MPaDruck208Service.Selbststudienprogramm 208Klimaanlagen im KraftfahrzeugGrundlagen1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -30 -20Temperatur-10o0 C10203040506070air dition con“Air-condition“, das Klimatisieren von Fahrzeugen, hat den Anspruch als Luxusausstattung längst abgelegt. Klimaanlagen sind zu einem Faktor der aktiven Sicherheit geworden und gehören fast schon zur Fahrzeug-Sicherheitstechnik. Gab es vor 10 Jahren nur in etwa 10 Prozent aller neu zugelassenen Fahrzeuge eine Klimaanlage, hatten 1996 bereits mehr als ein Viertel der neu zugelassenen Fahrzeuge eine solche serienmäßig eingebaut. Der Wunsch nach “air-condition“ erhöht sich bei den Kunden ständig.Der Aufbau des Kältemittelkreislaufes einer Klimaanlage ist in allen Fahrzeugen gleich. Lediglich in der Anpassung an den Kälteleistungsbedarf variieren sie. In diesem Selbststudienprogramm wollen wir Sie mit dem grundsätzlichen Anliegen und dem Aufbau einer Klimaanlage vertraut machen. Sie erfahren die Funktion der Bauteile bei der Kälteentwicklung, die Besonderheiten des Kältemittels und warum Klimaanlagen besondere Servicevorschriften benötigen. Die dargestellten Bauteile sind überwiegend allgemeingültig.Beachten Sie bitte bei Zahlenangaben, daß es sich um ausgewählte Beispiele handelt. Entsprechend dem Kälteleistungsbedarf variieren die absoluten Werte fahrzeugspezifisch.NEU Achtung HinweisDas Selbststudienprogramm ist kein Reparaturleitfaden!Prüf-, Einstell- und Reparaturanweisungen entnehmen Sie bitte der dafür vorgesehenen KD-Literatur.2Auf einen BlickDas Klima im Auto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Warum Klimaanlage?Angewandte PhysikDas Kältemittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Die Kühltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Der Kältemittelkreislauf – Prinzip Kältemittelkreislauf mit Expansionsventil Der Kompressor Die Kompressorarbeitsweise Magnetkupplung Der Kondensator Der Flüssigkeitsbehälter und Trockner Expansionsventil Expansionsventil – neue Generation Der Verdampfer Kältemittelkreislauf mit Drossel Die Drossel Der Auffangbehälter134Systemregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Komponenten des SicherungssystemsKühlerlüfterschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Schaltung der Lüfter zur Motor-/Kondensatorkühlung Steuergerät für Lüfter für Kühlmittel J293Temperaturregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Regelung – manuell Regelung – automatisch Systemübersicht Steuergerät mit Bedienungs- und Anzeigeeinheit Die wichtigsten Temperaturfühler Zusatzsignale zur Temperaturregelung Stellmotoren Luftführung Zur Luftverteilung UmluftbetriebServicetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Sicherheitsmaßnahmen Allgemeine Hinweise zu Funktionseinflüssen Fehlerdiagnose durch Druckprüfung Fehlerdiagnose durch EigendiagnoseInformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Wichtige Begriffe der KühltechnikMPaPhysik zur Kühltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Rt°3Das Klima im AutoWarum Klimaanlage?Der Mensch fühlt sich bei einer bestimmten Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit wohl, er empfindet dies als Behaglichkeit. Das Wohlbefinden als eine Komponente der Aktiven Sicherheit, hat einen großen Anteil an der unbeeinträchtigten Fahrtüchtigkeit. Das “Klima im Auto“ nimmt direkt Einfluß auf den Fahrer, auf ein ermüdungsfreies Fahren, auf die Fahrsicherheit. Behagliche Innenraumtemperatur wird bestimmt von der herrschenden Außentemperatur und genügendem Luftdurchsatz: niedrige Außentemperatur, z. B. –20 oC höhere Innenraumtemperatur 28 oC hoher Luftdurchsatz 8 kg/min hohe Außentemperatur, z. B. 40 oC niedrige Innenraumtemperatur 23 oC hoher Luftdurchsatz 10 kg/min mittlere Außentemperatur, z. B. 10 oC niedrige Innenraumtemperatur 21,5 oC geringer Luftdurchsatz 4 kg/min Auch eine moderne Heizungs- und Belüftungsanlage kann bei hohen Außentemperaturen die Aufgabe, Behaglichkeit zu erzeugen, nur ungenügend erfüllen. Warum?°C– Besonders bei hoher Sonneneinstrahlung kann die aufgeheizte Innenraumluft nur durch Luft mit Umgebungstemperatur ausgetauscht werden. – Auf dem Weg von der Ansaugstelle zum Luftaustritt erfolgt meist noch eine Aufheizung um mehrere Grad. – Soll ein geöffnetes Fenster oder Schiebedach oder höhere Lüfterdrehzahl zur Behaglichkeit beitragen, führt dies meist zu Zugluft und anderen Belästigungen wie Lärm, Abgase, Blütenstaub.Behaglichkeitskurvenkg/minInnenraumtemperatur28824422220 -20 -10 0 10 20 30 40 °C0Luftdurchsatz266208_043AußentemperaturBei hoher Luftfeuchtigkeit erhöht sich die körperliche Belastung um ein Mehrfaches.Temperaturen in einem Mittelklasse-PKW bei: Fahrzeit 1 h Außentemperatur 30 oC Sonneneinstrahlung auf den PKW Bereich Kopf Brust mit Klimaanlage ohne Klimaanlage23 °C 24 °C42 °C 40 °CFuß28 °C35 °C208_0014Auswirkungen einer ungünstigen FahrzeugInnentemperatur auf den MenschenBehaglichkeitsbereichWissenschaftliche Untersuchungen der WHO (World Health Organisation) zeigen, daß Konzentrations- und Reaktionsfähigkeit bei Belastung stark nachlassen.BeanspruchungABTranspirationCHitze ist eine Belastung. Die beste Temperatur für den Fahrer liegt bei 20 bis 22 oC. Das entspricht der Klimabelastung A, dem Behaglichkeitsbereich. Intensive Sonneneinstrahlung auf das Fahrzeug kann die Innenraumtemperatur mehr als 15 oC über die Außentemperatur bringen – insbesondere im Kopfbereich. Hier wirkt die Hitze am gefährlichsten. Die Körpertemperatur steigt an, die Herzfrequenz erhöht sich. Kennzeichnend dafür auch die erhöhte Schweißabgabe. Das Gehirn bekommt zu wenig Sauerstoff. Siehe dazu das Bereich B der Klimabelastung. Ab Bereich C bedeutet das für den Körper schon eine Überbelastung. “Klima-Streß“ nennen es die Verkehrsmediziner. Ein Temperaturanstieg von 25 auf 35 oC, so zeigen Untersuchungen, verringert die Sinneswahrnehmung und Kombinationsgabe um 20 %. Dieser Wert, so wird eingeschätzt, entspricht einer Blutalkoholkonzentration von 0,5 Promille.HerzfrequenzKörpertemperatur Klimabelastung mittelgeringhoch208_042Um solche Belastungen zu mindern oder ganz auszuschließen, wurde mit der Klimaanlage ein System geschaffen, das die Luft im Auto auf eine dem Menschen angenehme Temperatur bringt – die Luft auch reinigen und entfeuchten kann. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, gegenüber hohen Außentemperaturen stark abgesenkte Temperaturen an den Luftaustrittsdüsen zu erzeugen. Und dies sowohl bei stehendem als auch fahrendem Fahrzeug. Ein technischer Nebeneffekt, jedoch ebenso wichtig wie die Temperatursenkung ist die Luftentfeuchtung und die damit verbundene Luftreinigung. Pollenfilter und Aktivkohlefilter sind ergänzende Faktoren zur Luftreinigung. Die Reinigung kommt Menschen mit allergischen Krankheiten sehr entgegen.- ein echtes Sicherheitselement Klimaanlage im Fahrzeug - die funktionelle Ergänzung nicht nur für gehobene Ansprüche5Physik zur KühltechnikAngewandte PhysikGesetzmäßigkeiten Viele Stoffe sind in drei Aggregatzuständen bekannt. Beispiel Wasser: fest – flüssig – gasförmig. Die Kühlung orientiert sich an dieser Gesetzmäßigkeit. Das Bemühen um Kühlung ist seit jeher bekannt. Ein erstes Verfahren zur Kühlung von Nahrungsmitteln war das Lagern im “Eisschrank“. Vom Eis = Wasser im Aggregatzustand fest, wird die Wärme der Nahrungsmittel aufgenommen. Sie kühlen ab. Das Eis schmilzt dadurch, nimmt einen anderen Aggregatzustand an, wird flüssig zu Wasser. Würde dem Wasser weiter Wärme zugeführt, siedet es und verdampft. Der gasförmige Aggregatzustand ist erreicht. Der gasförmige Stoff kann durch Abkühlung wieder in Flüssigkeit, bei weiterer Abkühlung wieder in einen festen Stoff gewandelt werden. Dieses Prinzip ist auf fast alle Stoffe übertragbar: – Ein Stoff nimmt bei der Umwandlung vom flüssigen zum gasförmigen Zustand Wärme auf.Wasser – wird unter Wärmeaufnahme gasförmig208_041AESEis – festoC208_039Eis – wird unter Wärmeaufnahme flüssig208_040Gesetzmäßigkeit– Ein Stoff gibt bei der Umwandlung vom gasförmigen zum flüssigen Zustand Wärme ab.