Последнее обновление: 6 Июля 2023 г.

Кратко о тяговом реле

Тяговое реле автомобиля предназначено для включения стартера в работу в процессе заводки двигателя. Конечно, здесь не идет речь об электро-автомобилях (так называемых Теслах), которым, разумеется, ни реле стартера, ни сам стартер вроде бы и ни к чему.

Тяговое реле имеет примерно такой вид:

Это, в данном случае, типичное «классические» реле, т.е. от Жигулей и т.п.

Когда на тяговое реле стартера подается напряжение, его сердечник втягивается внутрь и в самом реле замыкаются силовые контакты, подающие напряжение на вход стартера, после чего стартер, если все исправно, начинает вращаться. Одновременно с этим, втягивание сердечника вызывает перемещение шестерни стартера (с обгонной муфтой), которая входит в зацепление с маховиком двигателя. Таким образом, при вращении вала стартера начинает вращаться маховик, что и приводит в итоге к пуску двигателя.

О проблемах тягового реле

Пока автомобиль новый, реле и стартер - тоже новые, как правило. никаких проблем с пуском двигателя не возникает. Повернул водитель ключ в замке зажигания (или сработала дистанционная команда пуска двигателя) – и сразу, без лишних проблем, вал стартера начинает вращаться, что проявляется небольшим шумом со стороны двигателя. И, вскоре двигатель заводится.

Но, далеко не все автомобили являются новыми. И рано или поздно, наверное, каждый автовладелец сталкивается с примерно такой проблемой: повернул ключ зажигания в замке, а знакомого звука работы стартера – нет… Ситуация может принимать разные формы, например:

• Нет даже признаков работы стартера, т.е. автомобиль вообще не реагирует на поворот ключа зажигания,
• Слышен отчетливый стук тягового реле стартера, но дальше ничего не происходит: стартер не крутится, двигатель – не заводится,
• После поворота ключа зажигания вал стартера вращается, но как-то нехотя, так и норовит остановиться (так бывает особенно зимой, в сильные морозы),
• Слышен какой-то необычный звук от стартера, похожий даже на рев; но двигатель запускаться не собирается,
• Ну, и т.д.

Причины подобных неисправностей – довольно многообразны. В первую очередь, конечно, это – состояние аккумуляторной батареи. А также – состояние подводящих электропроводов, реле, замка зажигания. И, состояние самого стартера, в конце концов. Так или иначе, практически все указанные неисправности широко обсуждаются как в интернете, так и в научных журналах, книгах и иных изданиях.

Мы же здесь рассмотрим одну типичную(!) неисправность, но которая по каким-то причинам не так широко обсуждается. Однако, ее наличие может принести много неприятных моментов автовладельцу. Который в определенные не самые хорошие моменты может обнаружить, что реле стартера «вроде срабатывает», а вот стартер – не работает от слова совсем.

Итак, обозначим эту неисправность более подробно:

При повороте ключа в замке зажигания слышен (быть может, даже очень ясный и отчетливый) стук со стороны тягового реле стартера, но вал стартера не вращается. При повторном повороте ключа зажигания ситуация может многократно повторяться.

Что делать?

Первое, что приходит в голову, наверное, каждому владельцу автомобиля (или мастеру, занимающемуся ремонтом) – это проверить состояние аккумулятора. Однако, как правило, аккумулятор здесь ни причем. И дело вот в чем.

Если аккумулятор действительно находится в ненадлежащем состоянии, то, нередко, тяговое реле может даже и не сработать вообще. Или, если и сработает, то звук будет хилым, слабым. И его легко отличить от полноценного, ясного и звонкого стука. Но, если уж контакты реле замкнутся – то даже при слабом аккумуляторе стартер, как правило, подаст хоть какие-то признаки жизни. Если, разумеется, аккумулятор не разряжен практически полностью. Но, при сильной разрядке будут, как правило. проблемы с дальним светом фар (это легко проверить), со звуковым сигналом (он будет звучать как-то нехотя или вообще толком не будет звучать). Не говоря уж о таких потребителях, как кондиционер, холодильник и т.д. (если они, конечно, имеются в автомобиле).

