Praxiswissen Pkw-Klimaanlagen · Weil die Taumelscheibe zur Kompres-sorantriebswelle nicht im rechten Winkel sondern schräg steht, vollzieht sie außer-halb der Mitte keine reine

PraxiswissenPkw-Klimaanlagen

Technik, Service, DiagnoseTorsten Schmidt

Krafthand Medien GmbH

ISBN 978-3-87441-132-5

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2. A

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2. erweiterte Auflage

Leseprobe

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ISBN: 978-3-87441-132-5

2. Auflage, Februar 2015

Autor: Torsten SchmidtRealisierung/Lektorat: Georg BlenkTitelgestaltung/Layout: Martin Dörfler, Evelyn AdlerTitelbild: Georg BlenkBilder/Grafiken: AVA-Cooling, Behr, Behr Hella, Georg Blenk, Mercedes-Benz, Robinair, Torsten Schmidt*, Josef Schweigert, Toyota, Valeo, Vemo, Volkswagen, Vulkan Lokring, Waeco, Andreas ZühlkeDruck und Buchbinderische Verarbeitung: Schätzl Druck & Medien, DonauwörthPrinted in Germany

Alle Rechte vorbehalten© Krafthand Medien GmbHWalter-Schulz-Straße 1 · 86825 Bad WörishofenTelefon (08247) 3007-0 · Telefax (08247) [email protected] · www.krafthand.de · www.krafthand-medien.deGeschäftsleitung: Gottfried Karpstein, Andreas Hohenleitner, Steffen Karpstein

Dieses Werk ist einschließlich aller seiner Teile urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne die Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeisung und Verarbei-tung in elektronischen Systemen.

Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berech-tigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Waren-zeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürfen.

* Bild- und Grafikmaterial, welches nicht gesondert mit einem Quellverweis versehen ist,ist dem Autor Torsten Schmidt © zuzuordnen.

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Titelgestaltung/Layout: Martin Dörfler, Evelyn Adler

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Bilder/Grafiken: AVA-Cooling, Behr, Behr Hella, Georg Blenk, Mercedes-Benz,

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insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeisung und Verarbei-KRAFTHAND Medien

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Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berech-

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Inhalt

Leseprobe

Vorwort .............................................................................................................................11

1. Aufgaben der Klimaanlage ....................................................................................131.1 Zusatzaufgaben einer Klimaanlage in Hybrid- und Elektrofahrzeugen ..................14

2. Physikalische Grundlagen zur Kühltechnik.....................................................152.1 Physikalische Gesetzmäßigkeiten .................................................................................152.2 Wichtige Begriffe zur Funktion der Klimaanlage ........................................................16

3. Kältemittel .....................................................................................................................193.1 Gesetzliche Vorgaben......................................................................................................193.2 Eigenschaften der Kältemittel R134a und R1234yf .....................................................193.3 Der Kältemittelstreit: CO2 (R744) versus R1234yf .......................................................21

4. Aufbau und Funktion von Fahrzeugklimaanlagen ......................................254.1 Unterschiede und Gemeinsamkeiten von R134a- und R1234yf-Klimaanlagen ...............................................................................25 4.2 Grundsätzliches zum Kältemittelkreislauf ...................................................................254.3 Aufbau und Arbeitsweise einer Klimaanlage mit Expansionsventil .........................264.4 Aufbau und Arbeitsweise einer Klimaanlage mit Festdrossel ...................................284.5 Zweiverdampferanlagen .................................................................................................294.6 Klimaanlage mit Heizfunktion .......................................................................................304.7 Klimaanlagen in Hybridfahrzeugen ..............................................................................314.8 Standklimatisierung bei Fahrzeugen mit Start-Stopp-Automatik ............................34

5. Komponenten des Kältemittelkreislaufs (Funktion, Ausfallursachen, Prüfmöglichkeiten) ......................................................37

5.1 Der Klimakompressor – Typen, Arbeitsprinzipien und Regelstrategien ................................................................................................................37 5.1.1 Der Taumelscheibenkompressor ...................................................................................37

• Der ungeregelte Taumelscheibenkompressor ...........................................................38• Der selbstregelnde Taumelscheibenkompressor ......................................................39• Der extern geregelte Taumelscheibenkompressor ...................................................40

• Riemenscheibeneinheit/Rutschkupplung prüfen .....................................................41 • Funktion, Aufbau und Prüfung der Magnetkupplung ..............................................43 • Förderdruck prüfen .......................................................................................................43 • Regelventil prüfen und wechseln ................................................................................44 • Taumelscheibenkompressor erneuern .......................................................................46 • Mögliche Ausfallursachen ............................................................................................48

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1.1 Zusatzaufgaben einer Klimaanlage in Hybrid- und Elektrofahrzeugen

KRAFTHAND Medien1.1 Zusatzaufgaben einer Klimaanlage in Hybrid- und Elektrofahrzeugen

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......................................................................................................3.2 Eigenschaften der Kältemittel R134a und R1234yf

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3.2 Eigenschaften der Kältemittel R134a und R1234yf .....................................................

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.....................................................3.2 Eigenschaften der Kältemittel R134a und R1234yf .....................................................3.2 Eigenschaften der Kältemittel R134a und R1234yf

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3.2 Eigenschaften der Kältemittel R134a und R1234yf .....................................................3.2 Eigenschaften der Kältemittel R134a und R1234yf (R744) versus R1234yf

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(R744) versus R1234yf .......................................................

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(R744) versus R1234yf ....................................................... (R744) versus R1234yf

4. Aufbau und Funktion von Fahrzeugklimaanlagen

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4. Aufbau und Funktion von Fahrzeugklimaanlagen4.1 Unterschiede und Gemeinsamkeiten von

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4.1 Unterschiede und Gemeinsamkeiten von R134a- und R1234yf-Klimaanlagen

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R134a- und R1234yf-Klimaanlagen ...............................................................................

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...............................................................................4.2 Grundsätzliches zum Kältemittelkreislauf

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4.2 Grundsätzliches zum Kältemittelkreislauf4.3 Aufbau und Arbeitsweise einer Klimaanlage mit Expansionsventil

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4.3 Aufbau und Arbeitsweise einer Klimaanlage mit Expansionsventil4.4 Aufbau und Arbeitsweise einer Klimaanlage mit Festdrossel

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4.4 Aufbau und Arbeitsweise einer Klimaanlage mit Festdrossel4.5 Zweiverdampferanlagen

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4.5 Zweiverdampferanlagen .................................................................................................

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.................................................................................................4.6 Klimaanlage mit Heizfunktion

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4.6 Klimaanlage mit Heizfunktion .......................................................................................

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.......................................................................................4.7 Klimaanlagen in Hybridfahrzeugen

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4.7 Klimaanlagen in Hybridfahrzeugen4.8 Standklimatisierung bei Fahrzeugen mit Start-Stopp-Automatik

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4.8 Standklimatisierung bei Fahrzeugen mit Start-Stopp-Automatik

5. Komponenten des Kältemittelkreislaufs

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5. Komponenten des Kältemittelkreislaufs (Funktion, Ausfallursachen, Prüfmöglichkeiten)

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(Funktion, Ausfallursachen, Prüfmöglichkeiten)5.1 Der Klimakompressor – Typen, Arbeitsprinzipien und

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5.1 Der Klimakompressor – Typen, Arbeitsprinzipien und

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Regelstrategien

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Regelstrategien ................................................................................................................

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................................................................................................................5.1.1 Der Taumelscheibenkompressor

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5.1.1 Der Taumelscheibenkompressor Der ungeregelte Taumelscheibenkompressor

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Der ungeregelte Taumelscheibenkompressor• KRAFTHAND M

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• Der selbstregelnde TaumelscheibenkompressorKRAFTHAND Medien

Der selbstregelnde Taumelscheibenkompressor Der extern geregelte TaumelscheibenkompressorKRAFTHAND M

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Der extern geregelte Taumelscheibenkompressor Riemenscheibeneinheit/Rutschkupplung prüfenKRAFTHAND M

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Riemenscheibeneinheit/Rutschkupplung prüfen



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5.1.2 Der Scrollkompressor ......................................................................................................495.1.3 Elektrische Kompressoren in Hybrid- und Elektrofahrzeugen .................................50 • Antrieb, Spannungsversorgung und Regelung ..........................................................505.2 Kondensatortypen (Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion, Prüfmöglichkeiten) ..525.3 Kondensatorlüfter (Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion, Prüfmöglichkeiten) ..535.4 (Filter-)Trockner (Montage, Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion) ................555.5 Expansionsventil (Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion, Prüfmöglichkeiten) ..........................................................................................................585.6 Festdrossel (Ausfallursachen und Folgen bei Fehlfunktion, Montage) ....................605.7 Verdampfer ......................................................................................................................615.8 Akkumulator .....................................................................................................................615.9 Kältemittelleitungen und Dichtungen (Reparaturmöglichkeiten, Aufgabe von Leitungsdämpfern) .....................................61

6. Elektrische/elektronische Regelung (Sensoren, Funktion, Aufgabe, Diagnose) .................................................................65

6.1 Grundprinzip der Systemregelung ................................................................................656.2 Druckschalter/-sensor .....................................................................................................686.3 Kältemittel-Temperatursensor ......................................................................................716.4 Weitere wichtige Temperatursensoren ........................................................................716.5 Sonnensensor ...................................................................................................................726.6 CO2-Sensor .......................................................................................................................736.7 Luftgütesensor .................................................................................................................746.8 Bedienteil/Steuergerät ....................................................................................................74

7. Der Klimaservice und wichtige Wartungsarbeiten ......................................777.1 Grundsätzliches zum Klimaservice an R134a- und R1234yf-Anlagen......................777.2 Notwendigkeit des Klimaservice....................................................................................787.3 Anforderungen an Servicestationen – worauf ist zu achten .......................................797.4 Arbeitsschutz und fachgerechter Umgang mit den Kältemitteln R134a und R1234yf ..........................................................................................................837.5 Praxistipps für den Klimaservice .................................................................................85 7.5.1 Eingangs- und Funktionsprüfung .................................................................................857.5.2 Absaugen, Evakuieren ....................................................................................................86

• Die Folgen von zu viel Feuchtigkeit in der Anlage ...................................................887.5.3 Befüllen .............................................................................................................................89

• Die Folgen von Unter- und Überfüllung mit Kältemittel .........................................90 • Probleme beim Befüllen über die Hochdruckseite ...................................................90

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Kondensatortypen (Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion, Prüfmöglichkeiten

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Kondensatorlüfter (Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion, Prüfmöglichkeiten)

KRAFTHAND MedienKondensatorlüfter (Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion, Prüfmöglichkeiten)

5.4 (Filter-)Trockner (Montage, Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion)

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5.4 (Filter-)Trockner (Montage, Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion)5.5 Expansionsventil (Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion,

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5.5 Expansionsventil (Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion, ..........................................................................................................

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..........................................................................................................5.6 Festdrossel (Ausfallursachen und Folgen bei Fehlfunktion, Montage)

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5.6 Festdrossel (Ausfallursachen und Folgen bei Fehlfunktion, Montage) ......................................................................................................................

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(Reparaturmöglichkeiten, Aufgabe von Leitungsdämpfern)

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(Reparaturmöglichkeiten, Aufgabe von Leitungsdämpfern)

6. Elektrische/elektronische Regelung

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6. Elektrische/elektronische Regelung (Sensoren, Funktion, Aufgabe, Diagnose)

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(Sensoren, Funktion, Aufgabe, Diagnose) .................................................................

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.................................................................6.1 Grundprinzip der Systemregelung

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6.1 Grundprinzip der Systemregelung ................................................................................

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.....................................................................................................6.3 Kältemittel-Temperatursensor

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6.3 Kältemittel-Temperatursensor ......................................................................................

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......................................................................................6.4 Weitere wichtige Temperatursensoren

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6.4 Weitere wichtige Temperatursensoren ...................................................................................................................

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.................................................................................................................6.8 Bedienteil/Steuergerät

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6.8 Bedienteil/Steuergerät ....................................................................................................

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7. Der Klimaservice und wichtige Wartungsarbeiten

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7. Der Klimaservice und wichtige Wartungsarbeiten7.1 Grundsätzliches zum Klimaservice an R134a- und R1234yf-Anlagen

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7.1 Grundsätzliches zum Klimaservice an R134a- und R1234yf-Anlagen7.2 Notwendigkeit des Klimaservice

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7.2 Notwendigkeit des Klimaservice7.3 Anforderungen an Servicestationen – worauf ist zu achten

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7.3 Anforderungen an Servicestationen – worauf ist zu achten7.4 Arbeitsschutz und fachgerechter Umgang mit den Kältemitteln

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7.4 Arbeitsschutz und fachgerechter Umgang mit den Kältemitteln

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R134a und R1234yfKRAFTHAND Medien

R134a und R1234yf7.5 Praxistipps für den Klimaservice KRAFTHAND M

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7.5 Praxistipps für den Klimaservice 7.5.1 Eingangs- und FunktionsprüfungKRAFTHAND M

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7.5.1 Eingangs- und Funktionsprüfung




Inhalt

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7.5.4 Kompressoröl ...................................................................................................................91• Welches Kompressoröl ist zu verwenden? ................................................................91• Besonderheiten bei Anlagen mit elektrischem Kompressor ...................................92• Die Bedeutung der korrekten Ölfüllmenge – wie viel ist wann aufzufüllen ..........93

7.5.5 Innenraumfilter – Qualitätsmerkmale, Aufgabe von Aktivkohlefiltern ...................95 7.5.6 Ausgangskontrolle ...........................................................................................................967.6 Desinfizieren des Verdampfers • Vor- und Nachteile der verschiedenen Methoden ....................................................967.6.1 Desinfizieren mittels Reinigungslanze..........................................................................967.6.2 Desinfizieren mittels Ultraschallgerät ..........................................................................96 7.6.3 Desinfizieren mittels Reinigungsspray .........................................................................98 7.6.4 Desinfizieren mittels Ozonerzeuger ..............................................................................99 7.7 Spülen der Klimaanlage – Vor- und Nachteile der verschieden Methoden .............................................................................................997.7.1 Spülen mit Reinigungsmittel ........................................................................................100 7.7.2 Spülen mit Kältemittel ..................................................................................................102 7.7.3 Spülen mit Stickstoff .....................................................................................................1037.8 Einsatz von Dichtmittel .................................................................................................103

8. Fehlersuche an der Klimaanlage .......................................................................1058.1 Lecksuche .......................................................................................................................1058.1.1 Gesetzliche Vorgaben – wann ist eine Lecksuche zwingend vorgeschrieben ........1058.1.2 Lecksuche mit Kontrastmittel und UV-Lampe ..........................................................1068.1.3 Lecksuche mit Formiergas und Lecksuchgerät .........................................................1098.1.4 Lecksuche mit Stickstoff ...............................................................................................1118.2 Diagnose per Schauglas – Möglichkeiten,

Verschmutzungsgrad der Anlage prüfen ....................................................................1118.3 Fehleranalyse anhand der Systemdrücke und Leitungstemperaturen...................1138.3.1 Leitungstemperaturen und Drücke – Ursachen für fehlerhafte Werte ..................113

• Fehlersuchtabellen ......................................................................................................1158.3.2 Spezielle Diagnosegeräte für die Klimaanlage ..........................................................120

• Begriffe: Überhitzung, Unterkühlung, Enthalpie ............................................ 121/122• Das Enthalpie-Druckdiagramm .................................................................................122

Der Autor ........................................................................................................................123

Stichwortverzeichnis .....................................................................................................125

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................................................................ Besonderheiten bei Anlagen mit elektrischem Kompressor

KRAFTHAND Medien Besonderheiten bei Anlagen mit elektrischem Kompressor ...................................

