DENSO przeprowadziło testy alternatora jednej z konkurencyjnych marek w oparciu o standardy projektowania DENSO (DDS). Celem testów było zbadanie wydajności i trwałości alternatora oraz przeanalizowanie składu połączeń spawanych.

Alternator marki X (nazwa producenta została zmieniona, aby zapewnić jego anonimowość) nie zdał wszystkich trzech testów.

Test wydajności alternatora

Na potrzeby testu, alternator najpierw został rozgrzany do właściwej temperatury pracy i obracał się z prędkością 5000 obrotów na minutę przez 30 minut. Następnie, w ciągu 60 sekund przeprowadzono zmianę prędkości obrotów z 1000 obr./min. na 10000 obr./ min., w temperaturze otoczenia 25°C i 90°C. Wartości obrotów są powiązane z obrotami alternatora, dla których 1800 obr./min. odpowiada prędkości obrotowej silnika na biegu jałowym, a 5000 obr./min. – normalnej prędkości silnika podczas jazdy.

Kryterium zaliczenia testu było spełnienie lub przekroczenie standardów DDS dla mocy wyjściowej w każdym z czterech scenariuszy testu. W każdym z testów moc wyjściowa alternatora marki X nie spełniła wymagań DDS. Co więcej, alternator marki X nie tylko nie zaliczył testu wydajnościowego, ale również stopiła się w nim żywica izolacyjna wirnika – częsta przyczyna przedwczesnego uszkodzenia alternatora. Alternator DENSO we wszystkich testach przekroczył kryteria wydajności DDS.

Test wytrzymałości alternatora

W celu przetestowania wytrzymałości alternatora, DENSO zastosowało analizę „w górę i w dół”, czyli przyspieszanie i zwalnianie jego obrotów w zakresie od 0 do 22500 obr./min. Alternator był testowany w temperaturze 90°C w 20-sekundowych cyklach: 1 sekunda przyspieszenia, 9 sekund przy 22500 obr./min., 1 sekunda zwalniania i 9 sekund przy 0 obr./min.

Aby zdać test, po 45000 cykli moc wyjściowa alternatora powinna zmniejszyć się maksymalnie o 10%. Nie powinny wystąpić żadne uszkodzenia mechaniczne ani pęknięcia elementów spawanych.

Alternator marki X uległ uszkodzeniu po 1227 cyklach z powodu pęknięcia w uzwojeniu wirnika. Test nie mógł być dokończony. Po demontażu odnotowano kontakt pomiędzy wirnikiem a uzwojeniem. Wynikał on z odkształcenia bieguna wirnika i pęknięcia żywicy izolacyjnej w punkcie spajającym. Wykryte usterki pokazały, że testowana jednostka marki X ma bardzo krótką żywotność, odpowiadającą ok. 6 miesiącom pracy.

Alternator DENSO nie wykazał natomiast żadnych oznak awarii przez około 90 000 cykli, co odpowiada ponad 15 latom użytkowania. Uszkodzenie mechaniczne może wystąpić po 130 000 cykli, z powodu uszkodzenia połączeń spawanych wentylatora.

Badanie składu połączeń spawanych

W ostatnim teście, za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) i analizatora rentgenowskiego (EDX), przeanalizowano skład chemiczny stopów spawalniczych w alternatorze marki X. SEM zapewnia szczegółowe obrazy w wysokiej rozdzielczości, a EDX służy do identyfikacji pierwiastków, które składają się na próbkę. Aby zapewnić zgodność nie tylko z DDS, ale również z ustawodawstwem europejskim, spawanie powinno odbywać się bezołowiowo, ponieważ ołów jest materiałem szkodliwym. Mimo to test wykazał obecność ołowiu i cyny w stopie spawalniczym w alternatorze marki X.

Ustawodawstwo europejskie zabrania stosowania tych metali ciężkich w częściach takich jak alternatory ze względu na ich słabą wytrzymałość mechaniczną i niską temperaturę topnienia, co przekłada się na zagrożenie pożarowe. W przeszłości prawie wszystkie spoiny zawierały ołów, ale obawy dotyczące bezpieczeństwa w coraz większym stopniu dyktowały stosowanie stopów bezołowiowych. Ponadto zastosowanie lutowania w celu połączenia fazy stojana i prostownika oraz ramy regulatora podkreśla słabą jakość alternatora marki X. W przeciwieństwie do tego producenta, DENSO stosuje spawanie metodą TIG w celu połączenia fazy stojana i prostownika i spawanie punktowe dla ramy regulatora, zawsze z użyciem stopów bezołowiowych.

Więcej informacji o alternatorach DENSO można znaleźć na stronie www.denso-am.pl, w katalogu TecDoc lub u przedstawiciela DENSO.