Тогда в самом деле – что же делать?

Следующий шаг, который предпринимается автовладельцем – это замена тягового реле. И/или стартера. Как ни странно, зачастую проблема в самом деле решается… но, не слишком надолго. Может, на несколько лет. Или на год. Хотя, тут все зависит от качества комплектующих. Да и потом, автомобиль к тому времени вполне может быть продан другому человеку. Так что его предыдущий владелец вполне может даже не знать о том, что в будущем данная проблема может повториться.

Поэтому, с одной стороны, не зря ведь в народе ходит такое убеждение: если уж автомобиль начал сыпаться, то его следует побыстрее продать. Пока он на сломался окончательно и не потерял в стоимости. В общем-то, такое мнение во многом оправдано. В частности, применительно к тяговому реле. Почему(?) – об этом и пойдет речь ниже.

Проверка исправности стартера

Для того, чтобы убедиться в исправности тягового реле, можно сделать простую проверку: прямо под капотом временно замкнуть накоротко отверткой или чем-нибудь еще болты тягового реле. Если стартер начнет работать – стало быть, проблема и в самом деле не в нем. И не в аккумуляторе. Значит, проблема – в тяговом реле или в других элементах цепи.

Кстати: если Вы надумаете делать подобные проверки, НЕ ЗАБУДЬТЕ снять автомобиль с передачи (на автоматических КПП – поставить рычаг в положение «Нейтраль». А то, сами понимаете, иначе при начале работы стартера могут быть, мягко говоря, нехорошие последствия… если Вы при этом будете стоять рядом с автомобилем.

Проверка исправности тягового реле на автомобиле

Следующая проверка – проверка тягового реле (при условии, что стартер и аккумулятор – исправны и работоспособны!). Для этого нужно всего-навсего найти разъем, от которого питание с аккумулятора поступает на управляющий вход тягового реле. Нередко соответствующие электропровода окрашиваются в красный цвет и имеют довольно большую толщину.

И – электропроводом достаточной длины и толщины подать напряжение от плюса аккумулятора на этот разъем. Если стартер таки заработал – ну, значит, дело не в тяговом реле. Ну, или, как минимум, не только в нем. Значит, дело – в остальной части электрической цепи, ДО тягового реле. Это – замок зажигания, предварительное реле, блок сигнализации, иммобилайзер, компьютер и т.д., и т.п. – в зависимости от конструкции автомобиля.

А вот если стартер НЕ заработал, если тяговое реле все так же щелкает, но вал стартера не крутится – ну, тут уж однозначно, что виновато именно тяговое реле.

Выходя из ситуации может быть примерно два:

1. Замена тягового реле,
2. Ремонт тягового реле.

Ну, по идее, можно, конечно, особо не задумываться и купить сразу новый автомобиль, а этот – продать за столько, за сколько купят. Но, это уж, как говорится, кому как нравится… Мы же рассмотрим, как можно отремонтировать тяговое реле стартера. Но, вначале – рассмотрим его устройство. Да, придется вникать в детали.

Общий вид тягового реле

Общий вид обычного «классического», уже бывшего в употреблении, тягового реле приведен на рисунке выше. Да, это – то самое «старое-доброе» жигулевское реле. Крепящееся к стартеру на трех винтах. Вот на его примере и рассмотрим, как же можно его отремонтировать. Или – усовершенствовать, попутно – отремонтировав.

Разборка тягового реле

Иногда встречается мнение, что такое реле – неразборное. На самом деле, это верно только наполовину. Т.е. да, заводи-изготовители, как правило, и в самом деле не предусмотрел в конструкции возможность разборки и ремонта таких реле. Т.е. в этом смысле они и в самом деле – неразборные.

Кстати, на ранних Жигулях присутствовали и разборные тяговые реле, с отвинчивающимися крышками. Но, это было очень давно. В последние годы разборных конструкций, вроде бы, уже не встречается.

Однако, если очень хочется – то разобрать вполне можно. Если действовать аккуратно и четко понимать, что делаете. Для этого следует развальцевать металлический буртик, облегающий часть карболитовой крышки.