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Die Bedeutung der korrekten Ölfüllmenge – wie viel ist wann aufzufüllen

KRAFTHAND Medien Die Bedeutung der korrekten Ölfüllmenge – wie viel ist wann aufzufüllen

7.5.5 Innenraumfilter – Qualitätsmerkmale, Aufgabe von Aktivkohlefiltern

KRAFTHAND Medien7.5.5 Innenraumfilter – Qualitätsmerkmale, Aufgabe von Aktivkohlefiltern

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Vor- und Nachteile der verschiedenen Methoden

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Vor- und Nachteile der verschiedenen Methoden ....................................................

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..............................................................................7.7 Spülen der Klimaanlage – Vor- und Nachteile

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7.7 Spülen der Klimaanlage – Vor- und Nachteile .............................................................................................

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8. Fehlersuche an der Klimaanlage

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8. Fehlersuche an der Klimaanlage .......................................................................................................................

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.......................................................................................................................8.1.1 Gesetzliche Vorgaben – wann ist eine Lecksuche zwingend vorgeschrieben

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8.1.1 Gesetzliche Vorgaben – wann ist eine Lecksuche zwingend vorgeschrieben8.1.2 Lecksuche mit Kontrastmittel und UV-Lampe

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8.1.2 Lecksuche mit Kontrastmittel und UV-Lampe8.1.3 Lecksuche mit Formiergas und Lecksuchgerät

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8.1.3 Lecksuche mit Formiergas und Lecksuchgerät8.1.4 Lecksuche mit Stickstoff

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8.1.4 Lecksuche mit Stickstoff ...............................................................................................

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...............................................................................................8.1.4 Lecksuche mit Stickstoff ...............................................................................................8.1.4 Lecksuche mit Stickstoff

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8.1.4 Lecksuche mit Stickstoff ...............................................................................................8.1.4 Lecksuche mit Stickstoff8.2 Diagnose per Schauglas – Möglichkeiten,

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8.2 Diagnose per Schauglas – Möglichkeiten, Verschmutzungsgrad der Anlage prüfen

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Verschmutzungsgrad der Anlage prüfen8.3 Fehleranalyse anhand der Systemdrücke und Leitungstemperaturen

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8.3 Fehleranalyse anhand der Systemdrücke und Leitungstemperaturen8.3.1 Leitungstemperaturen und Drücke – Ursachen für fehlerhafte Werte

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8.3.1 Leitungstemperaturen und Drücke – Ursachen für fehlerhafte Werte

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Fehlersuchtabellen

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Fehlersuchtabellen8.3.2 Spezielle Diagnosegeräte für die KlimaanlageKRAFTHAND M

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8.3.2 Spezielle Diagnosegeräte für die Klimaanlage Begriffe: Überhitzung, Unterkühlung, EnthalpieKRAFTHAND M

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Begriffe: Überhitzung, Unterkühlung, Enthalpie Das Enthalpie-DruckdiagrammKRAFTHAND M

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Das Enthalpie-Druckdiagramm




Vorwort

Leseprobe

Vorwort

Das vorliegende Werk ‚Praxiswissen Pkw- Klimaanlagen’ beschäftigt sich mit allen werkstattrelevanten Themen rund um die Klimatechnik. Der Autor Torsten Schmidt widmet sich dabei der Reparatur und dem Austausch von Systemkomponenten ge-nauso wie dem Klimaservice und der Feh-lerdiagnose, ohne dabei Grundsätzliches zur Funktion einer Klimaanlage außer Acht zu lassen.

Die ersten beiden Kapitel befassen sich mit den ureigenen Aufgaben einer Kli-maanlage (inklusive Hybridfahrzeuge) und den thermodynamischen Grundlagen. Kapitel 3 gibt den aktuellen Stand zum Thema Kältemittel – inklusive R744 (CO2) – wieder. In den nachfolgenden Kapiteln 5 und 6 werden die einzel nen Komponenten ausführlich hinsichtlich Funktion, Diagno-se, Ausfallursachen und den Folgen von Fehlfunktionen beleuchtet. Wie die elekt-ronische Regelung von Klimaanlagen funktioniert, welche Sensoren und Akto-ren entscheidend mitwirken ist ebenfalls Bestandteil dieses Abschnitts.

Wie der Kfz-Profi Probleme beim Kli-maservice vermeidet, zeigt Kapitel 7. Es finden sich zahlreiche Praxistipps rund um die Thematik. Welche Eigenschaften muss beispielsweise eine Klimaservice-station haben und welche Möglichkeiten gibt es zum fachgerechten Desinfizieren des Verdampfers? Überdies kommen die Folgen von zu viel Feuchtigkeit in der

Anlage sowie von einer Über- und Unter-füllung zur Sprache.

Abschließend befasst sich der Autor in Kapitel 8 mit den verschiedenen Möglich-keiten der Diagnose. Dabei nimmt die Fehlersuche anhand der Systemdrücke und Leitungstemperaturen großen Raum ein. Außerdem beschreibt er die Möglich-keiten der Prüfung via Schauglas und die Anwendung spezieller Diagnosetools. Die geltenden gesetzlichen Bestimmungen hinsichtlich der Lecksuche sowie die ver-schiedenen Methoden und entsprechen-den Tipps dazu fehlen ebenfalls nicht.

Torsten Schmidt hat mit dem Fachbuch ‚Praxiswissen Pkw-Klimaanlagen’ ein Stan-dardwerk für die Kfz-Servicebranche ge-schaffen. Bis dato war kein vergleichbares Buch mit derartiger Informationstiefe und Praxisrelevanz erhältlich.

Georg BlenkRessortleiter Fachbuch/Onlineredaktionim Februar 2015

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Die ersten beiden Kapitel befassen sich

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Die ersten beiden Kapitel befassen sich mit den ureigenen Aufgaben einer Kli-

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mit den ureigenen Aufgaben einer Kli-maanlage (inklusive Hybridfahrzeuge)

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maanlage (inklusive Hybridfahrzeuge) und den thermodynamischen Grundlagen.

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und den thermodynamischen Grundlagen. Kapitel 3 gibt den aktuellen Stand zum

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Kapitel 3 gibt den aktuellen Stand zum Thema Kältemittel – inklusive R744 (CO

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Thema Kältemittel – inklusive R744 (CO2

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) – wieder. In den nachfolgenden Kapiteln 5

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– wieder. In den nachfolgenden Kapiteln 5 und 6 werden die einzel nen Komponenten

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und 6 werden die einzel nen Komponenten ausführlich hinsichtlich Funktion, Diagno-

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ausführlich hinsichtlich Funktion, Diagno-se, Ausfallursachen und den Folgen von

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se, Ausfallursachen und den Folgen von Fehlfunktionen beleuchtet. Wie die elekt-

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Fehlfunktionen beleuchtet. Wie die elekt-ronische Regelung von Klimaanlagen

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ronische Regelung von Klimaanlagen funktioniert, welche Sensoren und Akto-

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funktioniert, welche Sensoren und Akto-ren entscheidend mitwirken ist ebenfalls

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ren entscheidend mitwirken ist ebenfalls Bestandteil dieses Abschnitts.

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Bestandteil dieses Abschnitts.Wie der Kfz-Profi Probleme beim Kli-

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Wie der Kfz-Profi Probleme beim Kli-maservice vermeidet, zeigt Kapitel 7. Es KRAFTHAND M

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maservice vermeidet, zeigt Kapitel 7. Es finden sich zahlreiche Praxistipps rund KRAFTHAND M

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finden sich zahlreiche Praxistipps rund um die Thematik. Welche Eigenschaften KRAFTHAND M

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um die Thematik. Welche Eigenschaften

Anlage sowie von einer Über- und Unter-

KRAFTHAND Medien Anlage sowie von einer Über- und Unter-

füllung zur Sprache.

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füllung zur Sprache.Abschließend befasst sich der Autor in

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Abschließend befasst sich der Autor in Kapitel 8 mit den verschiedenen Möglich-

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Kapitel 8 mit den verschiedenen Möglich-keiten der Diagnose. Dabei nimmt die

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keiten der Diagnose. Dabei nimmt die Fehlersuche anhand der Systemdrücke

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Fehlersuche anhand der Systemdrücke und Leitungstemperaturen großen Raum

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und Leitungstemperaturen großen Raum ein. Außerdem beschreibt er die Möglich-

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ein. Außerdem beschreibt er die Möglich-keiten der Prüfung via Schauglas und die

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keiten der Prüfung via Schauglas und die Anwendung spezieller Diagnosetools. Die

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Anwendung spezieller Diagnosetools. Die geltenden gesetzlichen Bestimmungen

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geltenden gesetzlichen Bestimmungen hinsicht

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hinsichtschiedenen

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Praxiswissen Pkw-Klimaanlagen 5

Leseprobe

5. Komponenten des Kältemittelkreislaufs (Funktion, Ausfallursachen, Prüfmöglichkeiten)

5.1.1 Der Taumelscheiben-kompressor

Bei Taumelscheibenkompressoren erfolgt das Ansaugen, Verdichten und Fördern des Kältemittels durch das Auf- und Abbewe-gen von mehreren, kreisförmig zueinander angeordneten Kolben in je einem Zylinder. Je nach Kompressortyp befinden sich rund um die Kompressorwelle üblicherweise fünf bis sieben Kolben. Diese sind ent-weder direkt über Gleitstücke (Bild 5.0), bei geregelten Kompressoren häufig aber auch über Pleuelstangen und die varia-bel gelagerte Pleuelstangensteuerscheibe (Bild 5.3), mit der Taumelscheibe verbun-den. Diese beiden Scheiben sind gleitend aneinander gelagert.

Weil die Taumelscheibe zur Kompres-sorantriebswelle nicht im rechten Winkel sondern schräg steht, vollzieht sie außer-halb der Mitte keine reine Kreisbewegung. Vielmehr oszilliert sie, wodurch die Kolben im Zylinder auf und ab bewegt werden. Dabei erzeugen sie einen Förderdruck, der je nach Kompressortyp und geforderter Leistung üblicherweise zwischen 6 und 20 bar liegt. Für den Fall, dass sich beispiels-weise aufgrund eines Kältemittelrückstaus ein zu hoher Druck im Kompressor auf-baut, befindet sich ein Überdruckventil in

5.1 Der Klimakompressor

Klimakompressoren – auch Verdichter ge-nannt – lassen sich nach Antrieb, Bauart und Fördermengenregelung kategorisie-ren. Riemengetriebene Klimakompresso-ren wie sie in Fahrzeugen mit Verbren-nungsmotor Anwendung finden, können als Hubkolbenverdichter (hauptsächlich in Bussen verwendet) oder Flügelzellenver-dichter (Arbeitsprinzip ist dem von Flügel-zellenkraftstoffpumpen gleich) ausgeführt sein. Im Pkw und Transporterbereich spielen sie allerdings so gut wie keine Rol-le, sodass nachfolgend auf diese Typen nicht weiter eingegangen wird. Vielmehr spielen in diesem Segment ungeregelte, selbstregelnde und seit einigen Jahren ex-tern geregelte Taumelscheibenkompres-soren eine Rolle. In einigen Fahrzeugen kommen Scrollkompressoren zum Einsatz. Eine Verdichterbauart, die sich auch in Hybrid- und Elektrofahrzeugen findet – nur dass sie hier nicht riemengetrieben sind, sondern elektrisch angetrieben werden.

Die Schmierung sowohl der Taumel-scheiben- als auch elektrischen Scroll - verdichter erfolgt durch Kompressoröl,welches tropfenförmig mit dem Kältemit-telstrom in der Anlage zirkuliert.

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5.1.1 Der Taumelscheiben-

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5.1.1 Der Taumelscheiben-kompressor

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kompressor

Bei Taumelscheibenkompressoren erfolgt

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Bei Taumelscheibenkompressoren erfolgt das Ansaugen, Verdichten und Fördern des

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das Ansaugen, Verdichten und Fördern des Kältemittels durch das Auf- und Abbewe-

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Kältemittels durch das Auf- und Abbewe-gen von mehreren, kreisförmig zueinander

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gen von mehreren, kreisförmig zueinander angeordneten Kolben in je einem Zylinder.