– Wärme fließt immer vom wärmeren zum kälteren Stoff. Die Effekte des Wärmeaustausches, bei der ein Stoff bei bestimmten Punkten seinen Zustand ändert, werden in der Klimatechnik genutzt und technisch umgesetzt.Erstarrungspunkt z. B. Wasser wird zu Eis Siedepunkt z. B. Wasser wird zu Dampf6Druck und Siedepunkt Wird der Druck über einer Flüssigkeit verändert, ändert sich deren Siedepunkt. Alle Flüssigkeiten verhalten sich analog. Siedepunkt H2O/Wasser = Maschinenöl = 100 oC 380 - 400 oC Der Verdampfungsprozeß ist auch das bei Fahrzeug-Klimaanlagen verwendete Verfahren. Ein leicht siedender Stoff wird dazu verwendet. Er wird als Kältemittel bezeichnet. Siedepunkt Kältemittel R12 –29,8 oC Kältemittel R134a –26,5 oC (Der für Flüssigkeiten in Tabellen genannte Siedepunkt bezieht sich immer auf den atmosphärischen Druck von 0,1 MPa = 1 bar.)Vom Wasser wissen wir, daß es bei umso tieferen Temperaturen siedet, also zu Dampf wird, je niedriger der Druck ist.DampfdruckkurveH2O 1,7 17 4,0DampfdruckkurvenR134a R12 401,5153,5351,3 MPa13 MPa bar3,030 bar1,1112,525flüssig0,9 9 2,0flüssig20Druck0,77Druck1,5150,551,010gasförmig0,3 3 0,5gasförmig50,1 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 20010 -40 -20 0 20 40 60 °C 80 1000Temperatur°CTemperatur208_006208_005Was sagt uns eine Dampfdruckkurve?Anhand der Dampfdruckkurven für die beiden Kältemittel R134a und R12 (R12 wird nicht mehr verwendet) und Wasser erkennen wir: – Bei gleichbleibendem Druck wird durch Temperatursenkung der Dampf zur Flüssigkeit (im Kreislauf der Klimaanlage geschieht dies im Kondensator = Verflüssiger), – oder durch Druckminderung geht das Kältemittel vom flüssigen in den dampfförmigen Zustand über (im Kreislauf der Klimaanlage geschieht dies im Verdampfer).MPa7Das KältemittelDas leicht siedende Kältemittel für Fahrzeugklimaanlagen ist ein Gas. Als Gas ist es unsichtbar, als Dampf und Flüssigkeit farblos wie Wasser. Kältemittel R12 – Dichlordifluormethan chem. Formel CCl2F2 ein Fluor-Chlor-Kohlen-Wasserstoff (FCKW) umweltschädigend! Kältemittel R134a – Tetrafluorethan chem. Formel CH2F-CF3 ein Fluor-Kohlen-Wasserstoff (FKW) umweltfreundlich!R34aKältemittel dürfen untereinander nicht gemischt werden, es darf nur das für die jeweilige Anlage vorgeschriebene verwendet werden.Für Fahrzeugklimaanlagen darf seit 1995 in Deutschland das Kältemittel R12 nicht mehr vertrieben und ab Juli 1998 auch nicht befüllt werden. In heutigen Kfz-Klimaanlagen wird ausschließlich das Kältemittel R134a verwendet. – R134a – ein Fluor-Kohlen-Wasserstoff besitzt keine Chloratome wie das Kältemittel R12, die bei Ihrer Abspaltung als Schädiger der Ozonschicht der Erdatmosphäre wirken. – Die Dampfdruckkurve von R134a ist der von R12 sehr ähnlich. Kälteleistung wird wie bei R12 erreicht. Für Klimaanlagen, die nun nicht mehr mit R12 befüllt werden können, ist die Umstellung auf R134a mit einem speziellen Umrüstsatz (Retrofit-Verfahren) möglich.16HalogenverbotsordnungR134aDie so umgerüsteten Anlagen erreichen die ursprüngliche Kälteleistung nicht mehr.bar14 12 10flüssig ExpansionIn Abhängigkeit von Druck- und Temperaturverhältnissen im Kältekreislauf ist das Kältemittel gasförmig oder flüssig.8Druck6 4 2 0 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70oVerdunstung gasförmig Temperatur Dampfdruckkurve R134aC208_0508Zustand des Kältemittels R134a im Kreisprozeß einer Klimaanlage Ergänzend zur Dampfdruckkurve zeigt der Kreisprozeß die Zustandsänderung des Kältemittels bei Druck und Temperatur zusätzlich zum Energiehaushalt, bei der es wieder in den Ausgangszustand zurückgeht. Die Grafik ist ein Ausschnitt aus dem Zustandsdiagramm des Kältemittels R134a für eine Fahrzeugklimaanlage. Je nach Kälteleistungsbedarf eines Fahrzeugtyps ergeben sich dann andere absolute Werte.Der Energieinhalt ist für die konstruktive Auslegung einer Klimaanlage wichtig. Er sagt aus welche Energie notwendig ist, damit der Prozeß laufen kann (Verdampferwärme, Kondensatorwärme) um die vorgesehene Kälteleistung zu erreichen. Physikalische Daten R134a: Siedepunkt: Erstarrungspunkt: Kritische Temperatur: Kritischer Druck: –26,5 –101,6 100,6 4,056 (40,56Temperaturkurve gesättigter Dampf40 90 90 85 80 70 60 50 40 30 20°C °C °C MPa bar)134RTemperaturkurve gesättigte Flüssigkeit4,0Kritischer Punkt (Druck/Temperatur)MPa2,0 1,670C5060B161,040 30 20 2010Druck0,660,4101040,30 C0 CD0,2 200 240 280 320 360 400A44032EnergieinhaltkJ/kg208_053ABKompression im Kompressor, Druck- und Temperaturerhöhung, gasförmig, hoher Druck, hohe Temperatur Kondensationsprozeß im Kondensator, hoher Druck , Temperaturabsenkung, leicht abgekühlt wird Kondensator flüssig verlassen, Expansion = schlagartige Druckentspannung, führt zur Verdampfung Verdampfungsprozeß (Wärmeaufnahme) im Verdampfer. Weg des Umschlages von dampfförmig in gasförmig, Druck niedrig Temperaturkurve zu Punkt BBegriffserläuterung siehe auch Seite 72.BCC DD ADruck0,88bar809Das KältemittelKältemittel und Ozonschicht Ozon schützt die Erdoberfläche gegen die UV-Strahlung, indem diese Strahlen zum Großteil absorbiert werden. UV-Strahlen spalten Ozon (O3) in ein Sauerstoffmolekül (O2) und in ein Sauerstoffatom (O) auf. Sauerstoffatome und -moleküle anderer Reaktionen verbinden sich wieder zu Ozon. Dieser Vorgang läuft in der Ozonosphäre, einem Teil der Stratosphäre, in 20 bis 50 km Höhe ab.kmUVUV200 100 80 60UVUVUVR34aSTRATOSPHÄRE40+Cl=O3 20 O2 10Cl ClOOBestandteil eines FCKW-Kältemittels wie R12 ist Chlor (Cl). Bei unsachgemäßem Umgang steigt das R12-Molekül – da leichter als Luft – bis zur Ozonschicht. Durch UV-Strahlung wird im FCKW ein Chloratom frei, welches mit dem Ozon reagiert. Dabei zerfällt das Ozon und es bleibt ein Sauerstoffmolekül (O2) und Chlormonoxyd (ClO), was später wieder mit Sauerstoff reagiert und Chlor (Cl) freisetzt. Dieser Kreislauf kann sich bis zu 100.000 mal wiederholen. Freie Sauerstoffmoleküle (O2) können aber UV-Strahlung nicht absorbieren.TROPOSPHÄRE5FCKWTreibhauseffektFCKW1Reaktion zwischen FCKW und Ozon in der Atmosphäre208_051Kältemittel und Treibhauseffekt Die Sonneneinstrahlung auf die Erdoberfläche wird als Infrarotstrahlung reflektiert. Spurengase – das wichtigste ist CO2 – reflektieren aber in der Troposphäre diese Wellen. Es kommt zur Klimaaufheizung – zum Treibhauseffekt. FCKW haben hohen Anteil an der steigenden Spurengaskonzentration. 1 kg R12 hat den gleichen Treibhauseffekt wie 4000 t CO2. R134a trägt nur in geringem Maße zum Treibhauseffekt bei. Das Ozonabbaupotential ist gleich Null.FCKW R12Ozonabbaupotential1FKW R134a 0 0 1 2 3 4Treibhauspotential208_05210Kältemittelöl Zur Schmierung aller beweglichen Teile in der Klimaanlage ist ein spezielles Öl – das Kältemittelöl – erforderlich, das frei von Verunreinigungen wie Schwefel, Wachs und Feuchtigkeit ist. Es muß mit dem Kältemittel selbst verträglich sein, da es sich zu einem Teil mit dem Kältemittel mischt und im Kältemittelkreislauf mitläuft und darf auch die Abdichtungen im System nicht angreifen. Es dürfen keine anderen Öle verwendet werden, da diese zu Kupferplattierung, Verkokung und Bildung von Rückständen führen. Vorzeitige Abnutzung und Zerstörung der beweglichen Teile wären die Folge. Für den Kältemittelkreislauf mit R134a wird ein spezielles, synthetisches Öl eingesetzt. Es ist nur für dieses Kältemittel zu verwenden, da es sich nicht mit anderen mischt. Das Kältemittelöl kann auch nur auf eine bestimmte Kompressorbauart abgestimmt sein. Das Kältemittelöl für R134a Bezeichnung: PAG = Poly-Alkylen-Glykol Eigenschaften: - hohes Lösungsvermögen mit Kältemittel - gute Schmiereigenschaften - säurefrei - stark hygroskopisch (wasseranziehend) - mit anderen Ölen nicht mischbar zu beachten: - darf nicht in älteren Kälteanlagen mit Kältemittel R12 verwendet werden, da es sich mit diesem nicht verträgt Wichtige Hinweise: – Nicht offen lagern, da sehr hygroskopisch. – Ölbehälter immer verschlossen halten, zum Schutz