Для этого самое простое – это сделать на этом буртике пропил ножовкой по металлу. А затем – аккуратно(!) отгибать буртик в сторону от крышки. Отметим, что отверткой это делать нельзя, так как повредится крышка в результате многочисленных сколов. Она ведь из пластмассы все же сделана. Поэтому следует использовать другой инструмент – например, кусачки или бокорезы. Плоскогубцы/пассатижи, скорее всего, не подойдут, т.к. для данной работы требуется инструмент с острыми и относительно тонкими кромками, типа как у отвертки, но чтобы можно было им работать без упора в крышку.  Если все-таки действовать отверткой – то, скорее всего, крышка будет безнадежно испорчена.

После того, как буртик будет полностью отогнут, необходимо отпаять два электрических контакта, расположенных на крышке. От них провода идут вглубь тягового реле – к его обмоткам. Отпаять следует так, чтобы выходящие из корпуса реле концы проводов никоим образом не касались контактов.

Кстати, для облегчения отпаивания можно использовать отсос для олова.

После того, как провода будут отпаяны – крышку можно легко достать из корпуса. Взору предстанет фланец.

Устройство тягового реле стартера

Итак, вот устройство «классического» тягового реле:

Пару комментариев:

1. На медных контактной пластине и на болтах, расположенных в крышке, видны следы электрической коррозии, есть выработка.
2. Обмотка реле является, мягко говоря, слабоватой. Если бы намотать на нее еще 3-4 слоя провода – было бы, на наш взгляд, лучше. Раньше, кстати, обмотку тягового реле делали с более высоким числом витков.
3. Никаких иных видимых признаков неисправности нет. Обмотка чувствует себя вполне хорошо, нет даже признаков какого-либо подгорания, подплавления или т.п.

Как видим, конструкция тягового реле проста до безобразия. Казалось бы, ломаться-то там нечему. Казалось бы – надо лишь почистить контактные части – и… мол, все будет хорошо. Собственно, так и пишут многие мастера, ремонтирующие тяговые реле. Но, нет, это заблуждение. И его сейчас важно развеять.

Да, в самом деле, после зачистки контактов реле будет работать. Какое-то время. Может, месяц. А то и полгода. Но, потом оно вновь замучает владельца автомобиля своими капризами. Которые постепенно будут происходить все чащи и чаще. По банальной причине: недоработка завода-изготовителя. То ли по оплошности, то ли умышленно. Причем, такая недоработка встречается у очень многих заводов-изготовителей, производящих тяговые реле для российских автомобилей. Если не у всех.

Для дальнейшего понимания происходящего надо бы рассмотреть схему обмоток тягового реле.

Электрическая схема тягового реле

При включении контактов стартера в замке зажигания, появляется ток втягивающего реле, он приходит в одну точку на крышке реле и далее разветвляется на две обмотки. Более толстая - втягивающая обмотка, потребляет примерно 40 Ампер, удерживающая обмотка потребляет примерно 10 Ампер.

В сумме втягивающее потребляет примерно 50 Ампер. Силы магнитного поля  такого тока вполне достаточно, чтобы сердечник скачком втянулся (слышно громкий щелчок). Силовые контакты замыкаются и через них протекает ток самого стартера.

И все же, зачем две обмотки во втягивающем реле? Посмотрим схему, которая показывает работу втягивающего когда стартер включился и крутит.

Из этой схемы видно, что при замкнутых силовых контактах втягивающая обмотка отключается.

Зачем это нужно?

В момент включения стартера, втягивающее должно обеспечить большое усилие, чтобы сдвинуть бендикс, преодолеть сопротивление возвратной пружины и ударно замкнуть силовые контакты. Чтобы получить такое сильное магнитное поле нужен ток 50 Ампер. Но когда бендикс сдвинут, а контакты замкнуты, сердечник надо только удержать, для этого достаточно всего 10 Ампер.  Поэтому сделано две обмотки, сначала работают обе, выполняют тяжелую задачу - сдвинуть сердечник, а потом остается только одна удерживающая, а более мощная - втягивающая отключается.