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angeordneten Kolben in je einem Zylinder. Je nach Kompressortyp befinden sich rund

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Je nach Kompressortyp befinden sich rund um die Kompressorwelle üblicherweise

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um die Kompressorwelle üblicherweise

nungsmotor Anwendung finden, können

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nungsmotor Anwendung finden, können als Hubkolbenverdichter (hauptsächlich in

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als Hubkolbenverdichter (hauptsächlich in Bussen verwendet) oder Flügelzellenver-

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Bussen verwendet) oder Flügelzellenver-dichter (Arbeitsprinzip ist dem von Flügel-

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dichter (Arbeitsprinzip ist dem von Flügel-zellenkraftstoffpumpen gleich) ausgeführt

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zellenkraftstoffpumpen gleich) ausgeführt sein. Im Pkw und Transporterbereich

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sein. Im Pkw und Transporterbereich

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spielen sie allerdings so gut wie keine Rol-

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spielen sie allerdings so gut wie keine Rol-le, sodass nachfolgend auf diese Typen

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le, sodass nachfolgend auf diese Typen nicht weiter eingegangen wird. Vielmehr

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nicht weiter eingegangen wird. Vielmehr spielen in diesem Segment ungeregelte,

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spielen in diesem Segment ungeregelte, selbstregelnde und seit einigen Jahren ex-

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selbstregelnde und seit einigen Jahren ex-tern geregelte Taumelscheibenkompres-

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tern geregelte Taumelscheibenkompres-soren eine Rolle. In einigen Fahrzeugen

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soren eine Rolle. In einigen Fahrzeugen kommen Scrollkompressoren zum Einsatz.

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kommen Scrollkompressoren zum Einsatz.

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Eine Verdichterbauart, die sich auch in

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Eine Verdichterbauart, die sich auch in Hybrid- und Elektrofahrzeugen findet – nur

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Hybrid- und Elektrofahrzeugen findet – nur dass sie hier nicht riemengetrieben sind, KRAFTHAND M

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dass sie hier nicht riemengetrieben sind, sondern elektrisch angetrieben werden.KRAFTHAND M

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sondern elektrisch angetrieben werden.Die Schmierung sowohl der Taumel-KRAFTHAND M

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Die Schmierung sowohl der Taumel-




Komponenten des Kältemittelkreislaufs5

Leseprobe

dessen Gehäuse. Dieses öffnet bei ei-nem Wert, der je nach Ausführung zwischen 30 und 40 bar liegt. Nach Abbau des Über-drucks schließt das Ventil wieder. (Hin-weis: Die angege-benen Druckwerte sind Richtwerte und können je nach Fahrzeug- und Kompres-sortyp abweichen.)

Der ungeregelte Taumelscheiben-kompressorBei ungeregelten Kompressoren ist die Schrägstellung der Taumelscheibe nicht variabel. Folglich sind auch der Kolben-hub und die dadurch geförderte Kältemit-telmenge stets gleichbleibend. Der Antrieb solcher Kompressoren erfolgt über die rie-mengetriebene Magnetkupplung. Durch deren periodisches Ein- und Ausschalten lässt sich bei Klimaanlagen mit solchen Kompressoren das Kältemittelfördervolu-men und somit die Kühlleistung regeln. Bei langen Einschalt- und kurzen Aus-schaltphasen ist die Fördermenge hoch.

Beweglich: Kompressor mit variabel gelagerter und damit in ihrem Winkel zur Antrieb-welle veränderbaren Tau-melscheibe. Die Stellung im Bild a zieht einen geringen Hub nach sich. In Bild c ermöglicht der Winkel der Taumelscheibe einen gro-ßen Hub. Bei diesem Kom-pressortyp sind die Kolben per Gleitstück mit der Taumelscheibe verbunden.

5.0 a+b+c

Schutzeinrichtung: Das Überdruckventil am Kompressor öffnet bei einem Wert, der je nach Ausführung zwischen 30 und 40 bar liegt.

5.1

a b

c

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können je nach Fahrzeug- und Kompres-

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können je nach Fahrzeug- und Kompres-

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Umgekehrt ist sie niedriger. Aller-dings sind Kompressoren dieser Art nicht mehr der aktuelle Stand der Technik. Deshalb finden sie sich in der Regel nur noch in älte-ren Fahrzeugen ohne Klimaauto-matik oder eventuell in Kleinwa-gen wieder.

Der selbstregelnde Taumel-scheibenkompressorBei selbstregelnden Kompressoren ist die Taumelscheibe variabel gelagert, sodass sich ihre Schrägstellung und damit der Kolbenhub (siehe Bilderserie 5.0 a,b,c) so-

Unflexibel: Die im Bild zu sehende Taumel-scheibe eines ungeregelten Kompressors ist in ihrem Anstellwinkel zur Antriebswelle nicht variabel. Zwischen Kolben und Taumelscheibe befinden sich Gleitstücke (Pfeil).

5.2

Regelprinzip: Beim selbstregelnden Kompres-sor steuert das interne Regelventil (Pfeil) den Kammerdruck ober- und unterhalb des Kolbens und somit die Schrägstellung der Taumelscheibe, den Kolbenhub und letztlich die Fördermenge. Bild: Volkswagen

5.3

wie im Endeffekt die Fördermenge regeln lässt. Dazu verfügt der Kompressor über ein integriertes, mechanisch arbeitendes Regelventil. Hierüber wird der Kammer-druck ober- und unterhalb der Kolben so geregelt, dass sich die Schrägstellung der Taumelscheibe entsprechend verändert

und der Kompressor nur die Kältemit-telmenge fördert, welche für die zu erbringende Kühlleistung notwen -dig ist. Ein permanentes Entkoppeln

und Koppeln des Verdichters vom Rie-mentrieb über die Magnetkupplung wie bei ungeregelten Kompressoren entfällt somit.

Ist absolut keine Kühlung der Fahr-gastzelle gewünscht und die Insassen stel-len den Temperaturregler am Bedienteil entsprechend ein, wird der Kompressor trotzdem nicht vollkommen ‚ausgeschal-tet’. Vielmehr reduziert er seine Förder-leistung deutlich. Beispielsweise auf 40

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Umgekehrt ist sie niedriger. Aller-

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Umgekehrt ist sie niedriger. Aller-dings sind Kompressoren dieser

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dings sind Kompressoren dieser Art nicht mehr der aktuelle Stand

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Art nicht mehr der aktuelle Stand der Technik. Deshalb finden sie

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der Technik. Deshalb finden sie sich in der Regel nur noch in älte-

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sich in der Regel nur noch in älte-ren Fahrzeugen ohne Klimaauto-

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ren Fahrzeugen ohne Klimaauto-matik oder eventuell in Kleinwa-

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matik oder eventuell in Kleinwa-gen wieder. KRAFTHAND M

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gen wieder.

Der selbstregelnde Taumel-KRAFTHAND Medien

Der selbstregelnde Taumel-

Die im Bild zu sehende Taumel-

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Die im Bild zu sehende Taumel-scheibe eines ungeregelten Kompressors ist in ihrem

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scheibe eines ungeregelten Kompressors ist in ihrem Anstellwinkel zur Antriebswelle nicht variabel.

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Anstellwinkel zur Antriebswelle nicht variabel. Zwischen Kolben und Taumelscheibe befinden sich

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Zwischen Kolben und Taumelscheibe befinden sich

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lässt. Dazu verfügt der Kompressor über KRAFTHAND M

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lässt. Dazu verfügt der Kompressor über ein integriertes, mechanisch arbeitendes

KRAFTHAND Medienein integriertes, mechanisch arbeitendes

Regelventil. Hierüber wird der Kammer-

KRAFTHAND MedienRegelventil. Hierüber wird der Kammer-

druck ober- und unterhalb der Kolben so

KRAFTHAND Mediendruck ober- und unterhalb der Kolben so

geregelt, dass sich die Schrägstellung der

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geregelt, dass sich die Schrägstellung der Taumelscheibe entsprechend verändert

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Taumelscheibe entsprechend verändert und der Kompressor nur die Kältemit-

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und der Kompressor nur die Kältemit-telmenge fördert, welche für die zu

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telmenge fördert, welche für die zu erbringende Kühlleistung notwen -

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erbringende Kühlleistung notwen -dig ist. Ein permanentes Entkoppeln

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dig ist. Ein permanentes Entkoppeln und Koppeln des Verdichters vom Rie-

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und Koppeln des Verdichters vom Rie-mentrieb über die Magnetkupplung wie

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mentrieb über die Magnetkupplung wie bei ungeregelten Kompressoren entfällt

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bei ungeregelten Kompressoren entfällt somit.

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somit.Ist absolut keine Kühlung der Fahr-

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Ist absolut keine Kühlung der Fahr-gastzelle gewünscht und die Insassen stel-

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gastzelle gewünscht und die Insassen stel-





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angetrieben, wenn der Fahrer die ‚Aus’- oder ‚Econ’-Taste betätigt. Mit diesem ‚Ausschalten’ wird die Kältemittelförde-rung auf 4 oder 5 Prozent zurückgefahren, sodass der Kompressor kaum noch An-triebsenergie benötigt. Damit gehen die Vorteile des Dauerbetriebs (siehe selbst - regelnder Kompressor) mit einer Kraft-stoffersparnis einher.

Allerdings gibt es auch extern geregel-te Klimakompressoren (zum Beispiel BMW 116 d), an denen sich eine Magnet-kupplung wiederfindet. Betätigt der Fahrer bei diesen Fahrzeugen die ‚Aus’- bezie-hungsweise ‚Econ’-Taste kuppelt die Ma-gnetkupplung aus und der Kompressor wird nicht mehr angetrieben. Bei solchen

Prozent, wie es beispielsweise in einem Selbststudienprogramm von Volkswagen heißt.

Vorteil dieser Kompressorregelung: Durch den Dauerbetrieb kommt es zu kei-nen Ölablagerungen im Kompressor. Das soll vorübergehende Schmierprobleme nach dem Einschalten eines länger nicht in Betrieb gewesenen Kompressors (zum Beispiel weil im Winter die Klimaanlage nicht genutzt wurde) vermeiden. Damit er-höht sich die Lebensdauer des Verdichters. Zudem entfällt durch das kontinuierliche Mitlaufen der Einschaltstoß, wie er im Moment des Zuschaltens der Magnetkupp-lung vor allem bei leistungsschwächeren Fahrzeugen spürbar ist.

Extern geregelte KompressorenSeit einigen Jahren sind in Fahrzeugen mit automatischer geregelter Klimaanlage ex-tern geregelte Kompressoren Stand der Technik. Anstelle eines mechanischen Re-gelventils, wie es selbstregelnde Kompres-soren haben, kommt hier ein elektrisches per PWM-Signal (PWM: pulsweiten-mo-duliert) angesteuertes Regelventil zum Einsatz. Erhöht oder verringert das Klima-steuergerät das Tastverhältnis, steigt be-ziehungsweise sinkt die Kältemittelförder-menge. Da viele Fahrzeughersteller (Opel, Audi, Citroën, VW et cetera) anstelle der Magnetkupplung eine nicht auskuppel-bare Riemenscheibeneinheit verbauen, spricht man bei diesen Typen auch von permanent angetriebenen oder kupp-lungslosen Kompressoren. Logischerweise werden solche Verdichter auch dann noch

Permanent über eine Riemen-scheibeneinheit angetriebene

Kompressoren dürfen einer technischen Information von Behr Hella zufolge nur bei ge-

schlossener und gefüllter Kli-maanlage betrieben werden. Bei Nichtbeachten kann der Kompres-sor durch Mangelschmierung und Überhitzung Schaden nehmen. Besteht trotzdem die Notwendig-keit zu einem Motorstart, sollte die Motordrehzahl 2.500/min nicht überschreiten. Außerdem muss sich dafür mindestens ein Viertel der Systemölfüllmenge im Verdichter befinden.

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oder ‚Econ’-Taste betätigt. Mit diesem KRAFTHAND M

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oder ‚Econ’-Taste betätigt. Mit diesem ‚Ausschalten’ wird die Kältemittelförde-

KRAFTHAND Medien‚Ausschalten’ wird die Kältemittelförde-

rung auf 4 oder 5 Prozent zurückgefahren,

KRAFTHAND Medienrung auf 4 oder 5 Prozent zurückgefahren,

sodass der Kompressor kaum noch An-

KRAFTHAND Mediensodass der Kompressor kaum noch An-

triebsenergie benötigt. Damit gehen die

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triebsenergie benötigt. Damit gehen die Vorteile des Dauerbetriebs (siehe selbst -

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Vorteile des Dauerbetriebs (siehe selbst - regelnder Kompressor) mit einer Kraft-

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regelnder Kompressor) mit einer Kraft-stoffersparnis einher.

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stoffersparnis einher.Allerdings gibt es auch extern geregel-

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Allerdings gibt es auch extern geregel-te Klimakompressoren (zum Beispiel

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te Klimakompressoren (zum Beispiel BMW 116 d), an denen sich eine Magnet-

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BMW 116 d), an denen sich eine Magnet-kupplung wiederfindet. Betätigt der Fahrer

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kupplung wiederfindet. Betätigt der Fahrer bei diesen Fahrzeugen die ‚Aus’- bezie-

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bei diesen Fahrzeugen die ‚Aus’- bezie-hungsweise ‚Econ’-Taste kuppelt die Ma-

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hungsweise ‚Econ’-Taste kuppelt die Ma-gnetkupplung aus und der Kompressor

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gnetkupplung aus und der Kompressor wird nicht mehr angetrieben. Bei solchen

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wird nicht mehr angetrieben. Bei solchen lung vor allem bei leistungsschwächeren

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lung vor allem bei leistungsschwächeren

Seit einigen Jahren sind in Fahrzeugen mit

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Seit einigen Jahren sind in Fahrzeugen mit automatischer geregelter Klimaanlage ex-

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automatischer geregelter Klimaanlage ex-tern geregelte Kompressoren Stand der

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tern geregelte Kompressoren Stand der Technik. Anstelle eines mechanischen Re-

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Technik. Anstelle eines mechanischen Re-gelventils, wie es selbstregelnde Kompres-

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gelventils, wie es selbstregelnde Kompres-soren haben, kommt hier ein elektrisches

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soren haben, kommt hier ein elektrisches per PWM-Signal (PWM: pulsweiten-mo-

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per PWM-Signal (PWM: pulsweiten-mo-duliert) angesteuertes Regelventil zum

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duliert) angesteuertes Regelventil zum Einsatz. Erhöht oder verringert das Klima-

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Einsatz. Erhöht oder verringert das Klima-steuergerät das Tastverhältnis, steigt be-

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steuergerät das Tastverhältnis, steigt be-ziehungsweise sinkt die Kältemittelförder-

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ziehungsweise sinkt die Kältemittelförder-menge. Da viele Fahrzeughersteller (Opel, KRAFTHAND M

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menge. Da viele Fahrzeughersteller (Opel, Audi, Citroën, VW et cetera) anstelle der KRAFTHAND M

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Audi, Citroën, VW et cetera) anstelle der Magnetkupplung eine nicht auskuppel-KRAFTHAND M

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Magnetkupplung eine nicht auskuppel-





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Kompressoren besteht für den Automobil-hersteller die Möglichkeit, eine Sicher-heitsfunktion zu integrieren. Denn ist die Anlage über ein bestimmtes Maß hinaus entleert und die Gefahr gegeben, dass zu wenig Kältemittel und Kompressoröl zir-kulierten, kann das Steuergerät die Magnet-kupplung auskuppeln und den Kompres-sor vor Mangelschmierung schützen.