vor eindringender Feuchtigkeit angebrochene Gebinde sofort wieder verschließen. – Kein gebrauchtes Kältemittelöl verwenden. – Als Sondermüll entsorgen. Aufgrund seiner chemischen Eigenschaften darf das Kältemittelöl nicht mit Motoröl oder Getriebeöl zusammen entsorgt werden.Kompressor50%10% 10%Kondensator Flüssigkeitsbehälter10% 20%134SaugschlauchRVerdampferVerteilung der Ölmenge im Kältemittelkreislauf (etwa) Die Füllmenge an Kältemittelöl variiert entsprechend der Auslegung der Aggregate für den jeweiligen Fahrzeugtyp.11Die KühltechnikDer Kältemittelkreislauf – PrinzipAblauf des Kühlprozesses und die technischen Voraussetzungen Wir wissen: Soll etwas gekühlt werden, muß Wärme abgegeben werden. Dazu wird in Kraftfahrzeugen eine Kompressionskälteanlage eingesetzt. Ein Kältemittel zirkuliert im geschlossenen Kreislauf und wechselt ständig zwischen flüssigem und gasförmigem Zustand. Es wird: – gasförmig komprimiert, – durch Wärmeabgabe kondensiert, – durch Druckminderung unter Wärmeaufnahme verdampft. Es wird keine Kälte produziert, sondern der in das Fahrzeug geförderten Luft Wärme entzogen.NiederdruckseiteHochdruckseiteWie läuft das technisch ab?Kompressor208_071Der Kompressor saugt kaltes, gasförmiges Kältemittel mit niedrigem Druck an. Das Kältemittel wird im Kompressor verdichtet und erhitzt sich dabei. Es wird in den Kreislauf (Hochdruckseite) gepumpt. In dieser Phase ist das Kältemittel gasförmig, steht unter hohem Druck bei hoher Temperatur.KühlluftKondensator12208_073Ventil gekühlte FrischluftDas flüssige, verdichtete Kältemittel fließt weiter zu einer Engstelle. Das kann eine Drossel oder ein Expansionsventil sein. Dort wird es in den Verdampfer eingesprüht, wobei ein Druckabfall (Niederdruckseite) erfolgt. Im Verdampfer entspannt sich das flüssig eingesprühte Kältemittel und verdampft. Die dazu notwendige Verdampfungswärme wird der durch die Verdampferlamellen streichenden, warmen Frischluft entzogen, die sich dabei abkühlt. Im Fahrzeug wird es so schön kühl. In dieser Phase ist das Kältemittel dampfförmig hat niedrigen Druck und niedrige Temperatur.Verdampfer warme Frischluft208_004208_072208_074Das Kältemittel gelangt auf kurzem Weg in den Kondensator (Verflüssiger). Dem verdichteten, heißen Gas wird jetzt im Kondensator durch die durchströmende Luft (Fahrtwind und Gebläse) Wärme entzogen. Bei Erreichen des vom Druck abhängigen Taupunktes kondensiert das Kältemittelgas und wird flüssig. In dieser Phase ist das Kältemittel also flüssig, steht unter hohem Druck mit mittlerer Temperatur.Das nun wieder gasförmige Kältemittel tritt aus dem Verdampfer aus. Es wird vom Kompressor wieder angesaugt, um den Kreislauf erneut zu durchlaufen. Somit ist der Kreislauf geschlossen.In dieser Phase ist das Kältemittel wieder gasförmig hat niedrigen Druck und niedrige Temperatur.13Die KühltechnikKältemittelkreislauf mit ExpansionsventilI H GArbeitsdruckHD = Hochdruck ND = NiederdruckIn technischen Dokumentationen, z. B. Reparaturleitfaden, werden die Bauteile schematisiert dargestellt.ND HD ND HDABCD EF 208_032I 1HEDA BDer Kältemittelkreislauf wird bei laufendem Fahrzeugmotor in Funktion gesetzt. Dazu hat der Kompressor eine Magnetkupplung.21 MPa = 10 bar Die absoluten Werte sind immer fahrzeugspezifisch. Beachte den Reparaturleitfaden.Drücke und Temperaturen im Kreislauf (Beispiel)C 2Kondensation Druck ca. 1,4 MPa (14 bar) Abkühlung um 10 oC1Verdichtung auf ca. 1,4 MPa (14 bar) Temperatur ca. 65 oC14Legende Hochdruck NiederdruckDie Bauteile: A B C D E F G H I Kompressor mit Magnetkupplung Kondensator Flüssigkeitsbehälter mit Trockner Hochdruckschalter Serviceanschluß Hochdruck Expansionsventil Verdampfer Serviceanschluß Niederdruck Dämpfer (fahrzeugspezifisch)FGDer Kältemittelkreislauf darf aus Sicherheitsgründen nicht geöffnet werden. Ist das bei Reparaturen am Fahrzeug erforderlich, muß das Kältemittel mit einer geeigneten Service-Station zuvor abgesaugt werden.3 4208_031Die Kälteleistung einer Fahrzeug-Klimaanlage wird bestimmt von den fahrzeugseitigen Einbaubedingungen und der Fahrzeugkategorie (Personenkraftwagen, Transporter). Die Bauteile A bis H sind in jedem Kreislauf vorhanden. Je nach konstruktiver Auslegung und Notwendigkeit können weitere Anschlüsse für Servicearbeiten, Temperatursensoren, Druckschalter im Hoch- und Niederdruckkreislauf und Ölablaßschrauben angeordnet sein. Auch die Anordnung im Kreislauf ist von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp unterschiedlich. Einige Anlagen haben vor dem Kompressor einen Dämpfer zum Beruhigen von Kältemittelschwingungen.Drücke und Temperaturen im Kreislauf sind immer abhängig vom momentanen Betriebszustand. Die angegebenen Werte können nur als Anhaltspunkte gelten. Sie stellen sich nach 20 Min. bei einer Umgebungstemperatur von 20 oC und einer Motordrehzahl von 1500 2000 1/min ein. Bei 20 oC und stehendem Motor stellt sich im Kältemittelkreislauf ein Druck von 0,47 MPa (4,7 bar) Überdruck ein. Im Folgenden werden die Bauteile des Kältemittelkreislaufs mit Expansionsventil näher betrachtet (mit Drossel siehe Seite 28).3Expansion von ca. 1,4 MPa (14 bar) auf ca. 0,12 MPa (1,2 bar) Temperatur von ca. 55 oC auf bis –7 oC4Verdampfung Druck ca. 0,12 MPa (1,2 bar) Temperatur ca. –7 oC1208_03315Die KühltechnikDer KompressorKompressoren in Fahrzeugklimaanlagen sind ölgeschmierte Verdrängungsverdichter. Sie arbeiten nur, wenn die Klimaanlage eingeschaltet ist, was mit Hilfe einer Magnetkupplung gesteuert wird. Der Kompressor erhöht den Druck des Kältemittels. Dabei steigt auch die Temperatur des Kältemittels. Ohne diese Druckerhöhung wäre später eine Expansion und damit eine Abkühlung des Kältemittels in der Klimaanlage nicht möglich. Zur Schmierung wird ein spezielles Kältemittelöl verwendet, das zu etwa 50 % im Kompressor verbleibt während der Rest mit dem Kältemittel im Kreislauf umläuft. Ein Überdruckabschaltventil, meist am Kompressor angebracht, schützt die Anlage bei zu hohem Druck.208_028Der Verdichtungsprozeß Der Kompressor saugt durch den Verdampfer kaltes, gasförmiges Kältemittel mit niedrigen Druck an. Der gasförmige Zustand ist für den Kompressor “lebenswichtig“, denn flüssiges Kältemittel ist nicht komprimierbar und würde den Kompressor zerstören (vergleiche Wasserschlag beim Motor). Der Kompressor verdichtet das Kältemittel und drückt es als heißes Gas zum Kondensator {Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufes).208_045Der Kompressor ist somit die eine Trennstelle zwischen Niederdruck- und Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufes.KompressorMagnetkupplung16Die KompressorarbeitsweiseKompressoren für Klimaanlagen arbeiten nach verschiedenen Verfahren: – – – – Hubkolbenverdichter Spiralverdichter Flügelzellenverdichter TaumelscheibenverdichterIm Folgenden wird auf Taumelscheibenverdichter näher eingegangen. Die Drehbewegung der Antriebswelle wird über die Taumelscheibe in eine Axialbewegung = Hub der Kolben umgesetzt. Je nach Bauart können das 3 bis 10 Kolben sein, die zentrisch um die Antriebswelle angeordnet sind. Jedem Kolben ist ein Saug-/Druckventil zugeordnet. Diese öffnen/schließen im Rhythmus des Arbeitstaktes automatisch. Ausgelegt ist eine Klimaanlage auf max. Drehzahl des Kompressors. Die Leistung der Kompressoren ist aber abhängig von der Motordrehzahl. Dabei können Drehzahlunterschiede des Kompressors von 0 bis 6000 1/min auftreten. Dies hat auf die Befüllung des Verdampfers und damit auf die Kühlleistung der Klimaanlage Einfluß. Zur Anpassung an unterschiedliche Motordrehzahlen, Umgebungstemperatur oder vom Fahrer gewählte Innentemperaturen - kurz gesagt an den Kälteleistungsbedarf - wurden leistungsgeregelte Kompressoren mit veränderlichem Hubraum entwickelt. Dies geschieht durch Veränderung des Winkels der Taumelscheibe. Beim Kompressor mit konstantem Hubraum erfolgt die Anpassung an den Kälteleistungsbedarf durch periodisches Ein- und Ausschalten mit Hilfe der Magnetkupplung.208_027Antriebswelle TaumelscheibeSaug-/ Druckventil KolbenTaumelscheibenkompressor-nicht selbstregelnd Winkel der Taumelscheibe konstant Hubraum konstant208_046KolbenTaumelscheibeTaumelscheibenkompressor-selbstregelnd Winkel der Taumelscheibe variabel Hubraum variabel17Die KühltechnikDer selbstregelnde Kompressor läuft im Klimabetrieb ständig mit Regelbereich des Kompressors Alle Regelstellungen zwischen oberem Anschlag (100 %) und unterem Anschlag (ca. 5 %) werden durch den variierenden Kammerdruck an die erforderliche Förderleistung angepaßt. Der Kompressor läuft während der Regelung immer mit!kalibrierte Drosselbohrung Regelventil Taumelscheibe GleitschieneAntriebswelle HochdruckNiederdruckOberseite KolbenUnterseite KammerdruckFedern Antriebsnabe208_047Die Drehbewegung der Antriebswelle wird auf die Antriebsnabe übertragen und über die Taumelscheibe in die Axialbewegung der Kolben umgesetzt. Die Taumelscheibe ist in der Längsrichtung in einer Gleitschiene geführt. Durch veränderliche Schrägstellung der Taumelscheibe wird der Hub der Kolben und damit die Förderleistung bestimmt. Schrägstellung – vom Kammerdruck und somit von den Druckverhältnissen an der Kolbenoberund Kolbenunterseite abhängig. Sie wird durch Federn vor und hinter der Taumelscheibe unterstützt. 18Kammerdruck – wird durch den am Regelventil anliegenden Hoch- und Niederdruck und durch die kalibrierte Drosselbohrung bestimmt. Bei ausgeschalteter Klimaanlage sind Hoch-, Nieder- und Kammerdruck gleich. Die Federn vor und hinter der Taumelscheibe stellen diese auf eine Förderleistung von etwa 40 % ein. Angenehme Nebenwirkung der Leistungsregelung: Der beim Fahren oft als Ruck spürbare Einschaltstoß des Kompressors tritt hier nicht auf.Hohe Förderleistung bei hoher Kühlleistung - Niedriger KammerdruckRegelventilFaltenbalg 2Faltenbalg 1KammerdruckDrosselbohrungKammerdruck208_048Feder 1Feder 2HochdruckNiederdruckHoch- und Niederdruck relativ hoch. – Faltenbalg 2 durch den Hochdruck zusammengedrückt. – Faltenbalg 1 durch den relativ hohen Niederdruck auch zusammengedrückt. – Regelventil öffnet. Kammerdruck wird über die Niederdruckseite abgebaut.– Die zusammengesetzte Kraft aus Niederdruck auf die Kolbenoberseiten und Kraft der Feder 1 wird größer als die zusammengesetzte Kraft aus Kammerdruck auf die Kolbenunterseiten und Kraft der Feder 2. Schrägstellung der Taumelscheibe nimmt zu = großer Hub mit hoher Förderleistung19Die KühltechnikGeringe Förderleistung bei geringer Kühlleistung - Hoher KammerdruckRegelventilFaltenbalg 2Faltenbalg 1KammerdruckKammerdruckDrosselbohrungFeder 1Feder 2208_049HochdruckNiederdruckHoch- und Niederdruck relativ niedrig. – Faltenbalg 2 dehnt sich aus. – Faltenbalg 1 dehnt sich durch den relativ niedrigen Niederdruck auch aus. – Regelventil schließt. Die Niederdruckseite wird gegen den Kammerdruck verschlossen. – Kammerdruck nimmt über die kalibrierte Drosselbohrung zu.– Die zusammengesetzte Kraft aus Niederdruck auf die Kolbenoberseite und die Kraft der Feder 1 wird kleiner als die zusammengesetzte Kraft aus Kammerdruck auf die Kolbenunterseiten und Kraft der Feder 2. Schrägstellung der Taumelscheibe nimmt ab = kleiner Hub mit kleiner Förderleistung.20MagnetkupplungMit der Magnetkupplung wird die Verbindung des Antriebs zwischen Kompressor und Fahrzeugmotor bei laufendem Motor hergestellt. Aufbau Die Kupplung besteht aus – Riemenscheibe mit Lager – Federplatte mit Nabe – MagnetspuleSchema Kupplung ausgeschaltetARiemenscheibe mit LagerKompressorAntriebswelleFederplatte mit NabeDie Nabe der Federplatte ist auf der Kompressor-Antriebswelle fest montiert. Die Riemenscheibe ist auf dem Gehäuse des Kompressors am Wellenausgang drehbar gelagert. Die Magnetspule ist mit dem Kompressorgehäuse fest verbunden. Zwischen Federplatte und Riemenscheibe ist ein freier Raum “A“. Funktion Der Fahrzeugmotor treibt über den Keilrippenriemen die Riemenscheibe (Pfeil) an. Sie läuft bei ausgeschaltetem Kompressor frei mit. Wird der Kompressor zugeschaltet, liegt an der Magnetspule Spannung an. Es bildet sich ein magnetisches Kraftfeld. Dieses zieht die Federplatte an die sich drehende Riemenscheibe (der freie Raum “A“ ist überbrückt) und stellt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Riemenscheibe und Antriebswelle des Kompressors her. Der Kompressor läuft mit. Er läuft solange mit, bis der Stromkreis zur Magnetspule unterbrochen wird. Die Federplatte wird dann durch Federn von der Riemenscheibe zurückgeholt. Die Riemenscheibe läuft wieder ohne Mitnahme der Kompressorwelle.MagnetspuleKompressorgehäuse208_002Schema Kupplung eingeschaltetKraftfluß208_003Zu- und Abschaltbedingungen des Kompressors – siehe unter FunktionsRegelung einer Klimaanlage.21Die KühltechnikDer KondensatorDer Kondensator ist der “Kühler“ der Klimaanlage. Zum Kondensatoraufbau Er besteht aus einer serpentinenförmigen Rohrschlange, die mit Lamellen fest verbunden ist. So wird eine große Kühlfläche und ein guter Wärmeübergang erreicht. Der Kondensator wird nach dem Einschalten der Klimaanlage durch den Kühlerlüfter gekühlt, um den Kältemittelkreislauf zu gewährleisten. Er ist grundsätzlich vor dem Kühler eingebaut. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Kondensators erhöht. Der Wärmeaustausch im Kondensator erfolgt durch Luftkühlung. Die Kühlung wird durch den Fahrtwind und den Kühlerlüfter – je nach Ausführung noch mit Zusatzlüfter – erreicht. Der Lüfter läuft meist zeitgleich beim Einschalten der Klimaanlage an. Eine Ausnahme mit Druckgeber G65, dann verzögertes Einschalten nach einem bestimmten Druck. Verunreinigungen am Kondensator mindern den Luftdurchsatz, was die Kühlleistung und auch die Motorkühlung beeinträchtigen kann. Zur Funktion Vom Kompressor kommend, wird oben in den Kondensator heißes, gasförmiges Kältemittel mit einer Temperatur von ca. 50 - 70 oC eingedrückt. Rohre und Lamellen des Kondensators nehmen Wärme auf. Kühle Außenluft wird über den Kondensator geleitet, sie nimmt Wärme auf und das Kältemittelgas wird dadurch abgekühlt. Beim Abkühlen kondensiert das Kältemittel bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck und wird flüssig. Unten tritt es flüssig aus dem Kondensator aus.208_023Kondensator KühlerAußenluft, erwärmtheißes, gasförmiges KältemittelAußenluft, kühl Kühlerlüfterflüssiges Kältemittel208_024Vom Funktionsablauf abgeleitet, nennt man den Kondensator oft “Verflüssiger“.22Der Flüssigkeitsbehälter und TrocknerDer Flüssigkeitsbehälter dient im Kältemittelkreislauf mit Expansionsventil als Ausgleichs- und Vorratsbehälter für das Kältemittel. Bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen wie Wärmebelastung an Verdampfer und Kondensator, Drehzahl des Kompressors wird auch unterschiedlich viel Kältemittel durch den Kreislauf gepumpt. Zum Ausgleich dieser Schwankungen ist der Flüssigkeitsbehälter im Kreislauf eingebunden. Vom Trockner wird Feuchtigkeit, die während der Montage in den Kältemittelkreislauf eingedrungen ist, chemisch gebunden. Je nach Ausführung kann er 6 - 12 g Wasser aufnehmen. Die Aufnahmemenge ist von der Temperatur abhängig. Die Aufnahmemenge steigt mit sinkender Temperatur. Auch Abrieb vom Kompressor, Montageschmutz und ähnliches setzt sich ab. Zur Funktion Vom Kondensator kommend, tritt das flüssige Kältemittel seitlich in den Behälter ein. Es wird dort gesammelt, durchströmt den Trockner und fließt durch das Steigrohr im kontinuierlichen, ununterbrochenen Strom blasenfrei zum Expansionsventil.Trockner208_026zum ExpansionsventilDer Flüssigkeitsbehälter wird nach jedem Öffnen des Kältemittelkreislaufes ersetzt. Er ist vor dem Einbauen so lange wie möglich geschlossen zu halten, damit die Feuchtigkeitsaufnahme im Trockner aus der Umgebungsluft gering bleibt.208_025vom KondensatorFiltersieb23Die KühltechnikExpansionsventilDas Expansionsventil ist die Stelle, wo sich das Kältemittel in den Verdampfer entspannt und diesen abkühlt. Es bildet die Trennstelle zwischen Hochdruck- und Niederdruckseite im Kältemittelkreislauf. Mit dem Expansionsventil wird der Kältemittelfluß zum Verdampfer – in Abhängigkeit von der Temperatur des Kältemitteldampfes am Verdampferausgang – reguliert. In den Verdampfer wird nur soviel Kältemittel entspannt, wie zur Erhaltung eines gleichmäßigen “Kälteklimas“ im Verdampfer nötig ist. Die Regelung Der Kältemittelfluß wird durch das Expansionsventil temperaturabhängig gesteuert.Thermostat mit Sensorleitung und Kältemittel208_022– Steigt die Temperatur des Kältemittels, das den Verdampfer verläßt, dehnt sich das KälteMembrane mittel im Thermostat aus. Der Durchfluß des Kältemittels am Kugelventil zum Verdampfer vergrößert sich. zum Kompressor(Niederdruck)P FüP Savom Verdampfer (Niederdruck)– Sinkt die Temperatur des Kältemittels, das den Verdampfer verläßt, nimmt das Kältemittelvolumen im Thermostat ab. Der Durchfluß zum Verdampfer am Kugelventil wird verringert. Das thermostatische Expansionsventil arbeitet im Zusammenspiel von 3 Kräften: 1. Der Druck in der Sensorleitung ist von der Temperatur des stark erwärmten Kältemittels abhängig. Er wirkt als Öffnungskraft (P Fü) auf die Membrane. 