cè)點(diǎn)火線圈，發(fā)現(xiàn)插頭上沒有電源，但是一次側(cè)和二次側(cè)的電阻都正常。測(cè)量該車的噴射雙密封繼電器，其插頭有12V電源。更換噴射雙密封繼電器，還是沒有高壓火，也沒有繼電器吸合的聲音。用一根導(dǎo)線將噴射雙密封繼電器的10號(hào)腳直接搭鐵，能聽到繼電器吸合的聲音，發(fā)動(dòng)機(jī)也啟動(dòng)成功了。但是奇怪的是，拆開這根搭鐵線，發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火，而且關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，正常了。分析個(gè)中原因，這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU搭鐵不良，導(dǎo)致繼電器線圈的供電電壓很低（有時(shí)只有2V左右），根本不可能使繼電器吸合。用導(dǎo)線直接搭鐵后，繼電器有了12V電壓，于是順利吸合，所以發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功。去掉那根臨時(shí)搭鐵線后（點(diǎn)火開關(guān)仍處在接通狀態(tài)），繼電器上仍然有較低的保持電壓（這是繼電器共有的特性），這種保持電壓即使只有2V，繼電器也不會(huì)斷開，所以發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，電路產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)大大高于電源電壓，在這種強(qiáng)大電動(dòng)勢(shì)的作用下，接觸不良的搭鐵處可能恢復(fù)正常，所以發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后正常了。但是上述故障還會(huì)再現(xiàn)，所以根除的辦法是將搭鐵不良的部位徹底處理好。4、繼電器的代用技巧繼電器與電阻器、電容器一樣，實(shí)際上是一種標(biāo)準(zhǔn)件。在汽車維修中，有時(shí)某種車型的繼電器缺貨，怎么辦?事實(shí)上，有的兩個(gè)完全不相關(guān)的系統(tǒng)中的繼電器卻可以互換，如果維修人員掌握了這種規(guī)律，就可以收到縮短維修時(shí)間、節(jié)約維修費(fèi)用的奇效。紅旗7220AE轎車的ABS繼電器，集成在ABS控制單元內(nèi)，如果因這一繼電器斷路而更換整個(gè)ABS控制單元，需要花費(fèi)3000多元，可以采用舊防盜器上的繼電器代用。用紅旗轎車玻璃升降器控制模塊里的繼電器，可以代替愛麗舍16V轎車空調(diào)壓縮機(jī)控制模塊里的繼電器。這樣可以避免更換昂貴的愛麗舍轎車空調(diào)壓縮機(jī)的控制模塊總成。德國汽車的繼電器往往可以互換。一輛保時(shí)捷BOXSTER跑車，喇叭不響，車主要求盡快修好。檢查發(fā)現(xiàn)，喇叭繼電器的觸點(diǎn)已經(jīng)燒蝕。如果更換原廠的繼電器，需要向德國訂貨，至少需時(shí)1個(gè)月，價(jià)格400元人民幣。經(jīng)過觀察，這種繼電器的外形與奧迪100轎車上的53號(hào)繼電器很相像，測(cè)量其電阻，與保時(shí)捷的繼電器相同，于是找來一個(gè)奧迪100轎車的53號(hào)繼電器安裝在保時(shí)捷跑車上，順利地完成了替換。其原因是，德國汽車的許多電器設(shè)備都是由德國博世公司供貨的。就繼電器來說，只要插腳一樣，電阻相同，一般可以通用。替換繼電器要認(rèn)準(zhǔn)零件號(hào)。例如瑞風(fēng)商務(wù)車采用了兩種發(fā)動(dòng)機(jī)控制繼電器，一是2.4L頂置凸輪軸8氣門發(fā)動(dòng)機(jī)的控制繼電器，其零件號(hào)為39160-24520或者39160-24530，為韓國進(jìn)口配件。二是2.4L雙頂置凸輪軸16氣門發(fā)動(dòng)機(jī)或者彩色之旅2.4L4GA1發(fā)動(dòng)機(jī)的控制繼電器，其零件號(hào)為39160-24540，為進(jìn)口配件或者國產(chǎn)