Riemenscheibeneinheit/Rutschkupplung prüfenKompressoren ohne Magnetkupplung ver-fügen über eine mehrteilige Riemenschei-beneinheit mit Überlastsicherungen oder über eine Rutschkupplung. Diese Kompo-nenten haben die Aufgabe, im Fall eines blockierenden Kompressors die Funkti-onsfähigkeit des Riementriebs aufrecht zu

erhalten. Bei den in verschiedenen Aus-führungen verbauten Riemenscheibenein-heiten dienen entweder Metallstege (Bild 5.6) oder ein integriertes Gummielement als Überlastsicherung. Verfügt der Kom-pressor über eine Rutschkupplung, wird durch Schlupf ein Weiterdrehen der Riemenscheibe gewährleistet.

Ob die Überlastsicherungen ausgelöst haben, lässt sich per Sichtprüfung feststel-len. Bei Rutschkupplungen ist wie folgt vorzugehen: Lässt sich die Riemenscheibe bei arretierter Kompressorwelle drehen, ist die Rutschkupplung defekt und zu er-neuern. Gleiches gilt für die Riemenschei-beneinheit.

Stand der Technik: Extern geregelte Klimakompressoren verfügen über ein elektrisches Regelventil. Der im Bild zu

sehende Kompressor ist anstelle der Magnetkupplung mit einer Riemen-

scheibeneinheit ausgestattet, die sich aus den Komponenten Nabe, Riemenscheibe sowie dem dazwi-

schen angeordneten vibrations-dämpfenden Gummielement

(grün) zusammensetzt. Bild: Volkswagen

5.4

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Kompressoren besteht für den Automobil-

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Kompressoren besteht für den Automobil-hersteller die Möglichkeit, eine Sicher-

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hersteller die Möglichkeit, eine Sicher-heitsfunktion zu integrieren. Denn ist die

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heitsfunktion zu integrieren. Denn ist die Anlage über ein bestimmtes Maß hinaus

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Anlage über ein bestimmtes Maß hinaus entleert und die Gefahr gegeben, dass zu

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entleert und die Gefahr gegeben, dass zu wenig Kältemittel und Kompressoröl zir-

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wenig Kältemittel und Kompressoröl zir-kulierten, kann das Steuergerät die Magnet-

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kulierten, kann das Steuergerät die Magnet- auskuppeln und den Kompres-

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auskuppeln und den Kompres-sor vor Mangelschmierung schützen.

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sor vor Mangelschmierung schützen.

Riemenscheibeneinheit/

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Riemenscheibeneinheit/Rutschkupplung prüfenKRAFTHAND M

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Rutschkupplung prüfenKompressoren ohne Magnetkupplung ver-KRAFTHAND M

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Kompressoren ohne Magnetkupplung ver-fügen über eine mehrteilige Riemenschei-KRAFTHAND M

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fügen über eine mehrteilige Riemenschei-KRAFTHAND Medien

elektrisches Regelventil. Der im Bild zu KRAFTHAND M

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elektrisches Regelventil. Der im Bild zu sehende Kompressor ist anstelle der

KRAFTHAND Mediensehende Kompressor ist anstelle der

Magnetkupplung mit einer Riemen-

KRAFTHAND MedienMagnetkupplung mit einer Riemen-

scheibeneinheit ausgestattet, die

KRAFTHAND Medienscheibeneinheit ausgestattet, die

sich aus den Komponenten Nabe,

KRAFTHAND Mediensich aus den Komponenten Nabe,

Riemenscheibe sowie dem dazwi-

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Riemenscheibe sowie dem dazwi-schen angeordneten vibrations-

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schen angeordneten vibrations-dämpfenden Gummielement

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dämpfenden Gummielement





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Riemenscheibe

Nabe

Sicherheitseinrichtung: Bei der im Bild zu sehenden Riemenscheibeneinheit ge-währleistetet ein Gummiele-ment den Kraftfluss von der Riemenscheibe zu der auf der Kompressorantriebswelle sit-zenden Nabe. Blockiert der Kompressor, löst sich das Gummielement und die Rie-menscheibe kann frei weiter-drehen.

5.5

Entkoppelt: Ausgelöste Überlast-sicherungen (Pfeil) in Form von Metallstegen.

5.6

Überlastschutz: Extern geregelter Kompressor

mit Rutschkupplung.

5.7

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Riemenscheibeneinheit ge-KRAFTHAND M

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Riemenscheibeneinheit ge-währleistetet ein Gummiele-

KRAFTHAND Medienwährleistetet ein Gummiele-

ment den Kraftfluss von der

KRAFTHAND Medienment den Kraftfluss von der

Riemenscheibe zu der auf der

KRAFTHAND MedienRiemenscheibe zu der auf der

Kompressorantriebswelle sit-

KRAFTHAND MedienKompressorantriebswelle sit-

zenden Nabe. Blockiert der

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zenden Nabe. Blockiert der Kompressor, löst sich das

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Kompressor, löst sich das Gummielement und die Rie-

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Gummielement und die Rie-menscheibe kann frei weiter-

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menscheibe kann frei weiter-drehen.

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drehen.

Ausgelöste Überlast-

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Ausgelöste Überlast-sicherungen (Pfeil) KRAFTHAND M

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sicherungen (Pfeil) KRAFTHAND Medien

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Funktion, Aufbau und Prüfung der MagnetkupplungDie Magnetkupplung setzt sich aus den Einzelkomponenten Riemenscheibe, Nabe mit Federplatte sowie Magnetspule zusam-men. In der Regel lassen sich all diese Komponenten einzeln vom Kompressor demontieren. Damit zwischen Riemen-scheibe und Nabe, welche über eine Ver-zahnung mit der Kompressorwelle verbun-den ist, eine kraftschlüssige Verbindung zum Antrieb des Verdichters hergestellt wird, baut die am Kompressorgehäuse be-festigte Magnetspule mit dem Einschalten der Klimaanlage ein elektrisches Magnet-feld auf. Dazu wird sie mit Bordspannung versorgt. Das Magnetfeld hat zur Folge, dass es die fest mit der Nabe verbundene Federplatte kraftschlüssig an die Außen-seite der Riemenscheibe anzieht, sodass deren Drehbewegung auf die Kompressor-welle übertragen wird.

PrüfmöglichkeitenKuppelt die Magnetkupplung nicht ein, sollte der Monteur bei eingeschalteter Klimaanlage deren Spannungsversorgung prüfen. Liegt hier Bordspannung an, ist im nächsten Schritt der Widerstand der Mag-netspule gegen Masse zu prüfen. Hier soll-ten maximal 3 Ω (Richtwert) messbar sein. Bei unendlich hohem Widerstand liegt höchstwahrscheinlich ein Kabelbruch in der Spule vor. Ist jedoch die Spannungs-versorgung als auch der Spulenwiderstand einwandfrei und die Kupplung stellt trotz-dem keinen Kraftschluss her, kann ein zu großer Spalt zwischen Riemenscheibe und

Federplatte die Ursache dafür sein. Dieser sollte im ausgekuppelten Zustand je nach Ausführung zwischen etwa 0,2 und 0,8 mm betragen.

Allerdings besteht auch die Möglich-keit, dass aufgrund von Übergangswider-ständen an der Steckverbindung oder ver-schmorten Sicherungen zu wenig Strom für den Aufbau eines Magnetfeldes fließt. Ob das der Fall ist, lässt sich relativ schnell mit einer externen Spannungsversorgung der Magnetspule prüfen. Legt der Kfz-Pro-fi über ein separates Kabel oder ein Prüf-tool 12 V Batteriespannung an die Spule und die Federplatte wird dadurch an die Riemenscheibe angezogen, ist das ein In-diz, dass über das reguläre fahrzeugseitige Versorgungskabel zu wenig Strom fließt – selbst wenn hier 12 V messbar sind. Denn bekanntlich lassen Übergangswiderstände zwar ausreichend Spannung anstehen, aber nicht den Strom in notwendiger Höhe fließen.

Ein weiterer und in der Praxis durch-aus auftretender Defekt an Magnetkupp-lungen sind erst unter Wärmeeinfluss auftretende Unterbrechungen in der Magnetspule. Eine Tatsache, die der Kfz- Profi insbesondere dann in seine Fehler-suche mit einbeziehen sollte, wenn die Klimaanlage nur zeitweise nicht arbeitet.

Förderdruck prüfenZum Prüfen des Förderdrucks bietet sich die Klimaservicestation an. Bei der Beur-teilung des Drucks muss der Kfz-Profi je-doch stets bedenken, dass sich dieser nach zu erbringender Kühlleistung und der

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der Klimaanlage ein elektrisches Magnet-

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der Klimaanlage ein elektrisches Magnet-feld auf. Dazu wird sie mit Bordspannung

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feld auf. Dazu wird sie mit Bordspannung versorgt. Das Magnetfeld hat zur Folge,

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versorgt. Das Magnetfeld hat zur Folge, dass es die fest mit der Nabe verbundene

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dass es die fest mit der Nabe verbundene Federplatte kraftschlüssig an die Außen-

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Federplatte kraftschlüssig an die Außen-seite der Riemenscheibe anzieht, sodass

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seite der Riemenscheibe anzieht, sodass deren Drehbewegung auf die Kompressor-

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deren Drehbewegung auf die Kompressor-

Kuppelt die Magnetkupplung nicht ein,

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Kuppelt die Magnetkupplung nicht ein, sollte der Monteur bei eingeschalteter

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sollte der Monteur bei eingeschalteter Klimaanlage deren Spannungsversorgung

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Klimaanlage deren Spannungsversorgung prüfen. Liegt hier Bordspannung an, ist im

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prüfen. Liegt hier Bordspannung an, ist im nächsten Schritt der Widerstand der Mag-

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nächsten Schritt der Widerstand der Mag-netspule gegen Masse zu prüfen. Hier soll-

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netspule gegen Masse zu prüfen. Hier soll-ten maximal 3 KRAFTHAND M

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Ω (Richtwert) messbar sein. KRAFTHAND Medien

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Bei unendlich hohem Widerstand liegt höchstwahrscheinlich ein Kabelbruch in KRAFTHAND M

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höchstwahrscheinlich ein Kabelbruch in

sollte im ausgekuppelten Zustand je nach KRAFTHAND M

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sollte im ausgekuppelten Zustand je nach Ausführung zwischen etwa 0,2 und 0,8 mm

KRAFTHAND MedienAusführung zwischen etwa 0,2 und 0,8 mm

Allerdings besteht auch die Möglich-

KRAFTHAND MedienAllerdings besteht auch die Möglich-

keit, dass aufgrund von Übergangswider-

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keit, dass aufgrund von Übergangswider-ständen an der Steckverbindung oder ver-

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ständen an der Steckverbindung oder ver-schmorten Sicherungen zu wenig Strom

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schmorten Sicherungen zu wenig Strom für den Aufbau eines Magnetfeldes fließt.

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für den Aufbau eines Magnetfeldes fließt. Ob das der Fall ist, lässt sich relativ schnell

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Ob das der Fall ist, lässt sich relativ schnell mit einer externen Spannungsversorgung

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mit einer externen Spannungsversorgung der Magnetspule prüfen. Legt der Kfz-Pro-

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der Magnetspule prüfen. Legt der Kfz-Pro-fi über ein separates Kabel oder ein Prüf-

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fi über ein separates Kabel oder ein Prüf-tool 12 V Batteriespannung an die Spule

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tool 12 V Batteriespannung an die Spule und die Federplatte wird dadurch an die

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und die Federplatte wird dadurch an die Riemenscheibe angezogen, ist das ein In-

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Riemenscheibe angezogen, ist das ein In-diz, dass über das reguläre fahrzeugseitige

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diz, dass über das reguläre fahrzeugseitige





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Außentemperatur richtet (siehe dazu auch Kapitel 8.3). Liegen jedoch bei vorschrifts-mäßig gefüllter Anlage und maximal ge-forderter Kühlleistung sowie einer Um-gebungstemperatur von 20 °C deutlich weniger als 10 bar im Hochdruckkreis an, kann dies am Kompressor selbst oder ei-ner fehlerhaften Ansteuerung des Men-genregelventils liegen.

Regelventil prüfen und wechselnDas zweipolige elektrische Regelventil ar-beitet mit Bordspannung. Um dessen Öff-nungsquerschnitt und damit die Schräg-stellung der Taumelscheibe und somit die Kältemittelfördermenge zu regulieren, wird es per PWM-Signal vom Steuergerät angetaktet. Je höher das Tastverhältnis

(Einschaltphase) desto höher die Förder-menge und umgekehrt. Die Stromstärke schwankt dabei zwischen etwa 0,3 A (nied-riges Tastverhältnis) und 1 A (hohes Tast-verhältnis). Die Werte lassen sich mit dem Oszilloskop manuell prüfen oder aus den Steuergeräteparametern auslesen.

Bei fehlerhafter oder fehlender An-steuerung des Ventils fördert der Kom-pressor nicht die Kältemittelmenge, wel-che für den jeweiligen Betriebszustand notwendig ist. Allerdings kann auch das Ventil selbst – etwa durch Schmutz bezie-hungsweise Ablagerungen oder einen elektrischen Defekt – ursächlich für eine mangelhafte Kältemittelförderung sein. Ist das Ventil durch Schmutz beziehungsweise Ablagerungen blockiert, erkennt der Fach-mann dies an einer übermäßigen Strom-aufnahme. Neben dem Oszilloskop bieten sich zur Prüfung des Regelventils spezielle Geräte wie das CLT 1 von Vemo an. Dieses simuliert das vom Steuergerät kommende PWM-Signal und wertet die Stromaufnah-me des Ventils aus.