2. Der Verdampferdruck (PSa) wirkt in Gegenrichtung auf die Membrane. 3. Der Druck der Regulierfeder (P Fe) wirkt in gleicher Richtung wie der Verdampferdruck. Expansionsventile sind eingestellt. Sie dürfen nicht verändert werden. Sensorleitung nicht knicken, weil mit Spezialgas gefüllt.vom Kondensator (Hochdruck) zum Verdampfer (Niederdruck)P FeKugelventil Regulierfeder208_01524Expansionsventil – neue GenerationEs ist ebenfalls zwischen Hochdruck- und Niederdruckseite des Kältemittelkreislaufes unmittelbar vor dem Verdampfer angeordnet.zum Kompressor (Niederdruck)Verdampferauslaß (Niederdruck) MembraneThermokopf mit Spezialgasfüllung Druckausgleichsbohrungen vom Kondensator (Hochdruck)Stößelstangezum Verdampfer (Niederdruck)208_017RegulierfederKugelventilDas Expansionsventil wird thermisch gesteuert. Es besitzt eine Regeleinheit mit Thermokopf und Kugelventil. Im Thermokopf befindet sich auf der einen Seite der Membrane eine Spezialgasfüllung. Die andere Seite ist über Druckausgleichsbohrungen mit dem Verdampferauslaß (Niederdruck) verbunden. Das Kugelventil wird über eine Stößelstange betätigt. Die Temperatur auf der Niederdruckseite bestimmt den Druck des Spezialgases und damit die Versprühmenge des Kältemittels.Das Expansionsventil ist immer mit einer Wärmeschutzisolierung verbaut.Eine fehlende Wärmeschutzisolierung bei dem Ventil hat eine Veränderung der eingestellten Regelkennlinie zur Folge.25Die KühltechnikDurch Kühllasterhöhung - höhere Temperatur am Verdampferauslaß, dadurch Druckanstieg (pa) der Gasfüllung im ThermokopfpaÜber Membrane und Stößelstange wird der Querschnitt am Kugelventil vergrößert. Kältemittel strömt zum Verdampfer und nimmt beim Übergang vom Hochdruckzum Niederdruck Wärme auf Im Verdampfer wird der durchströmenden Luft Wärme entzogen208_018208_019Sinkt die Temperatur des Kältemittels am Verdampferauslaß, dann erfolgt Druckabfall (pb) im Thermokopfpb208_020Der Querschnitt am Kugelventil und dadurch der Durchfluß zum Verdampfer wird wieder verringert.208_021Das Verhältnis der Ventilöffnungen ist abhängig von der Temperatur am Verdampferauslaß (Niederdruck). Der Druckausgleich erfolgt geregelt.26Der VerdampferDer Verdampfer arbeitet nach dem Prinzip eines Wärmetauschers. Er ist Bestandteil des Klimagerätes, das im Heizungskasten angebaut ist. Bei eingeschalteter Klimaanlage wird der Luft, die zwischen den Lamellen des kalten Verdampfers hindurchstreicht, Wärme entzogen. Diese Luft wird dabei gekühlt, getrocknet und gereinigt.Kältemittelrücklauf (gasförmig) Kältemittelzulauf (dampfförmig)208_029Rundrohr-Verdampfer208_030Zur Funktion Das vom Expansionsventil freigegebene Kältemittel wird in dem Verdampfer entspannt, der dabei stark abkühlt. Es wird in den gasförmigen Zustand überführt, wobei es siedet. Beim Sieden im Verdampfer liegen die Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt des Wassers. Die zum Verdampfen notwendige Wärme entzieht das Kältemittel seiner Umgebung – hier der den Verdampfer durchströmenden Luft. Diese Luft wird “abgekühlt“ in den Fahrgastraum geleitet. Feuchtigkeit der abgekühlten Luft setzt sich am Verdampfer an den Stellen ab, wo die Taupunkttemperatur unterschritten ist, d. h. sie kondensiert. Es entsteht Kondenswasser. Die Luft wird “getrocknet“. Dadurch wird das Klima im Fahrzeuginnenraum wesentlich verbessert und schnell für gute Luft gesorgt. Schwebestoffe, die in der Luft enthalten sind, setzen sich zusätzlich zur Feuchtigkeit am Verdampfer ab. Der Verdampfer “reinigt“ auch die Luft.Eventuelle Wasserpfützen unter einem stehenden Fahrzeug (Kondenswasser) deuten also auf keinen Fehler.27Die KühltechnikKältemittelkreislauf mit DrosselIH GFArbeitsdruckHD = Hochdruck ND = NiederdruckSchematische Darstellung eines Kältemittelkreislaufes mit DrosselND HD EH208_034IABCD1 D BA21 MPa = 10 barCDrücke und Temperaturen im Kreislauf1Verdichtung Druck bis 2 MPa (20 bar) Temperatur bis 70 oC2Kondensation Druck bis 2 MPa (20 bar) Abkühlung um ca. 10 oC28Legende Hochdruck NiederdruckDie Bauteile: A B C D E F G H I Kompressor mit Magnetkupplung Niederdruckschalter Kondensator Serviceanschluß Hochdruck Drossel Verdampfer Niederdruckschalter Serviceanschluß Niederdruck AuffangbehälterG3 4 E F208_007Das Einsprühen des flüssigen Kältemittels in den Verdampfer erfolgt im Gegensatz zum Kreislauf mit Expansionsventil durch eine Drossel. Bei Klimaanlagen mit Drosselregelung ist anstelle des Flüssigkeitsbehälters in der Hochdruckseite ein Auffangbehälter in der Niederdruckseite verbaut. Er dient als Vorratsbehälter und als Schutz für den Kompressor (Flüssigkeitsschlag). Siehe auch Seite 31.Alle übrigen Bauteile sind identisch mit dem Kreislauf mit Expansionsventil. Je nach konstruktiver Auslegung und Notwendigkeit können weitere Anschlüsse für Servicearbeiten oder Sensoren für Überwachungsfunktionen im Kreislauf angeordnet sein. Drücke und Temperaturen sind abhängig vom momentanen Betriebszustand. Die angegebenen Werte stellen sich je nach Außentemperatur nach einem gewissen Zeitraum ein (siehe Reparaturleitfaden).3Expansion von 2 MPa (20 bar) auf 0,15 MPa (1,5 bar) Temperatur von 60 oC auf –4 oC4Verdampfung Druck bis 0,15 MPa (1,5 bar) Temperatur –4 oC1208_03329Die KühltechnikDie DrosselDie Drossel ist eine Engstelle im Kältemittelkreislauf, unmittelbar vor dem Verdampfer. Diese Engstelle “drosselt“ den Durchfluß des Kältemittels. Vor der Drossel ist das Kältemittel unter hohem Druck warm. Mit dem Passieren der Drossel erfolgt der rapide Druckabfall. Das Kältemittel wird bei niedrigem Druck kalt. Die Drossel bildet somit die “Trennstelle“ zwischen Hochdruck- und Niederdruckseite im Kältemittelkreislauf. Eine Abdichtung garantiert, daß das Kältemittel die Drossel nur an der Engstelle passiert. Aufgaben – Bestimmung der Durchflußmenge des Kältemittels. Dies erfolgt mit Hilfe der kalibrierten Bohrung. Durch diese kann nur eine dem Druck entsprechende Menge des Kältemittels fließen.Schmutzsieb zum Verdampfer208_035Sieb zum Zerstäubenkalibrierte Bohrung– Halten des Druckes bei laufendem Kompressor auf der Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufes und damit den flüssigen Zustand des Kältemittels. – In der Drossel erfolgt ein Druckabfall. Bedingt durch eine teilweise Verdampfung des Kältemittels findet eine Abkühlung vor dem Eintritt in den Verdampfer statt. – Zerstäuben des Kältemittels. Die Drossel besitzt vor der Engstelle ein Schmutzsieb. Hinter der Engstelle ist ein Sieb zum Zerstäuben des Kältemittels, bevor es in den Verdampfer gelangt.0-Ring, dichtet Hochdruckzur Niederdruckseite ab208_016Einbaulage beachten! Pfeil auf der Drossel zeigt zum Verdampfer.30Der AuffangbehälterIm Niederdruckteil der Klimaanlagen mit Drossel befindet sich der Auffangbehälter. Er ist an einer warmen Stelle im Motorraum installiert (Nachverdampfung). Er dient als Ausgleichsgefäß und Vorratsbehälter für das Kältemittel und Kältemittelöl und als