कार ऑल्टरनेटर के सेवा जीवन को कौन-कौन से कारक प्रभावित करते हैं?

विद्युत भार और प्रणाली संगतता

वाहन की शक्ति उत्पादन प्रणाली पर लगाया गया निरंतर विद्युत मांग ऑल्टरनेटर के जीवनकाल को सीधे प्रभावित करती है। घटकों की संगतता—विशेष रूप से ऑल्टरनेटर, बैटरी और वोल्टेज नियामक के बीच—निर्धारित करती है कि ऊर्जा का उत्पादन, नियमन और वितरण कितनी कुशलता से किया जाता है।

कार ऑल्टरनेटर पर अतिरिक्त उपकरणों के प्रभाव

जब कोई व्यक्ति शक्तिशाली ध्वनि प्रणाली, अतिरिक्त प्रकाश या विंच जैसे उच्च शक्ति वाले एक्सेसरीज़ स्थापित करता है, तो वह वाहन की विद्युत प्रणाली को उससे अधिक भारित कर देता है जिसके लिए यह डिज़ाइन किया गया था। ऑल्टरनेटर को लगातार लगभग पूर्ण क्षमता पर चलाने के लिए दबाव में रखा जाता है, जिससे बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है और घटकों का सामान्य से तेज़ी से क्षरण होता है। पुराने या छोटे ऑल्टरनेटर को इन सभी अतिरिक्त उपकरणों के एक साथ चलने पर बैटरी की आवश्यकताओं को पूरा करने में कठिनाई होती है। इससे बैटरी को उचित रूप से चार्ज नहीं किया जाता है और गहन डिस्चार्ज साइकिल्स के माध्यम से गुज़रना पड़ता है, जो समय के साथ बैटरी और ऑल्टरनेटर दोनों को क्षति पहुँचाता है। ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग द्वारा 2023 में किए गए एक हालिया अध्ययन में पाया गया कि 500 वाट से अधिक अतिरिक्त विद्युत उपकरणों वाले वाहनों में, सामान्य वाहनों की तुलना में सड़क पर केवल तीन वर्षों के बाद ऑल्टरनेटर विफलताओं की संख्या लगभग दोगुनी हो गई।

बैटरी के क्षरण से कार के ऑल्टरनेटर पर तनाव कैसे बढ़ता है

जब सीसा-अम्ल बैटरियाँ पुरानी हो जाती हैं, तो वे पहले की तरह चार्ज नहीं रख पातीं, और इसके साथ ही उनका आंतरिक प्रतिरोध भी बढ़ जाता है। इसके बाद क्या होता है? खैर, चार्जिंग की अवधि के दौरान ऑल्टरनेटर को लंबे समय तक चलने के अलावा कोई विकल्प नहीं बचता। इसे सिस्टम के अंदर होने वाली अतिरिक्त हानियों की भरपाई करनी होती है और विभिन्न घटकों से आने वाली अप्रत्याशित बिजली की मांग को संभालना होता है। यह सभी कुछ वोल्टेज रिपल (वोल्टेज तरंगन) पैदा करता है—विद्युत प्रवाह में तेज़ चोटियाँ और गिरावटें, जो स्टेटर वाइंडिंग्स को वास्तव में जला सकती हैं और डायोड्स पर गंभीर तनाव डाल सकती हैं। कुछ अध्ययनों में वास्तव में यह पाया गया है कि पुरानी बैटरियों के साथ काम करने वाले ऑल्टरनेटर्स, अच्छी स्थिति वाली बैटरियों से जुड़े ऑल्टरनेटर्स की तुलना में लगभग दोगुनी दर से विफल होते हैं। भविष्य में प्रतिस्थापन लागत को ध्यान में रखते हुए यह काफी महत्वपूर्ण है।

वोल्टेज नियामक की विफलता और इसका कार ऑल्टरनेटर की दीर्घायु पर प्रभाव

वोल्टेज नियामक बैटरी और विद्युत प्रणाली की सुरक्षा के लिए स्थिर आउटपुट—आमतौर पर 13.5–14.8V—बनाए रखता है। जब यह विफल होता है, तो दो क्षतिकारक स्थितियाँ उभरती हैं:

1. अति आवेश , जो बैटरी इलेक्ट्रोलाइट को उबालता है, डायोड्स को क्षतिग्रस्त करता है और वाइंडिंग्स को अत्यधिक गर्म करता है;
2. अल्प-चार्जिंग , जो बैटरी सल्फेशन को बढ़ावा देती है और ऑल्टरनेटर को अस्थायी उच्च-एम्पियरेज ऑपरेशन में धकेलती है।