Regelventile sind bei vielen Kompres-soren auswechselbar. Um es aus dem Ge-häuse herausziehen zu können, ist bei zuvor abgesaugter Anlage lediglich ein Sicherungsring oder eine Schraube mit Halteblech zu entfernen. Mit dem Erneu-ern des Regelventils sollten unbedingt ein Spülen der Klimaanlage sowie ein Füllen des Kompressors mit frischem Öl einher-gehen. Schließlich könnten in der Anlage befindliche Ablagerungen und Schmutz zu einem erneuten Ausfall des Regelventils führen.

Prüfung des Regelventils: Stromaufnahme sowie Spannungsversorgung und PWM-Signal lassen sich über eine Stromzange beziehungsweise mit Prüfspitzen per Oszilloskop prüfen.

5.8

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menge und umgekehrt. Die Stromstärke KRAFTHAND M

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menge und umgekehrt. Die Stromstärke schwankt dabei zwischen etwa 0,3 A (nied-

KRAFTHAND Medienschwankt dabei zwischen etwa 0,3 A (nied-

riges Tastverhältnis) und 1 A (hohes Tast-

KRAFTHAND Medienriges Tastverhältnis) und 1 A (hohes Tast-

verhältnis). Die Werte lassen sich mit dem

KRAFTHAND Medienverhältnis). Die Werte lassen sich mit dem

Oszilloskop manuell prüfen oder aus den

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Oszilloskop manuell prüfen oder aus den Steuergeräteparametern auslesen.

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Steuergeräteparametern auslesen.Bei fehlerhafter oder fehlender An-

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Bei fehlerhafter oder fehlender An-steuerung des Ventils fördert der Kom-

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steuerung des Ventils fördert der Kom-pressor nicht die Kältemittelmenge, wel-

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pressor nicht die Kältemittelmenge, wel-che für den jeweiligen Betriebszustand

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che für den jeweiligen Betriebszustand notwendig ist. Allerdings kann auch das

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notwendig ist. Allerdings kann auch das Ventil selbst – etwa durch Schmutz bezie-

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Ventil selbst – etwa durch Schmutz bezie-

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die Kältemittelfördermenge zu regulieren,

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die Kältemittelfördermenge zu regulieren, wird es per PWM-Signal vom Steuergerät

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wird es per PWM-Signal vom Steuergerät angetaktet. Je höher das Tastverhältnis

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angetaktet. Je höher das Tastverhältnis

hungsweise Ablagerungen oder einen

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hungsweise Ablagerungen oder einen elektrischen Defekt – ursächlich für eine

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elektrischen Defekt – ursächlich für eine mangelhafte Kältemittelförderung sein. Ist

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mangelhafte Kältemittelförderung sein. Ist das Ventil durch Schmutz beziehungsweise

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das Ventil durch Schmutz beziehungsweise Ablagerungen blockiert, erkennt der Fach-

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Ablagerungen blockiert, erkennt der Fach-mann dies an einer übermäßigen Strom-

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mann dies an einer übermäßigen Strom-

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Leseprobe

Maximale Fördermenge: Bei maximal geforderter Kühlleistung erhöht das Steuergerät das Tastverhältnis des PWM-Sig-nals (blau) bis zu etwa 80 Prozent. Die Stromauf-nahme (rot) des Regelventils be-trägt dabei knapp 1 A.

5.9

Geringe Fördermenge: Mit einem gerin-gen Tastverhält-nis sinken der Öffnungsquer-schnitt sowie die Stromaufnahme des Regelventils und damit die Kältemittelför-dermenge.

5.10

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KRAFTHAND MedienKühlleistung

KRAFTHAND MedienKühlleistung





Leseprobe

Taumelscheibenkompressor erneuernAuch wenn neue oder Austauschkompres-soren ab Werk in der Regel mit Öl gefüllt sind, sollte der Kfz-Profi vor dem Einbau den Kompressor mit frischem Schmiermit-tel befüllen. Grund: Die im Kompressor befindliche Menge und Ölsorte muss nicht unbedingt den Herstellervorgaben ent-sprechen. Grundsätzlich gilt: Es sollte nur das vom Fahrzeug- beziehungsweise Kom-pressorenhersteller freigegebene Öl ver-wendet werden. Erfolgt dies nicht, können bei einem frühzeitigen Kompressorscha-den Garantie- respektive Gewährleistungs-ansprüche erlöschen. Weil die Frage ‚Wel-che Ölsorte ist einzufüllen und wie viel?’ auch beim Klimaservice eine maßgebliche Rolle spielt, widmet sich der Abschnitt 7.5.4 in Kapitel 7 ausführlich dieser Thematik.

Befüllen eines neuen oder Austauschkompressors (nach der Anleitung von Vemo)

Einfach prü-fen: Zum Prüfen des Regelventils gibt es spezielle Tools, die das vom Steuerge-rät kommende PWM-Signal simu-lieren und anhand der Stromaufnahme die Funktionsfähig-keit beurteilen. Bild: Vemo

5.11

Einzeln erhältlich: Einige Anbieter vertrei-

ben elektrische Regel-ventile als Einzelteil

über den Großhandel. Bild: Vemo

5.12

Ölablassschraube des neuen Kompressors öffnen. Bilder: Vemo5.13

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Taumelscheibenkompressor erneuern

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Taumelscheibenkompressor erneuernAuch wenn neue oder Austauschkompres-

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Auch wenn neue oder Austauschkompres-soren ab Werk in der Regel mit Öl gefüllt

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soren ab Werk in der Regel mit Öl gefüllt sind, sollte der Kfz-Profi vor dem Einbau

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sind, sollte der Kfz-Profi vor dem Einbau den Kompressor mit frischem Schmiermit-

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den Kompressor mit frischem Schmiermit-tel befüllen. Grund: Die im Kompressor

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tel befüllen. Grund: Die im Kompressor befindliche Menge und Ölsorte muss nicht

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befindliche Menge und Ölsorte muss nicht unbedingt den Herstellervorgaben ent-

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unbedingt den Herstellervorgaben ent-sprechen. Grundsätzlich gilt: Es sollte nur

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sprechen. Grundsätzlich gilt: Es sollte nur das vom Fahrzeug- beziehungsweise Kom-

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das vom Fahrzeug- beziehungsweise Kom-pressorenhersteller freigegebene Öl ver-

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pressorenhersteller freigegebene Öl ver-wendet werden. Erfolgt dies nicht, können KRAFTHAND M

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wendet werden. Erfolgt dies nicht, können bei einem frühzeitigen Kompressorscha-KRAFTHAND M

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bei einem frühzeitigen Kompressorscha-den Garantie- respektive Gewährleistungs-KRAFTHAND M

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den Garantie- respektive Gewährleistungs-

ben elektrische Regel-KRAFTHAND M

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ben elektrische Regel-ventile als Einzelteil

KRAFTHAND Medienventile als Einzelteil

über den Großhandel.

KRAFTHAND Medienüber den Großhandel.

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Leseprobe

Bei Kompressoren ohne Ölablass-schraube erfolgt das Entleeren und Befül-len über den Anschluss für die Hochdruck- und/oder Niederdruckleitung. Nach dem Einbau eines neuen Kompressors ist der

Motor für einige Minuten nur im Leerlauf zu betreiben, um zunächst eine einwand-frei Verteilung des Schmiermittels zu ge-währleisten.

Kompressor vollständig entleeren. Dazu Antriebswelle drehen.5.14

Nach Herstellerangabe mit dem vorgeschrie-benen Öl befüllen (siehe dazu auch Kapitel 7.5.4. ,Kompressoröl’).

5.15

Öl-Ablassschraube schließen.5.16

Zur Ölverteilung die Kompressorwelle 8- bis 10- mal um die eigene Achse drehen.5.17

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Nach Herstellerangabe mit dem vorgeschrie-

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Nach Herstellerangabe mit dem vorgeschrie-benen Öl befüllen (siehe dazu auch Kapitel 7.5.4.

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benen Öl befüllen (siehe dazu auch Kapitel 7.5.4. ,Kompressoröl’).KRAFTHAND M

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,Kompressoröl’).KRAFTHAND Medien

Öl-Ablassschraube schließen.

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Öl-Ablassschraube schließen.

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5.16

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5.16

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Leseprobe

Kältemittels. Schlimmer jedoch ist es, wenn das Expansionsventil nicht mehr regelt und zu viel Kältemittel in den Ver-dampfer strömt. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass nicht die ganze Kälte-mittelmenge verdampft und somit flüssig in den Kompressor gelangt.

• Defekter Kondensatorlüfter und/oder verschmutzter Kondensator: Mangelhaft abgekühltes Kältemittel führt langfristig zu einer übermäßigen Belastung des Kompressors.

• Nicht den Herstellerangaben entspre-chendes Kompressoröl kann langfristig zu Schäden führen.

• Zu viel Feuchtigkeit in der Anlage.• Gelöstes Granulat vom (Filter-)Trockner

oder andere Fremdkörper.

Mögliche AusfallursachenSteht der Austausch eines defekten Kom-pressors an, sollte der Fachmann der Ursa-che für den Schaden auf den Grund gehen. Denn neben natürlichem Verschleiß kön-nen auch folgende Punkte dazu führen:• Schleichender Kältemittelverlust/undich-

te Klimaanlage: Wird die Anlage dauer-haft mit zu wenig Kältemittel betrieben, kann eine Überhitzung des Kompressors und eventuelle Mangelschmierung die Folge sein. Details dazu finden sich unter 7.5.3 und dem Absatz ,Folgen von Unter- und Überfüllung mit Kältemittel’.

• Defektes Expansionsventil: Ist dieses blockiert oder verschmutzt, kommt es aufgrund des geringeren Durchsatzes im Verdampfer zu einer erhöhten Tempera-tur des vom Kompressor angesaugten

Vor dem Erneuern eines Kompres-sors ist die Klimaanlage stets zu

spülen, um einen Schaden am neuen Kompressor durch Späne oder andere Ablagerungen in

der Anlage zu vermeiden. Erfolgt dies nicht, schließen viele Anbieter von Kompressoren die Garantie res-pektive Gewährleistung aus. Zum Schutz vor eventuell in der Anlage verbliebenen Spänen und Ablage-rungen empfiehlt es sich außer-dem, in der Ansaugleitung des Kom-pressors ein Leitungssieb zu instal-lieren.

Hinter Gittern: Leitungssiebe sind in ver-schiedenen Größen erhältlich und schützen den Kompressor vom Ansaugen von Fremdkörpern.

5.18

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Steht der Austausch eines defekten Kom-

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Steht der Austausch eines defekten Kom-pressors an, sollte der Fachmann der Ursa-

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pressors an, sollte der Fachmann der Ursa-che für den Schaden auf den Grund gehen.

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che für den Schaden auf den Grund gehen. Denn neben natürlichem Verschleiß kön-

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Denn neben natürlichem Verschleiß kön-nen auch folgende Punkte dazu führen:

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nen auch folgende Punkte dazu führen:Schleichender Kältemittelverlust/undich-

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Schleichender Kältemittelverlust/undich-te Klimaanlage: Wird die Anlage dauer-

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te Klimaanlage: Wird die Anlage dauer-haft mit zu wenig Kältemittel betrieben,

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haft mit zu wenig Kältemittel betrieben, kann eine Überhitzung des Kompressors

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kann eine Überhitzung des Kompressors und eventuelle Mangelschmierung die

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und eventuelle Mangelschmierung die Folge sein. Details dazu finden sich unter KRAFTHAND M

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Folge sein. Details dazu finden sich unter 7.5.3 und dem Absatz ,Folgen von Unter- KRAFTHAND M

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7.5.3 und dem Absatz ,Folgen von Unter- und Überfüllung mit Kältemittel’.KRAFTHAND M

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und Überfüllung mit Kältemittel’.KRAFTHAND Medien

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Hinter Gittern:

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Hinter Gittern: schiedenen Größen erhältlich und schützen den

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schiedenen Größen erhältlich und schützen den Kompressor vom Ansaugen von Fremdkörpern.

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Kompressor vom Ansaugen von Fremdkörpern.

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5.18

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5.18





Leseprobe

Unnatürlich: Die im Bild zu sehenden Fress-spuren im Zylinder (Pfeil) eines Taumelscheiben-kompressors sind auf Fremdkörper beziehungsweise Mangelschmierung zurückzuführen.

5.19

Auslass- Kanal

Variable Scroll

Ansaug-Kanal

Fixed Scroll

Komprimieren

Ansaugen

Ausstoßen

5.1.2 Der Scrollkompressor

Bei einem nach dem Scrollprinzip ar -beitenden Kompressor erfolgt das Verdichten eines gasförmigen Medi-ums (zum Beispiel des Kältemittels) durch zwei sich drehende und inein-

ander liegende Spiralen. Während eine der beiden feststeht (Fixed Scroll), bewegt sich die zweite (Variable Scroll) exzent-risch im Kreis. Durch diese Bewegung wird an den äußeren Spiralenden über den Eingang (Intake-Port) das Kältemittel an-gesaugt. Innerhalb der Windungen erfolgt das Verdichten, um es anschließend über den Ausgang (Discharge-Port) in kompri-mierter Form auszudrücken. Scrollver-

Scrollprinzip: Verdich-tung durch zwei G-förmige Spiralen. Bild: Toyota

5.20

KRAFTHAND MedienBei einem nach dem Scrollprinzip ar -

KRAFTHAND MedienBei einem nach dem Scrollprinzip ar -

beitenden Kompressor erfolgt das

KRAFTHAND Medienbeitenden Kompressor erfolgt das

Verdichten eines gasförmigen Medi-

KRAFTHAND MedienVerdichten eines gasförmigen Medi-

ums (zum Beispiel des Kältemittels)

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ums (zum Beispiel des Kältemittels) durch zwei sich drehende und inein-

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durch zwei sich drehende und inein-ander liegende Spiralen. Während eine

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ander liegende Spiralen. Während eine der beiden feststeht (Fixed Scroll), bewegt

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der beiden feststeht (Fixed Scroll), bewegt sich die zweite (Variable Scroll) exzent-

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sich die zweite (Variable Scroll) exzent-risch im Kreis. Durch diese Bewegung

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risch im Kreis. Durch diese Bewegung

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kompressors sind auf Fremdkörper beziehungsweise

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kompressors sind auf Fremdkörper beziehungsweise

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Variable

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Variable Scroll

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ScrollScroll

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Scroll

Ansaugen

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Ansaugen

wird an den äußeren Spiralenden über den

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wird an den äußeren Spiralenden über den Eingang (Intake-Port) das Kältemittel an-

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Eingang (Intake-Port) das Kältemittel an-gesaugt. Innerhalb der Windungen erfolgt

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gesaugt. Innerhalb der Windungen erfolgt das Verdichten, um es anschließend über

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das Verdichten, um es anschließend über den Ausgang (Discharge-Port) in kompri-

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den Ausgang (Discharge-Port) in kompri-mierter Form auszudrücken. Scrollver-

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mierter Form auszudrücken. Scrollver-





Leseprobe

dichter kommen als elektrische angetrie-bene Ausführung in Hybridfahrzeugen, aber auch als riemengetriebene Variante mit Magnetkupplung in herkömmlichen Fahrzeugen (jedoch eher seltener) zum Einsatz.