Schutz für den Kompressor. Das vom Verdampfer kommende gasförmige Kältemittel tritt in den Behälter ein. Falls sich Spuren von Feuchtigkeit im Kältemittel befinden, werden diese im integrierten Trockner gebunden. Das Kältemittelgas sammelt sich oben im Bereich der Kunststoffkappe und wird über das U-Rohr garantiert gasförmig vom Kompressor angesaugt. Dadurch ist bei diesem System sichergestellt, daß nur gasförmiges Kältemittel und keine Flüssigkeitströpfchen vom Kompressor angesaugt werden, der Kompressorschutz ist gewährleistet. Das Kältemittelöl sammelt sich am Boden des Auffangbehälters. Das vom Kompressor angesaugte Kältemittelgas nimmt über eine Bohrung im U-Rohr Kältemittelöl auf. Ein Filtersieb verhindert, daß verunreinigtes Kältemittelöl durch die Bohrung dringen kann.Trockner208_036Saugstelle für das gasförmige Kältemittel Kunststoffkappevom Verdampferzum KompressorDer Auffangbehälter ist vor dem Einbauen so lange wie möglich geschlossen zu halten (Verschlußstopfen auf den Anschlüssen), damit die Feuchtigkeitsaufnahme im Trockner aus der Umgebungsluft gering ist.U-Rohr Filtersieb Bohrung für Kältemittelöl208_03731Systemregelung11097 68 2 45 t° p 3Eine Klimaanlage funktioniert nur, wenn alle Systemkomponenten einwandfrei arbeiten. Bei Ausfall einer Komponente können sich die Arbeitsdrücke ändern, wären Folgeschäden an der Anlage und am Motor nicht auszuschließen. Um dies zu vermeiden sind im Kältemittelkreislauf Überwachungseinrichtungen vorhanden. Ein Steuergerät verarbeitet deren Signale und steuert die periodische Ab- und Zuschaltung des Kompressors und die Drehzahl des Lüfters. Dadurch wird erreicht, daß sich das Druckniveau im Kältemittelkreislauf immer auf die normalen Werte einstellt. Die Signale der Überwachungseinrichtung werden bei Anlagen, die mit ungeregeltem Kompressor ausgerüstet sind, auch zur Anpassung an den Kälteleistungsbedarf genutzt. (Aus- und Einschalten der Klimaanlage entsprechend des Kälteleistungsbedarfs. Gleichzeitig wird einer Verdampfervereisung vorgebeugt.) Den Grundaufbau zeigt die Grafik.208_054Es müssen nicht immer alle in der Grafik gezeigten Einrichtungen vorhanden und so verbunden sein. Die Grafik zeigt die Systemregelung einer einfachen, manuellen Klimaanlage. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Schalter für Klimaanlage Überdruckabblasventil am Kompressor Lüfter für Kühlmittel Druckschalter für Klimaanlage Geber für Kühlmitteltemperatur Thermoschalter für Lüfter für Kühlmittel Geber für Verdampfertemperatur Frischluftgebläse Motorsteuergerät Magnetkupplung Steuergerät für Klimaanlage (und/oder Steuergerät für Lüfter für Kühlmittel, je nach Bauart der Anlage)3230 15 X 3130 15 X 31SJ 257 E 35J 257J 301 J 32 A F 18-t°t1t2G 153G 62 N 25p2p1F 129MV7 J 1013131208_055t°Batterie Schalter für Klimaanlage Thermoschalter für Lüfter für Kühlmittel t1 = 95 oC t2 = 103 oC F129 Druckschalter für Klimaanlage P1 = 0,2 MPa (2 bar)/3,2 MPa (32 bar) P2 = 1,6 MPa (16 bar) G62 Geber für Kühlmitteltemperatur G153 Geber für Verdampfertemperatur J32 Relais für Klimaanlage J101 Relais für 2. Stufe Lüfter für Kühlmittel J257 Steuergerät Mono-Motronic J301 Steuergerät Klimaanlage N25 Magnetkupplung V7 Lüfter für Kühlmittel S Sicherung A E35 F18Einfaches Funktionsbeispiel zum Zu- und Abschalten des Kompressors (über Magnetkupplung N25) und des Lüfters für Kühlmittel.Farbcodierung: Plus Minus Eingangssignal Ausgangssignal Signal in beide RichtungenIn Klimaanlagen der neuen Generation ist der Druckschalter für Klimaanlage ersetzt durch einen Hochdruckgeber (siehe Seite 36).33SystemregelungKomponenten des SicherungssystemsSchalter für Klimaanlage E35 Schalter zum Einschalten der Klimaanlage – die Magnetkupplung stellt die Verbindung zum Kompressor her. Gleichzeitig laufen bei automatisch geregelten Anlagen der Lüfter für Kühlmittel und das Frischluftgebläse an. Bei manuellen Klimaanlagen muß das Gebläse in Stufe 1 geschaltet sein. Das Einschalten wird dem Motorsteuergerät übermittelt, die Motorleerlaufdrehzahl wird angehoben (Ausgleich der Belastung infolge der Kompressorarbeit). Dem Schalter kann ein Außentemperaturschalter nachgelagert sein. Dieser sichert, das bei Temperaturen unter 5 °C die Klimaanlage nicht in Betrieb gehen kann. Das Ventil (früher Berstplombe) ist direkt am Kompressor oder am Flüssigkeitsbehälter angebracht. Es öffnet bei ca. 3,8 MPa (38 bar) und schließt, wenn der Druck nachgelassen hat (ca. 3,0 - 3,5 MPa/30 - 35 bar). Abhängig von der Ausführung kann eine Kunststoffscheibe angebracht sein die ausbricht, sobald das Ventil angesprochen hat. In diesem Falle ist die Ursache für den Überdruck im System zu ermitteln. Wechsel der Berstplombe nur bei leerem System! Er ermittelt die Temperatur zwischen den Kühlrippen des Verdampfers. Das Gebersignal geht an das Steuergerät Klimaanlage. Bei zu niedrigen Verdampfertemperaturen wird der Kompressor abgeschaltet. Aus bei ca. –1 °C bis 0 °C, ein bei ca. +3 °C. Vereisen des Verdampfers durch gefrierendes Kondenswasser wird verhindert. Bei einigen Systemen ist anstelle dieses Gebers der Temperaturschalter für Verdampfertemperatur E33 im Einsatz. Über den wird die Stromzufuhr zur Magnetkupplung direkt unterbrochen.208_061208_068Überdruckabblasventilt° p208_056Geber für Verdampfertemperatur G153Andere Systeme regeln diese Funktion über einen Außentemperaturschalter.34Druckschalter F129Um die Druckverhältnisse im geschlossenen Kältemittelkreislauf zu überwachen bzw. zu begrenzen ist ein Hoch- und ein Niederdruckschalter in der Hochdruckseite installiert. Bei unzulässigen Drücken im System wird über die Magnetkupplung der Kompressor abgeschaltet. Die Druckschalter können direkt in der Leitung oder am Flüssigkeitsbehälter angebracht sein. Der Druckschalter F129 ist ein 3fach-Kombinationsschalter zur: – Absicherung des Kühlluftdurchsatzes (Lüfterschaltung) – Absicherung der Druckverhältnisse.208_057Er arbeitet bei folgenden Bedingungen: – Schaltet bei Überdruck von ca. 2,4 bis 3,2 MPa (24 bis 32 bar) über das Steuergerät Klimaanlage die Magnetkupplung ab. Dieser Überdruck kann z.B. auf Grund eines stark verschmutzten Kondensators auftreten.p 3,2 MPa =208_058t°p 0,2 MPa =208_059– Schaltet bei zu geringem Druck (0,2 MPa/ 2 bar) über das Steuergerät Klimaanlage die Magnetkupplung ab. Dies kann z.B. bei Kältemittelverlust eintreten.p 1,6 MPa =208_060– Schaltet bei 1,6 MPa (16 bar) Überdruck den Lüfter eine Stufe höher. Damit wird optimale Kondensatorleistung erreicht.35SystemregelungHochdruckgeber G65 – Eine neue Generation zur Überwachung des Kältemittelkreislaufes. – Ein elektronischer Drucksensor. Löst den Druckschalter für Klimaanlage F129 ab. Die Auswerteelektronik in den Steuergeräten der Klimaanlage und das Motorsteuergerät sind entsprechend angepaßt. – Der Hochdruckgeber ist wie der Druckschalter F129 in der Hochdruckleitung eingebaut. Er erfaßt den Kältemitteldruck und wandelt die physikalische Größe Druck in ein elektrisches Signal um. Im Unterschied zum Druckschalter für Klimaanlage werden nicht nur die festgelegten Druckschwellen erfaßt, sondern der Kältemitteldruck im gesamten Arbeitszyklus überwacht. Aus den Signalen werden die Belastung des Motors durch die Klimaanlage und die Druckverhältnisse im Kältemittelkreislauf erkannt. Über das Steuergerät für Lüfter für Kühlmittel erfolgt das Ein- und Ausschalten der nächsthöheren Stufe des Kühlerlüfters und der Magnetkupplung des Kompressors. Erkennt das Steuergerät für Lüfter für Kühlmittel keine Signale, wird aus Sicherheitsgründen der Kompressor abgeschaltet. – Der Motorleerlauf kann exakt an die jeweilige Leistungsaufnahme des Kompressors angepaßt werden. – Die Ein- und Ausschaltvorgänge der Kühlerlüfterstufen erfolgen versetzt mit einer kurzen Verzögerungszeit. Die Drehzahlveränderung des Kühlerlüfters ist dadurch im Leerlauf kaum spürbar und besonders bei leistungsschwächeren Motoren erhöht sich der Komfort. Der Fehler Hochdruckgeber ist im Fehlerspeicher der Motorelektronik