नियामक की खराबी अक्सर पूर्ण ऑल्टरनेटर विफलता से पहले होती है। सेवा नेटवर्क से प्राप्त क्षेत्र डेटा से पता चलता है कि जली हुई वाइंडिंग्स के कारण प्रतिस्थापित किए गए ऑल्टरनेटर्स में से 68% के संबंध में पहले से ही नियामक की अनियमितताओं की पुष्टि की गई थी।

तापीय प्रबंधन और ताप-संबंधित घिसावट

कार ऑल्टरनेटर्स में कूलिंग फैन की दक्षता और आंतरिक तापमान सीमाएँ

कार के अंदर ऑल्टरनेटर में, जब वे भारी काम कर रहे होते हैं, तो तापमान अक्सर 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक पहुँच जाता है। अधिकांश मॉडलों में रोटर से जुड़ा एक शीतलन पंखा होता है, जो स्टेटर वाइंडिंग्स और डायोड पैक जैसे महत्वपूर्ण भागों के माध्यम से वायु को धकेलता है। जब सड़क की गंदगी इन पंखे की ब्लेड्स पर जमा हो जाती है या तेल वहाँ जमा होने लगता है, तो वायु प्रवाह काफी कम हो जाता है—हमारी दुकान में देखे गए अनुसार कभी-कभी लगभग 40% तक। इसका अर्थ है कि ऑल्टरनेटर अपने सामान्य से अधिक गर्म होकर काम करता है, जिससे तांबे के तारों के चारों ओर का विद्युतरोधी आवरण क्षीण होने लगता है और डायोड कनेक्शन तेजी से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं। शहरी ड्राइविंग, जिसमें बार-बार रुकना और शुरू करना शामिल होता है, स्थिति को और भी खराब कर देती है, क्योंकि इंजन पंखे को उचित रूप से घुमाने के लिए पर्याप्त गति से नहीं घूमता है। हम इन पंखों की जाँच लगभग हर तीन महीने में करने की सिफारिश करते हैं, जिसमें किसी भी अवरोध की खोज करना और यह सुनिश्चित करना शामिल है कि वेंटिलेशन पोर्ट्स में कुछ भी अवरुद्ध नहीं है। यह सरल जाँच भविष्य में महंगी मरम्मत से लोगों को बचा सकती है।

हाउसिंग वेंटिलेशन डिज़ाइन और थर्मल साइक्लिंग थकान

वेंटिलेशन स्लॉट्स और उन गर्मी अपशोषक फिन्स का उपयोग संवहनी शीतलन में सहायता करता है, हालाँकि इसके लिए कुछ लागत आती है क्योंकि आंतरिक भाग नमी और सभी प्रकार के दूषकों के संपर्क में आ जाते हैं। हालाँकि, इंजीनियरों को वास्तव में चिंता में डालने वाली बात बार-बार होने वाले तापीय चक्रों के दौरान क्या होता है। घटक गर्म होने पर फैलते हैं और फिर बिजली बंद करने पर फिर से सिकुड़ जाते हैं, जिससे समय के साथ यांत्रिक तनाव उत्पन्न होता है। एल्यूमीनियम हाउसिंग सामग्री उनके अंदर स्थित स्टील घटकों की तुलना में लगभग 1.5 गुना तेज़ी से फैलती है, जिससे उन महत्वपूर्ण माउंटिंग बिंदुओं और सोल्डर जंक्शनों पर अपरूपण बल उत्पन्न होते हैं। लगभग 5,000 ऑपरेशनल चक्रों के बाद—जिसे अधिकांश शहरी कम्यूटर वाहन तक पहुँच जाते हैं—यह इन्सुलेशन परतों और सोल्डर कनेक्शन दोनों में सूक्ष्म दरारें उत्पन्न करना शुरू कर देता है। हम देखते हैं कि यह समस्या उन क्षेत्रों में विशेष रूप से गंभीर हो जाती है जहाँ उच्च आर्द्रता के स्तर के कारण संक्षारण सब कुछ तेज़ी से क्षरित कर देता है। आँकड़े दर्शाते हैं कि ऐसी परिस्थितियों में ये समस्याएँ वास्तव में ऐसे ऑल्टरनेटरों में प्रारंभिक विफलताओं का लगभग 23% कारण बनती हैं। इसका मुकाबला करने के लिए निर्माता बेहतर वेंट स्थापना रणनीतियों की ओर देख रहे हैं, साथ ही साथ ऐसे सुरक्षात्मक कॉन्फॉर्मल कोटिंग्स का उपयोग कर रहे हैं जो चीज़ों को पर्याप्त ठंडा रखने और घटकों को दीर्घकालिक क्षरण से बचाने के बीच संतुलन बनाए रखते हैं।