5.1.3 Elektrische Kompressoren in Hybrid- und Elektrofahrzeugen

Während sich in na-hezu allen moder-nen Fahrzeugen mit konventionel-lem Antrieb der Taumelscheiben-kompressor durch-gesetzt hat, arbeiten Verdichter in Hybrid-

fahrzeugen wie dem Toyota Prius, dem BMW X6 ActiveHybrid, dem Mercedes- Benz S 400 Blue Hybrid und dem Volkswa-gen Touareg Hybrid nach dem Scrollprin-zip. Zukünftige, aber auch schon in den Markt eingeführte Elektrofahrzeuge wie der Mitsubishi i-MiEV oder der Peugeot iOn verfügen ebenfalls über einen elektri-schen Klimakompressor.

Antrieb, Spannungsversorgung und RegelungDer Antrieb der Verdichtereinheit des elektrischen Klimakompressors erfolgt über einen integrierten E-Motor. Während etwa im S 400 Hybrid eine Nennspannung von 130 V und ein Maximalstrom von 38 A am Kompressor anliegen, versorgt die Hochvoltbatterie im Toyota Prius II und III diesen mit 201,6 V. Bei den genannten Modellen handelt es sich dabei um Gleich-spannung, die ein im Kompressor integ-rierter Inverter in einen Dreiphasen-

Wechselstrom für den Antrieb des E-Motors umwandelt.

Totalschaden: Auch Scrollverdichter halten nicht ewig. 5.21

Ohne Riementrieb: Am Schnittmodell des im Toyota

Prius II zum Einsatz kommenden elektrischen Verdichters ist zu

sehen, dass Verdichtereinheit und antreibender E-Motor in einem

Gehäuse vereint sind. Bild: Toyota

5.22KRAFTHAND Medien

BMW X6 ActiveHybrid, dem Mercedes- KRAFTHAND M

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BMW X6 ActiveHybrid, dem Mercedes- Benz S 400 Blue Hybrid und dem Volkswa-

KRAFTHAND MedienBenz S 400 Blue Hybrid und dem Volkswa-

gen Touareg Hybrid nach dem Scrollprin-

KRAFTHAND Mediengen Touareg Hybrid nach dem Scrollprin-

KRAFTHAND Medienzip. Zukünftige, aber auch schon in den

KRAFTHAND Medienzip. Zukünftige, aber auch schon in den

Markt eingeführte Elektrofahrzeuge wie

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Markt eingeführte Elektrofahrzeuge wie der Mitsubishi i-MiEV oder der Peugeot

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der Mitsubishi i-MiEV oder der Peugeot iOn verfügen ebenfalls über einen elektri-

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iOn verfügen ebenfalls über einen elektri-schen Klimakompressor.

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schen Klimakompressor.

Antrieb, Spannungsversorgung

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Antrieb, Spannungsversorgung und Regelung

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und RegelungDer Antrieb der Verdichtereinheit des

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Der Antrieb der Verdichtereinheit des

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dichter kommen als elektrische angetrie-

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dichter kommen als elektrische angetrie-bene Ausführung in Hybridfahrzeugen,

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bene Ausführung in Hybridfahrzeugen, aber auch als riemengetriebene Variante

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aber auch als riemengetriebene Variante mit Magnetkupplung in herkömmlichen

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mit Magnetkupplung in herkömmlichen Fahrzeugen (jedoch eher seltener) zum

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Fahrzeugen (jedoch eher seltener) zum

Kompressoren in Hybrid-

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Kompressoren in Hybrid- und Elektrofahrzeugen

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und Elektrofahrzeugen

Während sich in na-

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Während sich in na-hezu allen moder-KRAFTHAND M

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nen Fahrzeugen mit konventionel-KRAFTHAND M

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elektrischen Klimakompressors erfolgt

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elektrischen Klimakompressors erfolgt über einen integrierten E-Motor. Während

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über einen integrierten E-Motor. Während etwa im S 400 Hybrid eine Nennspannung

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etwa im S 400 Hybrid eine Nennspannung von 130 V und ein Maximalstrom von 38 A

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von 130 V und ein Maximalstrom von 38 A am Kompressor anliegen, versorgt die

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am Kompressor anliegen, versorgt die Hochvoltbatterie im Toyota Prius II und

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Hochvoltbatterie im Toyota Prius II und





Leseprobe

Im Kompressor des Volkswagen Toua-reg Hybrid hingegen arbeitet dem Autobauer zufolge ein bürstenloser Gleichstrommotor, weshalb hier keine Umwandlung der anliegenden Gleich-spannung von 288 V notwendig ist.

Das Regeln der Kältemittelfördermen-ge bei elektrischen Kompressoren erfolgt über deren Drehzahl. Die Kommunikation zwischen Steuereinheit und Verdichter erfolgt bei den hier aufgeführten Hybrid-fahrzeugen von Volkswagen und Merce-des-Benz via CAN-Bus.

Unter Starkstrom: Im elektrischen Kompressor des Toyota Prius II und III ist ein Inverter integriert, um den anliegenden Gleichstrom in einen Dreipha-sen-Wechselstrom zum Antrieb des E-Motors umzu-wandeln. Außerdem zeigt die Grafik weitere wichtige Merkmale der Klimaanlage des Prius. Bild: Toyota

5.23

201,6 V Hochleistungsbatterie

Inverter

Elektrischer Kompressor 201,6 VFeuchtig-keitssensor

• Kombiniert Komfort und Wirtschaftlichkeit

• Klimakompressor wird von der Hochleistungsbatterie versorgt

• Feuchtigkeitssensor: Verhindert ein zu starkes Austrocknen der Luft

• Wartungshinweis: DensOil 11 verwenden → elektrische Isolation

Elektrische Klimaautomatik

Der elektrische Kompressor ist über die orangefarbenen Versorgungs-

leitungen (siehe Bild) in das Hochvoltsystem eingebunden. Für Arbeiten an diesem System,

wozu auch das An- und Abklemmen von Hochvoltleitungen zählen, muss der ausführende Mechatroniker über eine Qualifizierung zur Elekt-rofachkraft verfügen! Bei einigen elektrischen Kompressoren darf nur Öl zum Einsatz kommen, das elekt-risch isolierend wirkt. Mehr zu die-sem Thema in Abschnitt 7.5.4.

!

5.24

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Im Kompressor des Volkswagen Toua-

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Im Kompressor des Volkswagen Toua-reg Hybrid hingegen arbeitet dem

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reg Hybrid hingegen arbeitet dem Autobauer zufolge ein bürstenloser

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Autobauer zufolge ein bürstenloser Gleichstrommotor, weshalb hier keine

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Gleichstrommotor, weshalb hier keine Umwandlung der anliegenden Gleich-

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Umwandlung der anliegenden Gleich-spannung von 288 V notwendig ist.

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spannung von 288 V notwendig ist.Das Regeln der Kältemittelfördermen-

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Das Regeln der Kältemittelfördermen-ge bei elektrischen Kompressoren erfolgt

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ge bei elektrischen Kompressoren erfolgt über deren Drehzahl. Die Kommunikation

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über deren Drehzahl. Die Kommunikation zwischen Steuereinheit und Verdichter

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zwischen Steuereinheit und Verdichter

um den anliegenden Gleichstrom in einen Dreipha-KRAFTHAND M

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um den anliegenden Gleichstrom in einen Dreipha-sen-Wechselstrom zum Antrieb des E-Motors umzu-

KRAFTHAND Mediensen-Wechselstrom zum Antrieb des E-Motors umzu-

wandeln. Außerdem zeigt die Grafik weitere wichtige

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Merkmale der Klimaanlage des Prius. Bild: Toyota

KRAFTHAND MedienMerkmale der Klimaanlage des Prius. Bild: Toyota

elektrische Isolation

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elektrische Isolation

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Der elektrische Kompressor ist über

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Der elektrische Kompressor ist über die orangefarbenen Versorgungs-

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die orangefarbenen Versorgungs-leitungen (siehe Bild) in das

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leitungen (siehe Bild) in das Hochvoltsystem eingebunden.

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Hochvoltsystem eingebunden. Für Arbeiten an diesem System,

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Für Arbeiten an diesem System, wozu auch das An- und Abklemmen

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wozu auch das An- und Abklemmen von Hochvoltleitungen zählen, muss

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von Hochvoltleitungen zählen, muss der ausführende Mechatroniker KRAFTHAND M

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der ausführende Mechatroniker KRAFTHAND Medien

über eine Qualifizierung zur Elekt-KRAFTHAND Medien

über eine Qualifizierung zur Elekt-rofachkraft verfügen! Bei einigen KRAFTHAND M

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rofachkraft verfügen! Bei einigen





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5.2 Kondensatortypen (Ausfallursachen, Folgen bei Fehl-funktion, Prüfmöglichkeiten)

Die Aufgabe des Kondensators ist es, das vom Verdichter aufgeheizte gasförmige Kältemittel abzukühlen und zu verflüssi-gen. Der Grund weshalb dieses Bauteil auch Verflüssiger genannt wird.

Bei klassischen Kondensatoren fließt das Kältemittel durch ein sich serpenti-nenartig hin und her windendes Rohr (siehe Bild 5.27). Besteht hoher Kühlbe-darf, können auch zwei davon vorhanden sein. Bei den mittlerweile gängigen und

sich durch eine bessere Wärmeabfuhr aus-zeichnenden Parallelflusskondensatoren verhält es sich anders. Hier strömt das Käl-temittel parallel beziehungsweise gleich-zeitig durch mehrere Kühlkanäle. Diese verbinden zwei senkrecht angeordnete Sammelbehälter miteinander, die jeweils links und rechts den seitlichen Abschluss des Kondensators darstellen.

Damit das Kältemittel genügend Wärme abgeben kann, befinden sich zur Oberflächenvergrößerung zwischen den kältemittelführenden Kanälen des Kon-densators Kühllamellen. Um wiederum von hier ausreichend Wärme abzuführen, befindet sich der Kondensator direkt im Fahrtwind – noch vor dem Wasserkühler. Eine Einbaulage, die jedoch auch Nach- teile hat:• Nicht selten schlagen aufgewirbelte

Fremdkörper ein Leck in den Kondensa-tor. Aus diesem Grund sollte der Klima-profi bei entleerten Anlagen diesem Bauteil besondere Beachtung schenken.

• Befinden sich außerdem übermäßige Schmutz- und Insektenablagerungen zwischen den Kühllamellen kann es pas-sieren, dass keine ausreichende Wärme-abgabe und vollständige Verflüssigung des Kältemittels gegeben ist.

Die Folgen: Ein ständig laufender Kon-densatorlüfter und/oder eine ungenügend oder gar nicht mehr kühlende Klimaanla-ge. Erkennt das Steuergerät eine zu hohe Kältemitteltemperatur, steuert es bei vie-len Fahrzeugen den Kompressor nicht mehr an.

Ungewunden: Beim Parallelflusskondensator fließt das Kältemittel durch mehrere parallel ange-ordnete Kühlkanäle. Diese verbinden je einen rechts (im Bild) und links angeordneten Sammelbehälter miteinander. Bild: Behr Hella

5.25

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zeichnenden Parallelflusskondensatoren KRAFTHAND M

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zeichnenden Parallelflusskondensatoren verhält es sich anders. Hier strömt das Käl-

KRAFTHAND Medienverhält es sich anders. Hier strömt das Käl-

temittel parallel beziehungsweise gleich-

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zeitig durch mehrere Kühlkanäle. Diese

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verbinden zwei senkrecht angeordnete

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verbinden zwei senkrecht angeordnete Sammelbehälter miteinander, die jeweils

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Sammelbehälter miteinander, die jeweils links und rechts den seitlichen Abschluss

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links und rechts den seitlichen Abschluss des Kondensators darstellen.

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des Kondensators darstellen. Damit das Kältemittel genügend

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Damit das Kältemittel genügend Wärme abgeben kann, befinden sich zur

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Wärme abgeben kann, befinden sich zur Oberflächenvergrößerung zwischen den

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Oberflächenvergrößerung zwischen den kältemittelführenden Kanälen des Kon-

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kältemittelführenden Kanälen des Kon-densators Kühllamellen. Um wiederum

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densators Kühllamellen. Um wiederum von hier ausreichend Wärme abzuführen,

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von hier ausreichend Wärme abzuführen, befindet sich der Kondensator direkt im

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befindet sich der Kondensator direkt im Fahrtwind – noch vor dem Wasserkühler.

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Fahrtwind – noch vor dem Wasserkühler. Eine Einbaulage, die jedoch auch Nach-

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Eine Einbaulage, die jedoch auch Nach- teile hat:

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teile hat:

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Funktionsprüfung am KondensatorOb sich das Kältemittel bei eingeschalteter Klimaanlage im Kondensator genügend abkühlt, lässt sich durch Messen der Ein-gangs- und Ausgangstemperatur prüfen. Bei eingeschalteter Klimaanlage sollte das Kältemittel den Kondensatorum 10 bis 15 °C (Richtwerte) ab -gekühlt verlassen. Muss die Klimaanlage bei kühleren Außentemperaturen eine ge-ringe Leistung erbringen, kann die Diffe-renz unter Umständen auch etwas niedri-ger ausfallen.