abgelegt.208_062Signalverwendung im Motorsteuergerät im Steuergerät für Lüfter für Kühlmittelt° pErsatzfunktionVorteileEigendiagnose “Fehlermeldung“z.B.: 00819 Hochdruckgeber G65 “Signal zu klein“36Funktion des Hochdruckgebers2V/Div 5ms/DDer Kältemitteldruck wird auf ein Siliciumkristall geleitet. Je nach Druckhöhe wird der Kristall dabei mehr oder weniger “verformt“. Der Siliziumkristall ist zusammen mit einem Mikroprozessor im Sensor integriert und wird mit einer Spannung versorgt. Das Siliciumkristall hat die Eigenschaft, daß sich bei seiner Verformung sein elektrischer Widerstand ändert. Je nach Druckverlauf ändert sich dadurch auch eine, am Siliciumkristall abgenommene Meßspannung. Die Meßspannung wird an den Mikroprozessor weitergeleitet und in ein pulsweitenmoduliertes Signal umgewandelt (A = Impulsbreite, B = Signalabstand). Bei niedrigem Druck “verformt“ sich der Kristall geringfügig. Somit wird der angelegten Spannung nur ein geringer elektrischer Widerstand entgegengesetzt. Die Spannungsänderung ist klein.A0 B208_109Bei niedrigem DruckPulsweitenmoduliertes Signal Mikroprozessor Spannung Meßspannung Siliciumkristall (Widerstand)208_063t°Pulsweiten-SignalVom Mikroprozessor des Hochdruckgebers wird bei niedrigem Druck eine geringe Pulsweite ausgegeben. Die Pulsweiten-Signale werden mit einer Frequenz von 50 Hz pro Sekunde erzeugt. Das entspricht einer Periodendauer von 20 ms = 100 %. Bei niedrigem Druck von 0,14 MPa (1,4 bar) beträgt die Pulsweite 2,6 ms. Dies entspricht 13 % der Periodendauer.Periodendauer 20 msPulsweite 2,6 ms208_06437SystemregelungBei hohem (steigendem) Druck Bei hohem (steigendem) Druck “verformt“ sich der Kristall stärker, wodurch die Widerstandänderung größer ist. Die Meßspannung verringert sich im gleichen Verhältnis.Pulsweitenmoduliertes Signal Mikroprozessor Spannung Meßspannung Siliciumkristall (Widerstand)208_065t° pPulsweiten-SignalDie Pulsweite erhöht sich im gleichen Verhältnis zum steigenden Druck. Bei hohem Druck von 3,7 MPa (37 bar) beträgt die Pulsweite 18 ms. Dies entspricht 90 % der Periodendauer.Pulsweite 18 msPeriodendauer 20 ms208_066Mit dem Digitalen-Speicher-Oszilloskop des neuen Fahrzeugdiagnosesystems VAS 5051 ist es möglich, das PulsweitenSignal sichtbar zu machen.38Getrennte Sicherheitsschalter im Kältemittelkreislauf mit DrosselIm Kältemittelkreislauf mit Drossel werden der Niederdruck und der Hochdruck oft durch zwei getrennte Sicherheitsschalter überwacht. Niederdruck Der Niederdruckschalter für Klimaanlage F73 schaltet z. B. bei Unterschreiten des Druckes von ca. 0,17 MPa (1,7 bar) im Kältemittelkreislauf den Kompressor aus. (Dieser Druckabfall kann durch ungenügende Füllung des Kältemittelkreislaufs entstehen. Der Kompressor wird geschützt.) Hochdruck Der Hochdruckschalter für Magnetkupplung F118 schaltet z. B. bei Überschreiten des Druckes von ca. 3,0 MPa (30 bar) den Kompressor aus. Die absoluten Werte sind dabei immer anlagenbezogen zu sehen.F73F118208_067Kühlmitteltemperatur-KontrollschalterDer Kompressor stellt für den Motor eine zusätzliche Last dar. Um bei sehr starker Motorlast, z.B. bei Bergauffahrt, das Kühlmittel nicht zu überhitzen, wird die zusätzliche Kompressorlast abgeschaltet. Mit einem Kühlmittel-Temperatur-Kontrollschalter wird die Kühlmitteltemperatur dazu zusätzlich überwacht. (Erste Überwachungseinrichtung ist der Geber für Kühlmitteltemperatur mit Anzeigeleuchte im Schalttafeleinsatz.) Die Abschaltung des Kompressors erfolgt bei ca. 119 °C, die Zuschaltung bei ca. 112 °C. Es sind fahrzeugspezifisch verschiedene Kontrollschalter im Einsatz, z. B. F18 - Thermoschalter für Lüfter Kühlmittel F163 - Thermoschalter für KlimaanlageAbschaltung.t°208_069Bei Fahrzeugen mit der erweiterten elektronischen Auswertung der Sensoren über die Steuergerätekombination des Fahrzeuges entfällt diese zusätzliche Kontrolle. Es wird das Signal der ersten Überwachungseinrichtung verwendet.39KühlerlüfterschaltungSchaltung der Lüfter zur Motor-/ Kondensatorkühlungam Beispiel VW Golf/Audi A3 Der Lüfterbetrieb ist für die einwandfreie Funktion einer Klimaanlage (Kältemittelkreislauf) und des Motors (Kühlmittelkreislauf) Grundbedingung. Ohne Kühlung sinkt die Kondensatorleistung. Der Klimabetrieb ist nicht mehr gewährleistet. Im Klimabetrieb ist oft ein zweiter oder dritter Lüfter zusätzlich vorhanden. Sie sorgen für den notwendigen Frischluftdurchsatz am Kühler und am Kondensator. Die Lüftersteuerung regelt das Steuergerät für Lüfter für Kühlmittel J293. Sie erfolgt in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels und vom Druck im Kältemittelkreislauf. Die absoluten Werte sind immer fahrzeugspezifisch!Kühlerlüfter1. Zusatzlüfter2. ZusatzlüfterSteuergerät für Lüfter für Kühlmittel J293Thermoschalter F18Druckschalter für Klimaanlage F129Beispiel: KontrollfunktionenBeispiel: Schaltkombination 2 LüfterKühlmitteltemperatur Signalgeber ist der Thermoschalter für Lüfter für Kühlmittel F18. Der Thermoschalter befindet sich im Fahrzeugkühler. 1. Stufe ein 92 ... 97 oC aus 84 ... 91 oC 2. Stufe ein 99 ... 105 oC aus 91 ... 98 oC– Klimaanlage eingeschaltet, damit Kompressor eingeschaltet und Druck im Kältemittelkreislauf größer 0,2 MPa (2 bar). = beide Lüfter laufen in Stufe 1 – Hochdruck im Kältemittelkreislauf größer 1,6 MPa (16 bar) und/oder Kühlmitteltemperatur größer 99 oC = beide Lüfter laufen in Stufe 2 – Sinkt der Druck im Kältemittelkreislauf unter 1,6 MPa (16 bar) und die Kühlmitteltemperatur unter 99 oC = beide Lüfter laufen wieder in Stufe 1 – Im Motorbetrieb ohne Klimaanlage läuft nur der Kühlerlüfter. In Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur in 1. oder 2. Stufe.Druck im Kältemittelkreislauf Signalgeber ist der Druckschalter für Klimaanlage F129 oder der Hochdruckgeber G65. F129 schaltet bei ca. 1,6 MPa (16 bar) Überdruck den/die Lüfter in die 2. Stufe (siehe auch Seite 35).40Steuergerät für Lüfter für Kühlmittel J293Es ist in den Komponentenverbund der Steuergeräte des Fahrzeuges eingebunden. Eingehende Signale bei der Grundvariante: – vom Thermoschalter F18 – vom Druckschalter F129 – von der Bedienungs- und Anzeigeeinheit E87 (bei automatischer Klimaanlage) Aufgaben Umsetzen der eingehenden Signale – zum Ein- und Ausschalten der Kühlerlüfter – zum Ein- und Ausschalten der Magnetkupplung des Kompressors. Erweiterte Funktionen einer neuen Generation: Das Steuergerät für Lüfter für Kühlmittel J293 wurde technisch weiterentwickelt und funktionell an den neuen Hochdruckgeber G65 angepaßt. neue Generation Es wird gemeinsam mit dem Hochdruckgeber verbaut und hat als Erkennungsmerkmal konstruktiv geänderte Steckeranschlüsse. Das Steuergerät wertet das pulsweiten-modulierte Signal vom Hochdruckgeber aus. Dadurch wird der gesamte Druckbereich des Kältemitteldrucks ständig überwacht. Es gibt auch Schaltungsvarianten, wo die Funktionen dieses Steuergerätes durch ein Steuergerät für Klimaanlage übernommen werden. Auch die Einbindung in deren Steuerungsverbund ist immer fahrzeugspezifisch. Auskunft gibt immer der aktuelle Stromlaufplan. Funktionen – Ein- und Ausschalten der Kühlerlüfterstufen und der Magnetkupplung des Klimakompressors – bidirektionaler Signalaustausch mit dem Motor- und Getriebesteuergerät – Überwachung der Kühlmitteltemperatur – mit Zeitmodul zum Ansteuern der Kühlmittelnachlaufpumpe V51 (z. B. 1,8 l 5 V-Motor 165 kW)208_07041TemperaturregelungRegelung – manuellVerdampfer Frischluftstrom Gebläse Kältemittelkreislauf temperierte InnenluftKondensatorWärmetauscher208_075Warum Temperaturregelung? – Der am Verdampfer abgekühlte Frischluftstrom wird mit Hilfe des Gebläses in den Fahrgastraum gefördert. – Er ist meist kühler als erforderlich (Leistungsvermögen auf maximale Abkühlung ausgelegt, vorherrschend aber meist mittlere Außentemperaturen). – Zum Erreichen angenehmer Innentemperaturen wird ein Teil des kalten Frischluftstromes deshalb über den Wärmetauscher der Heizung geleitet und erwärmt. – Außerdem wirken Temperaturschwankungen durch unterschiedliche