Как это делается?

Почему после замыкания контактов втягивающая обмотка престает потреблять ток?

Втягивающая обмотка включена последовательно со стартером. и сначала, пока контакты не замкнулись, ток идет через втягивающую обмотку и через стартер. Можно было бы пустить ток втягивающего сразу на массу, но его специально пускают через стартер. Когда силовые контакты замкнулись, ток начинает идти, через эти контакты, то есть, по цепи меньшего сопротивления, и идти через обмотку втягивающего уже не может. Это называется шунтирование, или пускание мимо. Посмотрим упрощенную схему шунтирования втягивающей обмотки.

Что дает отключение втягивающей обмотки?

Если при запуске двигателя стартер потребляет 250 Ампер, это очень большой ток - на пределе возможностей аккумулятора (особенно во второй половине его жизни), при отключении втягивающей обмотки, эти ненужные втягивающему реле 40 Ампер может забрать сам стартер. В теплую погоду с заряженным аккумулятором это будет незаметно, но если холодно и запуск становится проблемным, эти лишние 40 Ампер помогут стартеру прокрутить двигатель.

А теперь рассмотрим электрическую цепь внутри тягового реле

На одной из картинок выше (там, где были основные детали тягового реле) имеется такая деталь, как фланец. На нем видно место припайки провода удерживающей обмотки (на картинке обозначено зеленой стрелкой). Иными словами, ток от удерживающей обмотки попадает на этот самый фланец.

А дальше? Дальше он попадает на корпус реле, ну, и через стартер – на массу, т.е. в итоге – на минус аккумулятора.

Так вот, заводская недоработка кроется именно здесь

Обратим внимание, что электрический ток с фланца попадает на корпус реле просто… путем обычного контакта. Причем, обе этих детали сделаны из обычной стали(!), а вовсе не из меди, латуни или т.п. До тех пор, пока реле еще не очень старое, то контакт наблюдается более-менее и тяговое реле хорошо работает, удерживающая обмотка надежно держит якорь реле, обеспечивая включение стартера. А вот когда пройдет некоторое время (на практике – несколько лет), то контакт постепенно нарушается.

Вначале – слегка. Неисправность пока выражается в том, что приходится несколько раз поворачивать ключ зажигания в замке, прежде, чем включится стартер. Т.е. приходится несколько раз «пощелкать» тяговым реле.

Временно неисправность может пропасть, но, потом она ЗАКОНОМЕРНО повторяется вновь. Почему? Потому что, еще раз: фланец и корпус реле сделаны из обычной стали. Это - не тот металл, который может применяться для электрических контактов. Ибо в скором времени поверхность стали окисляется, электрическое сопротивление между поверхностями фланца и корпуса тягового реле нарастает. И вот, когда оно достигает критического значения – удерживающая обмотка уже неспособна держать якорь.

В итоге возникает следующая ситуация. При повороте ключа зажигания втягивающая обмотка вполне срабатывает, втягивает якорь внутрь корпуса реле. Слышен ясный, четкий его щелчок. Однако, как только якорь втянется полностью, как только контактная пластина замкнет болты на крышке реле, втягивающая обмотка тем самым замыкается накоротко и, естественно, перестает работать.

А удерживающая, как мы уже обсуждали, полноценно работать не может по причине окисления контактирующих поверхностей фланца и внутренней части корпуса реле. Тем более, она, к тому же, гораздо слабее, чем втягивающая. В итоге – получается даже немного смешная ситуация: вроде, якорь реле доходит до нужного места, вводит в зацепление шестерню на бендиксе с маховиком и замыкает болты реле, но… тут же усилие прижима контактной пластины к болтам резко падает (почти до нуля) и якорь под действием пружины возвращается обратно.

Как только он начнет возвращаться обратно – контактная пластина отойдет от болтов и втягивающая обмотка вновь включится, якорь вновь начнет втягиваться внутрь реле… ну, и т.д. Т.е. это будут происходить колебания контактной пластины взад и вперед. Этот процесс будет, увы, повторяться до тех пор, пока ключ зажигания будет удерживаться в положении «Пуск двигателя». При том, что произошел лишь ОДИН(!) щелчок тягового реле.