5.3 Kondensatorlüfter (Ausfallursachen, Folgen bei Fehl-funktionen, Prüfmöglichkeiten)

Bei Fahrzeugen, deren Klimaanlagen hohen Ansprüchen genügen müssen, wird der Kondensator außer durch den Fahrtwind zusätzlich von einem Lüfter gekühlt. Im Gegensatz zu einfach ausgelegten Anlagen mit vergleichsweise geringem Wirkungs-grad, bei denen häufig der Lüfter für den Wasserkreislauf diese Aufgabe mit über-nimmt, handelt es sich hierbei um einen zweiten, eigens für diesen Zweck vorgese-henen Lüfter. Dessen Elektromotor wird in der Regel über den Arbeitsstromkreis eines Relais mit Bordspannung versorgt. Das Re-lais wiederum wird vom Trinaryschalter

Austauschbar: In den letzten Jahren verbauen die Fahrzeughersteller vermehrt Kondensatoren mit integriertem Trocknerelement. Dieses kann über das Herausdrehen des Verschlussstopfens (Pfeil) erneuert werden.

5.26

Windmacher: Der Kondensatorlüfter kann wie im Bild zu sehen vor dem Kondensator sitzen. Häufig aller-dings ist er auch neben dem Lüfter für den Kühlwasser-kreislauf im Motorraum platziert. Bild: Volkswagen

5.27

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(Ausfallursachen, Folgen bei Fehl-KRAFTHAND M

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(Ausfallursachen, Folgen bei Fehl-Prüfmöglichkeiten)

KRAFTHAND MedienPrüfmöglichkeiten)

Bei Fahrzeugen, deren Klimaanlagen hohen

KRAFTHAND MedienBei Fahrzeugen, deren Klimaanlagen hohen

Ansprüchen genügen müssen, wird der

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Ansprüchen genügen müssen, wird der Kondensator außer durch den Fahrtwind

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Kondensator außer durch den Fahrtwind zusätzlich von einem Lüfter gekühlt. Im

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zusätzlich von einem Lüfter gekühlt. Im Gegensatz zu einfach ausgelegten Anlagen

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Gegensatz zu einfach ausgelegten Anlagen

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mit vergleichsweise geringem Wirkungs-

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mit vergleichsweise geringem Wirkungs-grad, bei denen häufig der Lüfter für den

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grad, bei denen häufig der Lüfter für den Wasserkreislauf diese Aufgabe mit über-

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Wasserkreislauf diese Aufgabe mit über-nimmt, handelt es sich hierbei um einen

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nimmt, handelt es sich hierbei um einen zweiten, eigens für diesen Zweck vorgese-

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zweiten, eigens für diesen Zweck vorgese-henen Lüfter. Dessen Elektromotor wird in

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henen Lüfter. Dessen Elektromotor wird in der Regel über den Arbeitsstromkreis eines

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der Regel über den Arbeitsstromkreis eines Relais mit Bordspannung versorgt. Das Re-

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Relais mit Bordspannung versorgt. Das Re-

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Funktionsprüfung am Kondensator

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Funktionsprüfung am KondensatorOb sich das Kältemittel bei eingeschalteter

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Ob sich das Kältemittel bei eingeschalteter Klimaanlage im Kondensator genügend

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Klimaanlage im Kondensator genügend abkühlt, lässt sich durch Messen der Ein-

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abkühlt, lässt sich durch Messen der Ein-gangs- und Ausgangstemperatur prüfen.

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gangs- und Ausgangstemperatur prüfen. Bei eingeschalteter Klimaanlage sollte das KRAFTHAND M

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Bei eingeschalteter Klimaanlage sollte das Kältemittel den KondensatorKRAFTHAND M

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Kältemittel den Kondensatorum 10 bis 15 °C (Richtwerte) ab -KRAFTHAND M

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um 10 bis 15 °C (Richtwerte) ab -

In den letzten Jahren verbauen

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In den letzten Jahren verbauen die Fahrzeughersteller vermehrt Kondensatoren

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die Fahrzeughersteller vermehrt Kondensatoren mit integriertem Trocknerelement. Dieses kann über

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mit integriertem Trocknerelement. Dieses kann über das Herausdrehen des Verschlussstopfens (Pfeil)

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das Herausdrehen des Verschlussstopfens (Pfeil)

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oder vom Lüftersteuergerät angesteuert. Dieses wiederum erhält vom Klimasteuer-gerät entsprechende Signale. Als Basisin-formation für das Zuschalten des Konden-satorlüfters dienen je nach Fahrzeug die Signale des Kältemitteltemperatur- und/ oder Hochdrucksensors. Wobei auch die Außentemperaturen, die Motortemperatur sowie die angeforderte Kühlleistung Ein-fluss darauf haben können.

Bei einer Vielzahl aktueller Fahrzeuge läuft der Kondensatorlüfter im Leerlauf mit verringerter Leistung (Stufe 1) an, so-bald die Klimaanlage eingeschalten wird. Mit dem Erreichen eines bestimmten Käl-temitteldrucks (zum Beispiel ab 16 bar) und/oder einer hohen Kältemitteltempe-ratur dreht der Lüfter mit voller Leistung (Stufe 2). Übersteigt die Motor- bezie-hungsweise die Kühlmitteltemperatur ei-nen definierten Schwellenwert erfolgt dies ebenfalls.

Funktionsprüfung des KondensatorlüftersOb der Elektromotor und der Arbeits-stromkreis intakt sind, lässt sich bei mo-dernen Fahrzeugen per Stellgliedtest prü-fen. Verfügt die Klimaanlage über einen Trinaryschalter, erlaubt das Brücken der entsprechenden Kontakte ebenfalls eine schnelle Funktionskontrolle – mehr dazu im Abschnitt 6.2. Läuft der Elektromotor des Lüfters beim Stellgliedtest an, sind die Kabel- und Steckverbindungen sowie das Relais auf der Arbeitsstromseite in Ord-nung. Außerdem kann der Klimaprofi auch von einer einwandfreien Ansteuerung des

Relais (Kabel, Steckverbindungen) durch das Steuergerät beziehungsweise der darin befindlichen Endstufe ausgehen.

Schaltet sich der Lüfter im Klima-betrieb trotz erfolgreichen Stellgliedtests nicht ein, könnten fehlende/fehlerhafte Eingangssignale am Steuergerät dafür ur-sächlich sein. Beispielsweise kann ein nicht einwandfrei arbeitender Kältemittel-druck- oder Temperatursensor verfälschte Werte liefern, die nicht den tatsächlichen Gegebenheiten entsprechen. Läuft der Lüfter beim Stellgliedtest nicht an, muss der Fachmann sowohl den Elektromotor selbst per externer Spannungsversorgung als auch dessen fahrzeugseitige Span-nungsversorgung manuell prüfen.

Dabei gilt es zu beachten: Bei Über-gangswiderständen lässt sich mit dem Multimeter meist ein ordnungsgemäßer Spannungswert messen, ausreichend Strom fließt deshalb jedoch nicht unbe-dingt. Läuft der Motor mit externer Span-nungsversorgung einwandfrei, ist von einer fehlenden/mangelnden fahrzeugsei-

Weil die Lüfterschaltung und An-steuerung in verschiedenen

Varianten möglich ist und unterschiedliche Steuergrö-

ßen Einfluss haben können, muss der Kfz-Profi stets den fahrzeugspezifischen Schaltplan für seine Fehlersuche heran-ziehen.

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temitteldrucks (zum Beispiel ab 16 bar)

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temitteldrucks (zum Beispiel ab 16 bar) und/oder einer hohen Kältemitteltempe-

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und/oder einer hohen Kältemitteltempe-ratur dreht der Lüfter mit voller Leistung

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ratur dreht der Lüfter mit voller Leistung (Stufe 2). Übersteigt die Motor- bezie-

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(Stufe 2). Übersteigt die Motor- bezie-hungsweise die Kühlmitteltemperatur ei-

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hungsweise die Kühlmitteltemperatur ei-nen definierten Schwellenwert erfolgt dies

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nen definierten Schwellenwert erfolgt dies

Ob der Elektromotor und der Arbeits-

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Ob der Elektromotor und der Arbeits-stromkreis intakt sind, lässt sich bei mo-

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stromkreis intakt sind, lässt sich bei mo-dernen Fahrzeugen per Stellgliedtest prü-

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dernen Fahrzeugen per Stellgliedtest prü-fen. Verfügt die Klimaanlage über einen

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fen. Verfügt die Klimaanlage über einen Trinaryschalter, erlaubt das Brücken der

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Trinaryschalter, erlaubt das Brücken der entsprechenden Kontakte ebenfalls eine KRAFTHAND M

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entsprechenden Kontakte ebenfalls eine schnelle Funktionskontrolle – mehr dazu KRAFTHAND M

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schnelle Funktionskontrolle – mehr dazu im Abschnitt 6.2. Läuft der Elektromotor KRAFTHAND M

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im Abschnitt 6.2. Läuft der Elektromotor

das Steuergerät beziehungsweise der darin KRAFTHAND M

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das Steuergerät beziehungsweise der darin befindlichen Endstufe ausgehen.

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Schaltet sich der Lüfter im Klima-

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betrieb trotz erfolgreichen Stellgliedtests

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nicht ein, könnten fehlende/fehlerhafte

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nicht ein, könnten fehlende/fehlerhafte Eingangssignale am Steuergerät dafür ur-

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Eingangssignale am Steuergerät dafür ur-sächlich sein. Beispielsweise kann ein

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sächlich sein. Beispielsweise kann ein nicht einwandfrei arbeitender Kältemittel-

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nicht einwandfrei arbeitender Kältemittel-druck- oder Temperatursensor verfälschte

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druck- oder Temperatursensor verfälschte Werte liefern, die nicht den tatsächlichen

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Werte liefern, die nicht den tatsächlichen Gegebenheiten entsprechen. Läuft der

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Gegebenheiten entsprechen. Läuft der Lüfter beim Stellgliedtest nicht an, muss

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Lüfter beim Stellgliedtest nicht an, muss der Fachmann sowohl den Elektromotor

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der Fachmann sowohl den Elektromotor selbst per externer Spannungsversorgung

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selbst per externer Spannungsversorgung als auch dessen fahrzeugseitige Span-

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als auch dessen fahrzeugseitige Span-nungsversorgung manuell prüfen.

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nungsversorgung manuell prüfen. Dabei gilt es zu beachten: Bei Über-

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Dabei gilt es zu beachten: Bei Über-gangswiderständen lässt sich mit dem

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gangswiderständen lässt sich mit dem





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tigen Spannungs- beziehungsweise Strom-versorgung auszugehen. Neben Über-gangswiderständen an Steckverbindungen kommt dafür auch ein defektes Relais in Frage.

Folgen bei FehlfunktionFällt der Lüfter aus, kann dies zu einer eingeschränkten Leistung der Klimaanlage führen. Erkennt das Steuergerät eine man-gelhafte Kühlung des Kältemittels durch einen nicht funktionsfähigen Lüfter, be-steht die Möglichkeit, dass der Kompres-sor deaktiviert und somit die Klimaanlage abgeschaltet wird.

Tritt der Fehler eines permanent lau-fenden Lüfters auf, kann dies an einem verschmutzten Kondensator liegen. Denn gibt das Kältemittel nicht mehr genügend Wärme ab, bleibt das Temperaturniveau über dem Schwellwert, ab dem das Steuer-gerät den Lüfter aus- beziehungsweise einschaltet.

5.4 (Filter-)Trockner (Montage, Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion)

Im häufig auch als Trockner(einheit) be-zeichneten (Filter-)Trockner befindet sich ein hygroskopisch wirkendes Granulat, um in der Anlage befindliche Feuchtigkeit zu binden. Wie der Name schon sagt, kommt dem (Filter-)Trockner außerdem die Auf-gabe zu, Fremdkörper aus dem Kältemittel-strom herauszufiltern. Weiterhin fungiert er als Puffer- beziehungsweise Kompensa-tionsraum zur Speicherung von Kältemit-

tel. Damit erfolgt ein Ausgleich von Druck-schwankungen im Kältemittelstrom. Au -ßerdem werden im Trockner eventuell noch vorhandene Blasen aus dem zuvor im Kondensator verflüssigten Kältemittel entfernt.

Aufbau: Der (Filter-)Trockner entzieht dem flüssigen Kältemittel durch sein Granulat (braun dar-gestellt) Feuchtigkeit. Außerdem filtert dieses sowie das am Steigrohr angebrachte Sieb Fremdkörper aus dem Kältemittel. Bild: Volkswagen

5.28

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Tritt der Fehler eines permanent lau-

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Tritt der Fehler eines permanent lau-fenden Lüfters auf, kann dies an einem

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fenden Lüfters auf, kann dies an einem verschmutzten Kondensator liegen. Denn

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verschmutzten Kondensator liegen. Denn gibt das Kältemittel nicht mehr genügend

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gibt das Kältemittel nicht mehr genügend Wärme ab, bleibt das Temperaturniveau

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Wärme ab, bleibt das Temperaturniveau über dem Schwellwert, ab dem das Steuer-

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über dem Schwellwert, ab dem das Steuer-gerät den Lüfter aus- beziehungsweise

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gerät den Lüfter aus- beziehungsweise

5.4 (Filter-)Trockner

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5.4 (Filter-)Trockner (Montage, Ausfallursachen,

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(Montage, Ausfallursachen, Folgen bei Fehlfunktion)

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Folgen bei Fehlfunktion)

Im häufig auch als Trockner(einheit) be-

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Im häufig auch als Trockner(einheit) be-zeichneten (Filter-)Trockner befindet sich

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zeichneten (Filter-)Trockner befindet sich ein hygroskopisch wirkendes Granulat, um KRAFTHAND M

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ein hygroskopisch wirkendes Granulat, um in der Anlage befindliche Feuchtigkeit zu KRAFTHAND M

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in der Anlage befindliche Feuchtigkeit zu binden. Wie der Name schon sagt, kommt KRAFTHAND M

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binden. Wie der Name schon sagt, kommt KRAFTHAND Medien

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Der (Filter-)Trockner ist ein Ver-schleißteil und sollte deshalb al -

le zwei Jahre erneuert werden. Nach diesem Zeitraum ist das Trocknergranulat meist gesät-

tigt, sodass es keine Feuchtigkeit mehr aufnimmt. Unterbleibt der Austausch, kann es zu einem Zerset-zen des Granulats und daraus resul-tierenden Ablagerungen in verschie-denen Klimakomponenten kommen. Außerdem besteht die Gefahr, dass nicht mehr gebundene Feuchtigkeit früher oder später Bauteile wie den Verdampfer, Kondensator oder auch Kompressor schädigt. Bild: Waeco

Trocknerwechsel: Für das Erneuern einer im Kondensator integrierten Trocknereinheit (grün) ist ein Schlagauszieher notwendig. Bild: Waeco5.29

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5.30

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Der (Filter-)Trockner ist ein Ver-

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Der (Filter-)Trockner ist ein Ver-schleißteil und sollte deshalb al -

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Nach diesem Zeitraum ist das Trocknergranulat meist gesät-

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Trocknergranulat meist gesät-tigt, sodass es keine Feuchtigkeit

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mehr aufnimmt. Unterbleibt der Austausch, kann es zu einem Zerset-

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tierenden Ablagerungen in verschie-denen Klimakomponenten kommen. KRAFTHAND M

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denen Klimakomponenten kommen. Außerdem besteht die Gefahr, dass KRAFTHAND M

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Außerdem besteht die Gefahr, dass

Für das Erneuern einer im Kondensator integrierten Trocknereinheit (grün) ist ein

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Für das Erneuern einer im Kondensator integrierten Trocknereinheit (grün) ist ein





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MontageWeil der (Filter-)Trockner hygroskopisch wirkendes Granulat enthält, darf der Mon-teur die Transportverschlüsse (Plastikstop-fen) erst unmittelbar vor dem Anschließen der Zu- und Ausgangsleitung entfernen. Bei Unfallreparaturen beispielsweise ist darauf zu achten, dass vor dem Anschlie-ßen des Trockners der restliche Kältemit-telkreislauf zuvor geschlossen wurde. Er-folgt dies nicht, kann es passieren, dass das Granulat des Trockners schon vor dessen Einbau in die Anlage mit Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft gesättigt ist. In einigen neueren Fahrzeugmodellen ist der Trock-ner nicht mehr als Einzelteil im Motor-raum, sondern als Einsatz im Kondensator untergebracht. Für dessen Austausch ist ein spezieller Schlagauszieher notwendig.