Außentemperatur, Fahrgeschwindigkeit, Kühlmitteltemperatur, Frischluftzufuhr ein. – Diese Temperaturregelung muß bei der einfachen, manuellen Klimaanlage der Fahrer übernehmen.Was wird geregelt? – Erfassen der Istwerte, d. h. das Fühlen von Temperaturen. – Sollwert/Istwert-Vergleich, d. h. der Fahrer nimmt eine individuelle Bewertung vor. Er bestimmt die Behaglichkeitstemperatur, ob zu warm oder zu kalt. – Ableitend von der Bewertung leitet er die Entscheidung ab • es muß nachgeregelt werden • in welche Richtung • um wieviel ist zu regeln und führt dies manuell durch. Der Fahrer ist im übertragenen Sinne sowohl Steuerteil als auch Stellantrieb. Er verstellt die Temperaturklappe.42Regelung – automatischTemperaturfühler FrischluftansaugkanalGeber für SonneneinstrahlungTemperaturfühler SchalttafelSteuergerätTemperaturfühler für AußentemperaturGeber für Ausströmtemperatur Fußraum208_076Klimaanlagen mit automatischer Regelung nehmen dem Fahrer diese Arbeiten ab. Sie haben den Vorteil, daß sie wesentlich mehr Parameter in das Regelsystem einbeziehen können und das thermische Ergebnis ihrer Verstellung vorausberechnen können. Elektronische Regelungen der Klimaanlage werden unterschiedlich bezeichnet: – digitale Temperaturregelung – Climatronic – Klimaanlage mit automatischer Regelung Allen gemeinsam ist: – ein Steuergerät – Temperaturfühler für Außentemperatur (ein oder zwei) – Temperaturfühler für Innentemperatur – Zusatzgeber (nicht in jedem System), z. B. als Korrekturgröße zur Sonneneinstrahlung – Stellmotoren am Heizungs-/KlimagerätDie Lage der Sensoren zeigt die Grafik. Die Zentrale ist das digitale Steuergerät. Es bereitet alle Eingangssignale von den Sensoren (Informationsgeber) auf, entstört sie und führt sie dem Mikrocomputer im Steuergerät zu. Der Mikrocomputer berechnet die Ausgangssignale entsprechend den vorprogrammierten Sollwerten. Über Endstufen werden die Ausgangssignale den Aktoren (Stellglieder) zugeführt. Die Stellglieder sind die Stellmotoren am Heizungs-/Klimagerät. Den Klappen sind entsprechende Stellmotoren zugeordnet. Klimaanlagen der neuesten Generation sind mit anderen Steuergeräten des Fahrzeuges direkt oder über den CAN-BUS verbunden. So gehen Informationen zur Geschwindigkeit, zur Motordrehzahl und zur Standzeit ebenfalls in die Auswertung des Klima-Steuergerätes ein.43TemperaturregelungSystemübersicht einer elektronisch geregelten Klimaanlage(rechte und linke Seite des Fahrgastraumes gleich geregelt, Beispiel Golf. Audi A3 vom System gleich.) Sensoren (für Systemregelung und Temperaturregelung)Fotosensor für Sonneneinstrahlung G107 Temperaturfühler Schalttafel G56 mit Gebläse für Temperaturfühler V42CLIM Atro nicAUTOECONTemperaturfühler Außentemperatur G17Temperaturfühler Frischluftansaugkanal G89Geber für Ausströmtemperatur, Fußraum G192Druckschalter für Klimaanlage F129Zusatzsignale: Geschwindigkeitssignal Drehzahlsignal Standzeitsignalv n thKühlmittel-Temperatur-Kontrollschalter (zu heiß) F14Thermoschalter für Lüfter für Kühlmittel F1844Aktoren (für Systemregelung und Temperaturregelung)Stellmotor für Fußraum-/ Defrostklappe V85 mit Potentiometer G114 Steuergerät J255 und Bedienungs- und Anzeigeeinheit für Klimaanlage E87 Stellmotor für Zentralklappe V70 mit Potentiometer G112NICAUTOECOStellmotor für Temperaturklappe V68 mit Potentiometer G92NStellmotor für Staudruckklappe V71 und Umluftklappe mit Potentiometer G113Steuergerät für Frischluftgebläse J126 und Frischluftgebläse V2Zusatzsignale: Motorsteuergerät Steuergerät mit Anzeigeeinheit im SchalttafeleinsatzDiagnoseanschluß T16Magnetkupplung N25Steuergerät für Lüfter für Kühlmittel J293208_077Lüfter für Kühlmittel V7 und Zusatzlüfter V3545TemperaturregelungSteuergerät mit Bedienungs- und AnzeigeeinheitSteuergerät208_078O AUTONIC ATR CLIMECONECONAUTOFFO208_102208_101Temperaturfühler Schalttafel G56 Steuergerät mit Bedienungs- und Anzeigeeinheit der ClimatronicBedienungs- und Anzeigeeinheit E87Temperaturfühler Schalttafel G56 Steuergerät mit Bedienungs- und Anzeigegerät Audi TT-CoupéAufbau Das Steuergerät ist mit der Bedienungs- und Anzeigeeinheit kombiniert. Diese ist dem Design des jeweiligen Fahrzeuges angepaßt. Weiterhin ist ein Temperaturfühler für die Fahrzeuginnenraumtemperatur im Steuergerät integriert. Funktion Das Steuergerät erhält von den elektrischen und elektronischen Bauteilen (Sensoren) Informationen. Diese werden entsprechend der Sollwerte im Steuergerät verarbeitet. Die Ausgangssignale des Steuergerätes steuern dann die elektrischen Stellelemente (Aktoren). Das Steuergerät ist mit einem Fehlerspeicher ausgestattet. Der Ausfall eines Bauteils oder Leitungsunterbrechungen können so schnell über die Eigendiagnose ermittelt werden. Bei allen Fehlern erhält das Steuergerät den eingestellten Betrieb im Notlauf aufrecht.46Aktoren/Sensoren an einem Heizungs-/ KlimagerätTemperaturfühler Frischluftansaugkanal Stellmotor für Fußraum/DefrostklappeStellmotor für Staudruckklappe und UmluftklappeFrischluftgebläseSteuergerät für FrischluftgebläseGeber für Ausströmtemperatur FußraumStellmotor für Temperaturklappe (verdeckt)Stellmotor für Zentralklappe208_079Jeder Klappe für die Luftführung im Heizungs-/ Klimagerät ist ein Stellmotor zugeordnet. Die Staudruckklappe und Umluftklappe wird durch einen Stellmotor angetrieben. Die getrennte Verstellung erfolgt durch eine Antriebsscheibe mit zwei Führungsbahnen. Die Verstellung der Umluftklappe kann bei anderen Systemen auch über Unterdruck und Magnetventile geregelt sein.Frischluftgebläse und Steuergerät für Frischluftgebläse sind hier zwei Bauteile. Sie können auch zu einem Bauteil vereinigt sein.47TemperaturregelungDie wichtigsten TemperaturfühlerTemperaturfühler für Außentemperatur G17 Der Temperaturfühler ist im Vorbau des Fahrzeuges plaziert. Es wird die tatsächliche Außentemperatur erfaßt. Signalverwendung In Abhängigkeit der Temperatur wird vom Steuergerät die Temperaturklappe und das Frischluftgebläse gesteuert. Auswirkung bei Signalausfall Bei Signalausfall wird der Meßwert des zweiten Temperaturfühlers (Temperaturfühler im Frischluftansaugkanal) verwendet. Sollte dieser auch ausgefallen sein, läuft der Betrieb unter der Annahme eines Ersatzwertes von +10 oC weiter. Es ist kein Umluftbetrieb möglich. Der Temperaturfühler ist eigendiagnosefähig. Temperaturfühler Frischluftansaugkanal G89 Der Temperaturfühler ist direkt im Frischluftansaugkanal plaziert. Es ist die zweite Meßstelle für die tatsächliche Außentemperatur. Signalverwendung In Abhängigkeit der Temperatur wird vom Steuergerät die Temperaturklappe und das Frischluftgebläse gesteuert. Auswirkungen bei Signalausfall Bei Signalausfall wird der Meßwert des ersten Temperaturfühlers (Temperaturfühler für Außentemperatur) im Vorbau verwendet. Der Temperaturfühler ist eigendiagnosefähig.208_081Von beiden Temperaturfühlern wird immer der niedrigste Wert verarbeitet.208_08248Temperaturfühler Schalttafel G56 mit Gebläse für Temperaturfühler V42 Der Temperaturfühler ist meist direkt im Steuergerät eingebaut und gibt die tatsächliche Innenraumtemperatur an das Steuergerät. Er liegt im Luftstrom eines Gebläses für die Absaugung der Innenluft. Das Gebläse wird von der Bedien- und Anzeigeeinheit angesteuert. Es saugt die Innenluft ab, um Meßfehler am Temperaturfühler zu vermeiden. Signalverwendung Der Meßwert dient zum Vergleich mit dem Sollwert. Die Temperaturklappe und das Frischluftgebläse werden entsprechend gesteuert. Auswirkung bei Signalausfall Bei Signalausfall wird ein Ersatzwert +24 oC angenommen. Der Betrieb läuft weiter. Der Temperaturfühler ist eigendiagnosefähig. Geber für Ausströmtemperatur Fußraum G192 Es wird die Temperatur der aus dem Heizungs-/ Klimagerät ausströmenden (in den Innenraum einströmenden) Luft gemessen. Die Temperatur wird mit einem temperaturabhängigen Widerstand erfaßt. Bei fallender Temperatur erhöht sich der elektrische Widerstand. Signalverwendung Das Signal wird im Steuergerät ausgewertet. Es dient zur Steuerung der Luftve