А это – очень плохо: помимо невозможности пуска и подсадки аккумулятора, будет происходить ускоренное подгорание контактной пластины и болтов реле. Т.е. контактны реле будут ускоренно вырабатывать свой ресурс.

Почему? Потому что при каждом очередном замыкании/размыкании контактных болтов между ними и контактной пластиной будет проскакивать искра, причем, довольно мощная, т.к. ток, протекающий через втягивающую обмотку, составляет от 30-40 А. Плюс тот ток, который успеет протечь и через стартер. Правда, через стартер он будет течь всего лишь долю секунды, но "свое дело" сделает - будет наблюдаться искра.

Частоту колебаний пластины определить трудно, но, в любом случае, это будет много раз в секунду. Т.е. если водитель автомобиля, пытаясь завести двигатель, после очередного щелчка тягового реле продолжает удерживать ключ зажигания в положении «Пуск», скажем, 2-3 секунды, то контакты реле получат несколько десятков (если не сотен) искр! Непрерывно! И так – при КАЖДОМ неудачном повороте ключа зажигания, сопровождающемся щелчком реле, но НЕ сопровождающимся вращением вала стартера.

Итак, указанная неисправность в итоге усугубляет сама себя и приводит:

1. К очень(!) ускоренному обгоранию контактов тягового реле,
2. Дополнительной подсадке аккумулятора,
3. А еще и, попутно, к дополнительному износу замка зажигания, так как приходится поворачивать ключ не один, а несколько раз.

Как итог – вскоре реле вообще перестает подавать ток на стартер и способно, разве что, громко (или негромко) щелкать при попытках завести двигатель. После этого – два пути:

1. Заменить реле новым. При этом четко зная, что новое придет в негодность максимум, через несколько лет по указанной выше причине.
2. Устранить заводскую недоработку. Которая, повторимся, является если не общей для всех тяговых реле, то крайне распространенной, по крайней мере, на российских автомобилях.

Ну, насчет первого варианта – все просто: пошел в магазин, да купил новое реле. Потом поставил его на автомобиль – при помощи мастеров с автосервиса или самостоятельно. Это мы обсуждать не будем. А вот можно ли реле отремонтировать?

Да, вполне можно. Причем, делается это очень легко. Не потребуется даже его разборка. Правда, с автомобиля снять его все же придется. И, да, потребуется болгарка и электросварка.

Идея ремонта – такая: обеспечить надежный контакт между фланцем и корпусом тягового реле. Сделать это несложно. Надо лишь сделать болгаркой небольшой пропил на корпусе реле в нужном месте. Примерно в том месте, которое указано на одной из схем выше красной стрелкой. Покажем еще раз, на примере развальцованного корпуса:

Место пропила должно быть правее(!) на пару миллиметров от плоскости крышки (если судить по данному фото). Цель пропила – добраться до фланца. Толщина корпуса в этом месте – где-то 2 мм. поэтому слишком глубоко пилить не следует.

После того, как пропил выполнен, его следует слегка расширить (т.е. сделать так называемую разделку кромок – сварщики здесь поймут, о чем идет речь). Ну, и после этого – заварить. Тем самым, фланец будет надежно соединен с корпусом. Не просто касанием/запрессовкой (как оно сделано в заводской конструкции), а сваркой. Что может быть надежнее и качественнее?...

Всё, ремонт окончен. Реле можно даже не разбирать реле и НЕ зачищать контакты – при условии, что его обмотки не испорчены. Контакты, даже если они были загрязнены - вскоре зачистятся сами в ходе функционирования реле. Этому помогут как раз те самые искры, каждая из которых будет отрывать от контактов мельчайшую частичку металла и, тем самым, очищать их поверхность. Разборка реле может потребоваться, разве что, в тяжелых случаях, когда контактная пластина или болты настолько сильно выгорели, что требуется их замена. Но, по опыту разборки многих тяговых реле, их контакты просто не успели дойти до столь плачевного состояния; гораздо раньше начинает сказываться указанная неисправность. Тогда как выработка на контактах бывает довольно незначительной.