Durch verschmutztes Öl Ölkanal verstopft

Zylinder ohne Schmierung dadurch Kolbenfresser

Schmutzpartikel

Wasser-einschluss

Wasser-einschluss

Feuchtgebiet: Unterbleibt der regel-mäßige Austausch des Trockners zieht dies über kurz oder lang die im Bild zu sehenden Folgen nach sich. Bild: AVA

5.31

AusfallursachenAußer gealtertes und zersetztes Granulat können auch Ablagerungen durch Fremd-körper zum Ausfall des (Filter-)Trockners führen. Dies ist häufig der Fall, wenn eine Anlage länger offen war und vor Inbetrieb-nahme nicht sorgfältig gespült wurde.

Aufgrund des hygroskopischen Granulats ist der Trockner

nach jedem Öffnen der Klimaanlage und dem da-mit einhergehenden Kon-

takt mit Luftfeuchtigkeit zu erneuern.

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neueren Fahrzeugmodellen ist der Trock-

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neueren Fahrzeugmodellen ist der Trock-ner nicht mehr als Einzelteil im Motor-

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ner nicht mehr als Einzelteil im Motor-raum, sondern als Einsatz im Kondensator

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raum, sondern als Einsatz im Kondensator untergebracht. Für dessen Austausch ist

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untergebracht. Für dessen Austausch ist ein spezieller Schlagauszieher notwendig.

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ein spezieller Schlagauszieher notwendig.

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Ausfallursachen

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AusfallursachenAußer gealtertes und zersetztes Granulat

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Außer gealtertes und zersetztes Granulat können auch Ablagerungen durch Fremd-

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können auch Ablagerungen durch Fremd-körper zum Ausfall des (Filter-)Trockners

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körper zum Ausfall des (Filter-)Trockners führen. Dies ist häufig der Fall, wenn eine

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führen. Dies ist häufig der Fall, wenn eine

KRAFTHAND MedienAufgrund des hygroskopischen

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Granulats ist der Trockner

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nach jedem Öffnen der

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Klimaanlage und dem da-

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Klimaanlage und dem da-mit einhergehenden Kon-

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mit einhergehenden Kon-takt mit Luftfeuchtigkeit zu

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takt mit Luftfeuchtigkeit zu erneuern.

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erneuern.





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Folgen bei FehlfunktionIst der (Filter-)Trockner (teilweise) ver-stopft, kann er im Extremfall als Engstelle wirken, was schon vor dem Expansions-ventil zu einer unerwünschten Entspan-nung des unter Hochdruck stehenden Kältemittels führt. Indiz dafür ist eine sta rk abgekühlte Kältemittelleitung direkt nach dem (Filter-)Trockner.

Wird der Kältemittelstrom nur gering-fügig behindert, arbeitet die Klimaanlage mit vermindertem Wirkungsgrad.

5.5 Expansionsventil(Ausfallursachen, Folgen bei Fehl-funktion, Prüfmöglichkeiten)

In Fahrzeugklimaanlagen kommen ther-mostatisch wirkende Blockexpansionsven-tile zum Einsatz. Sie markieren den Über-gang vom Hoch- zum Niederdruckkreis und haben die Aufgabe, das unter hohem Druck stehende Kältemittel zu entspannen und den Durchfluss zu dosieren. Damit stellt es sicher, dass nur so viel Kältemittel

in den Verdampfer gelangt, wie bei der jeweils zu erbrin-genden Kälteleistung auch tatsächlich und vollständig verdampfen kann. Würde nämlich zu viel Kältemittel in den Niederdruckkreis gelan-gen, besteht die Gefahr, dass nicht die gesamte Menge in den gasförmigen Zustand übergeht. Die Folge: Der Kompressor saugt zum Teil flüssiges Kältemittel an, was ihn über kurz oder lang schä-digt. Im Extremfall kommt es beim Verdichten zu einem Flüssigkeitsschlag.

Um seine Funktion erfül-len zu können, erfasst das Expansionsventil die Tempe-ratur des vom Verdampfer ausströmenden Kältemittels über ein Thermoelement (Thermokopf). Darin befindet sich eine Membran, die ein Kugelventil im Verdampfer-

vom Verdam

pfer

• gasförmigesKältemittel

zum Verdam

pfer

• Kältemittel entspannt sich

• dampfförmiger Zustand

Kugelventil

vom Trockner

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pressor

• Kältemittel ist flüssig und unter Hochdruck

Thermoelement mit Membran

Hin und zurück: Arbeitsprinzip eines Blockexpansionsventils mit innenliegendem Thermokopf (Thermoelement). Bild: Volkswagen5.32

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(Ausfallursachen, Folgen bei Fehl-KRAFTHAND M

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(Ausfallursachen, Folgen bei Fehl-funktion, Prüfmöglichkeiten)

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In Fahrzeugklimaanlagen kommen ther-

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mostatisch wirkende Blockexpansionsven-

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mostatisch wirkende Blockexpansionsven-tile zum Einsatz. Sie markieren den Über-

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tile zum Einsatz. Sie markieren den Über-gang vom Hoch- zum Niederdruckkreis

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gang vom Hoch- zum Niederdruckkreis und haben die Aufgabe, das unter hohem

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und haben die Aufgabe, das unter hohem Druck stehende Kältemittel zu entspannen

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Druck stehende Kältemittel zu entspannen und den Durchfluss zu dosieren. Damit

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und den Durchfluss zu dosieren. Damit stellt es sicher, dass nur so viel Kältemittel

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stellt es sicher, dass nur so viel Kältemittel in den Verdampfer gelangt,

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in den Verdampfer gelangt,

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vom Verdam

pfer

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vom Verdam

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• gasförmiges

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Kältemittel

Kugelventil

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Kugelventil

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zuflusskanal des Expansionsventils betä-tigt. Ist die Kältemitteltemperatur am Ver-dampferausgang relativ hoch, gibt das Ku -gelventil einen größeren Querschnitt frei und es strömt mehr Kältemittel in den Ver-dampfer. Bei niedriger Ausgangstempera-tur wird der Querschnitt entsprechend verengt.

Unterschiedliche GenerationenBei Blockexpansionsventilen der älteren Generation befindet sich der Thermokopf außerhalb des Gehäuses auf der Seite des Rücklaufkanals (Bild 5.33). Eine mögliche Sensorleitung darf keinesfalls geknickt werden. Seit einigen Jahren kommen wegen des Raumgewinns häufig Expan-sionsventile zum Einsatz, deren Thermo-element nicht sichtbar im Gehäuseinneren platziert ist (Bild 5.32).

Ausfallursachen und Folgen bei FehlfunktionExpansionsventile fallen häufig aufgrund von Ablagerungen aus. Deshalb sollte auf den Einsatz von Klimaanlagen-Dichtmittel verzichtet werden. Späne oder gelöstes Granulat des Trockners können ebenfalls zur (teilweisen) Verstopfung des Ventils führen. Anzeichen dafür können äußer-liche Vereisungen sein.

Zu viel Feuchtigkeit in der Anlage und daraus resultierende Eisbildung im Ventil-inneren können genauso zur Beeinträchti-gung des Kältemittelstromes führen. Im Extremfall fällt die Klimaanlage aus.

Mechanische Beschädigungen des Membrankopfes – etwa durch Montage-arbeiten – führen ebenso zur Fehlfunktion des Ventils. Gleiches zieht das Entfernen der Wärmeschutzisolierung (falls vorhan-den) nach sich. Denn damit verändert sich dessen Regelkennlinie.

PrüfmöglichkeitenDie Funktion des Expansions-ventils kann der Fachmann durch sehr vorsichtiges und leichtes Erwärmen der Sensor-leitung beziehungsweise des Thermokopfes bei laufender

Anlage prüfen. Unmittelbar mit dem Temperaturanstieg sollten sich

am Nieder- und Hochdruckmanometer Druck änderungen beobachten lassen. Zu-dem müssten sich der Kältemittelstrom und die Kühlleistung erhöhen.

Expansionsventil: Ausführung mit außenlie-gendem Thermokopf und Sensorleitung. Über den im ‚Rückflusskanal’ zu sehenden Stift betätigt die im Thermokopf sitzende Membran das Kugelventil im rechts zu sehenden Kanal für den Kältemittelzufluss zum Verdampfer.

5.33

Rück� usskanal

Thermokopf Kältemittelzu� ussKRAFTHAND Medien

Sensorleitung darf keinesfalls geknickt

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Sensorleitung darf keinesfalls geknickt werden. Seit einigen Jahren kommen

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werden. Seit einigen Jahren kommen wegen des Raumgewinns häufig Expan-

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wegen des Raumgewinns häufig Expan-sionsventile zum Einsatz, deren Thermo-

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sionsventile zum Einsatz, deren Thermo-element nicht sichtbar im Gehäuseinneren

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element nicht sichtbar im Gehäuseinneren

Expansionsventile fallen häufig aufgrund KRAFTHAND M

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den Einsatz von Klimaanlagen-Dichtmittel

KRAFTHAND Medienden Einsatz von Klimaanlagen-Dichtmittel

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verzichtet werden. Späne oder gelöstes Granulat des Trockners können ebenfalls

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Granulat des Trockners können ebenfalls zur (teilweisen) Verstopfung des Ventils

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zur (teilweisen) Verstopfung des Ventils führen. Anzeichen dafür können äußer-

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führen. Anzeichen dafür können äußer-liche Vereisungen sein.

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liche Vereisungen sein.Zu viel Feuchtigkeit in der Anlage und

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Zu viel Feuchtigkeit in der Anlage und daraus resultierende Eisbildung im Ventil-

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daraus resultierende Eisbildung im Ventil-inneren können genauso zur Beeinträchti-

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inneren können genauso zur Beeinträchti-gung des Kältemittelstromes führen. Im

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gung des Kältemittelstromes führen. Im Extremfall fällt die Klimaanlage aus.

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Extremfall fällt die Klimaanlage aus.Mechanische Beschädigungen des

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Mechanische Beschädigungen des Membrankopfes – etwa durch Montage-

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Membrankopfes – etwa durch Montage-

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Thermokopf KRAFTHAND Medien

Thermokopf



ISBN 978-3-87441-132-5

Praxiswissen Pkw-KlimaanlagenTechnik, Service, Diagnose

Das Fachbuch ‚Praxiswissen Pkw-Klimaanlagen’ beschäftigt sich mit der Technik, der Diagnose und der Wartung moderner Klimasysteme im Pkw. Der Autor Torsten Schmidt beschreibt anfangs das Gesamtsystem ‚Klimaanlage’ sowie die Einzel- komponenten und liefert Basisinformationen zu den physikalischen Grundlagen.

Darüber hinaus beleuchtet Schmidt die verschie-denen Kältemittel und die Unterschiede von Kompres sor ölen. Ein neues Kapitel zum Kälte-mittel R744 (CO2) erweitert diese 2. Auflage. Ferner beschreibt der Autor werkstattrelevante Aspekte wie Prüf- und Diagnosemöglich keiten beziehungsweise Auswirkungen von Fehlern. Im Detail geht er auf die elektronische Regelung sowie auf die Sensoren und Aktoren des Klima-kreislaufs ein.

Schmidt erörtert darüber hinaus mögliche Pro-bleme, die speziell beim Klimaservice in der Kfz-Werkstatt auftreten und mitunter Folgeschä-den an der Klimaanlage hervorrufen können. Ein weiteres Kapitel beschäftigt sich mit der Feh-lersuche – etwa durch Prüfen von Systemdrücken und -temperaturen.

Torsten Schmidt

„Der Autor beschreibt in dem vorliegen-den Werk alle relevanten Aspekte des Gesamtsystems ‚Pkw-Klimaanlagen’. Es sollte in keinem Kfz-Betrieb fehlen.“

Jörg Laukenmann(Leiter Marketing/Kommunikation,Behr Hella Service GmbH)

„Torsten Schmidt ist es mit dem vorliegenden Buch gelungen, das Thema ‚Pkw-Klimaanlagen’ erstmals in aller Ausführlichkeit darzustellen. Dabei gleitet er nicht in umfassende theo- retische Ausführungen ab. Vielmehr steht die Praxisrelevanz im Vordergrund. Es ist jedem Kfz-Serviceprofi nur zu empfehlen.“

Reinhard Preis(Trainingsleiter bei Hella Gutmann Solutions GmbH und Autor von ‚Signale in Bildern’)

2. A

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Praxiswissen Pkw-Klimaanlagen · Weil die Taumelscheibe zur Kompres-sorantriebswelle nicht im rechten Winkel sondern schräg steht, vollzieht sie außer-halb der Mitte keine reine