यांत्रिक अखंडता: बेल्ट, पुली और माउंटिंग स्थिरता

कार ऑल्टरनेटर की टिकाऊपन में आदर्श ड्राइव बेल्ट टेंशन और उसकी भूमिका

ड्राइव बेल्ट टेंशन ऑल्टरनेटर के जीवनकाल का एक महत्वपूर्ण निर्धारक है: बहुत ढीली टेंशन के कारण फिसलन होती है—जिससे चार्जिंग दक्षता कम हो जाती है और बेल्ट तथा पुली के क्षरण की दर बढ़ जाती है—जबकि अत्यधिक टेंशन बेयरिंग्स और शाफ्ट्स पर दबाव डालती है, जिससे कार्यकारी तापमान अधिकतम 30% तक बढ़ सकता है। आदर्श टिकाऊपन के लिए:

• निर्माता के विनिर्देशों के अनुसार टेंशन को बनाए रखें (आमतौर पर 100 मिमी स्पैन प्रति 1–2 मिमी विक्षेपण);
• दरारें, चमकदार सतह (ग्लेज़िंग) या फ्रेयरिंग के लिए तिमाही आधार पर बेल्ट्स का निरीक्षण करें;
• किनारे के क्षरण को रोकने के लिए लेज़र उपकरणों का उपयोग करके पुली संरेखण की पुष्टि करें;
• अचानक लोड शिखरों से बचने के लिए बेल्ट्स को पूर्वव्यवस्थित रूप से—प्रतिक्रियाशील रूप से नहीं—बदलें।

टेंशन रखरखाव की उपेक्षा करने से ऑल्टरनेटर पर भार बढ़ता है और उच्च-माइलेज अनुप्रयोगों में सेवा जीवन अधिकतम 40% तक कम हो जाता है। विद्युत प्रणाली की विश्वसनीयता को बनाए रखने के लिए लगातार और सटीक टेंशन नियंत्रण सबसे लागत-प्रभावी उपाय बना हुआ है।

पर्यावरणीय उजागरता और संक्षारण प्रतिरोध

गीलापन, सड़क नमक, और कार ऑल्टरनेटर की विफलता में टर्मिनल ऑक्सीकरण

जब ऑल्टरनेटर्स को कठोर पर्यावरण के संपर्क में लाया जाता है, तो उनका जीवनकाल काफी हद तक कम हो जाता है। सर्दियों में देखे जाने वाले सड़क नमक से ये चालक विलयन बनते हैं, जो एल्यूमीनियम हाउसिंग और उन स्टील के भागों दोनों को क्षरित करने लगते हैं जो सब कुछ एक साथ रखते हैं। इसी बीच, अंदर प्रवेश करने वाला पानी तांबे के संपर्क बिंदुओं और तारों को जंग लगाने लगता है, जिससे विद्युत प्रतिरोध लगभग तीन गुना बढ़ जाता है। इसके बाद जो होता है, वह पूरे सिस्टम के लिए काफी खराब होता है। यह पूरी प्रक्रिया वोल्टेज के स्थिर रहने की क्षमता को प्रभावित करती है, जिससे अत्यधिक गर्म होने की समस्याएँ उत्पन्न होती हैं और कभी-कभी इंजन को स्टार्ट करने के प्रयास में वोल्टेज 9 वोल्ट से नीचे गिर जाता है। तटीय क्षेत्रों में रहने वाले या बहुत अधिक बर्फ वाले क्षेत्रों में रहने वाले लोगों के लिए, यह प्रकार का टर्मिनल क्षरण वास्तव में सभी रिपोर्ट किए गए ऑल्टरनेटर संबंधित मुद्दों में से लगभग एक तिहाई का कारण बनता है। लोग अक्सर अपने हेडलाइट्स के मद्धिम होने को नोटिस करते हैं या ऐसी स्थिति में फँस जाते हैं जहाँ उनकी कार स्टार्ट नहीं होती, हालाँकि आंतरिक घटकों का अधिकांश हिस्सा अभी भी ठीक काम कर रहा हो सकता है।