Указанная технология была успешно применена на нескольких реле, от которых их владельцы полностью отказались и, по сути, собирались выбросить. После сварки все реле заработали как будто новые. Стартеры начинали крутиться СРАЗУ после поворота ключей зажигания безо всяких щелчков. И, что любопытно, в одном случае пуск двигателя стал даже как-то увереннее, без раздумий.

Как угадать правильное положение места сварки?

Т.е. где делать пропил? Ведь если реле не разбирать, то непонятно, где начинается карболитовая крышка и начинается фланец. Здесь, надо сказать, все зависит от размеров крышки, в частности, от высоты ее упорной части, которая обвальцовывается при сборке реле. Поэтому для надежности целесообразно иметь под руками аналогичное реле в разобранном виде и по нему уже сориентироваться, определившись с точным местом пропила.

Хотя, ошибка в пару миллиметров существенной роли не играет: ведь фланец – достаточно толстый, миллиметра 3-4 толщиной. Главное здесь – не сделать пропил так, что он попадет на поверхность карболитовой крышки.

О мерах безопасности при сварке

Все-таки, сварочная дуга – это источник очень большого тепловыделения. Место сварки – непосредственно рядом с поверхностью карболитовой крышки, поэтому, если замешкаться, то крышка может начать подгорать. Это, по идее, не слишком критично (если не выгорит существенная ее часть), но все же лучше этого не допускать.

Поэтому сварку следует проводить максимально быстро (не более 3-4 секунд) и ТУТ ЖЕ охлаждать водой. В идеале для этого можно использовать, к примеру, брызгалки для опрыскивания цветов или что-то аналогичное. Понятное дело, что тяговое реле стартера целиком в воду погружать не следует.

Если сразу не смогли качественно заварить – следует прервать сварку, охладить ее место и продолжать заваривать вновь.

Поэтому если не уверены в своих сварочных навыках – лучше поручить эту сварщику-профессионалу. При этом стоимость сварки будет как раз примерно равна стоимости нового тягового реле. Но, заплатив один раз, вы получите если не вечное реле, то, по крайней мере, очень надежное, которого послужит вам верой и правдой долгие годы. Ведь, повторимся, при пусках двигателя не будет колебаний контактной пластины и постоянных замыканий/размыканий болтов реле. Соответственно, срок службы контактов будет существенно ВЫШЕ, чем у нового заводского реле.

В заключение

Остается открытым лишь один вопрос: кто/что мешает заводам производителям сделать подобное самостоятельно, в заводских условиях? Ведь очевидно, что сделать провар в условиях завода – это вообще дело пары секунд. Ибо там есть точечная автоматизированная сварка.

Тогда что это – недосмотр?... Маловероятно. Ведь этим реле уже не один десяток лет, при том, что конструкция их в целом существенно не меняется. Да, вместо трех болтов сейчас во многих реле уже используется два; раньше были разборные реле, а теперь – нет; может, некоторые модели имеют несколько иные обмотки или диаметры проводов; болты раньше делались из чистой меди, а сейчас медными делаются только их контактные части, а в остальном болт выполняется из обычной стали; ну, и т.д. Но, в целом, конструкция тяговых реле по сути существенно не изменилась. Если не принимать во внимание некоторые автомобили иностранного производства, конечно.

Так что, скорее всего, указанная недоработка – это очередной приемчик заводов-производителей к стимуляции объема продаж. В данном случае – продаж тяговых реле. И, кстати, чтобы разобраться в истинных причинах неисправности - может потребоваться длительное время, ибо сразу можно и не догадаться.

Так что – НЕ ВЫКИДЫВАЙТЕ СТАРЫЕ ТЯГОВЫЕ РЕЛЕ! Возможно, после указанного ремонта они будут гораздо качественнее, чем новые. А кто знает, может, в будущем технологию их изготовления еще «усовершенствуют» и срок их службы еще сильнее снизится.