Die Heizungsanlage

Der folgende Text wurde uns und Ihnen freundlicherweise von Dieter Heimberger zur Verfügung gestellt, der seinerzeit bei Kammerer (MK) diese Technik der Heizungs- und Klimaautomatik entwickelt hat.

Funktionsweise

Der W 124 hat, wie seine Vorgänger, eine wasserseitig geregelte Heizungsanlage. Das bedeutet, die Temperatur der in den Fahrgastraum eingeblasenen Luft wird durch die durch den Heizungswärmetauscher fließende Wassermenge bestimmt. Wenig Wasser = wenig Heizleistung, viel Wasser = viel Heizleistung.

Wie wird nun die Wassermenge reguliert? Vor allem mit vernünftigem Aufwand und ordentlich Lebensdauer?

Also, dann schau'n wir mal. Da sitzt doch so ein „Taktventil“ im Heizungskreislauf. Regelmäßig, genauer gesagt, alle 3.2 sek., öffnet das Ventil für eine bestimmte Zeit. Das Heizungsbedienteil (die Temperaturautomatik und auch die Klimaautomatik tun es ebenso) steuert dieses Ventil von 0 bis 100 % an. Genauer gesagt, es wird elektrisch betätigt g e s c h l o s s e n , also, es ist stromlos (unbestromt, spannungslos) offen. Hängt mit Notheizbetrieb zusammen...

Das bringt uns gleich zu einer Erkenntnis:
Volle Pulle Heizung heißt immer, das bzw. die Taktventile schließen nicht oder haben keine Ansteuerung vom Bedienteil (Regelelektronik). Je nach Öffnungszeit strömt eine Menge Wasser in den Heizungswärmetauscher.

Die durch die Lamellen dieses Wärmetauschers strömende Luft (vom Heizungsgebläse gefördert) erwärmt sich an den Lamellen und tritt durch die verschiedenen Luftauslässe in den Fahrgastraum. Funktioniert wie die Heizung zu Hause. Mehr Wasser durch den Wärmetauscher bedeutet höhere Lufteintrittstemperatur in den Fahrgastraum.

Dort, wo das Heizwasser in den Wärmetauscher strömt, ist es am wärmsten. Und dadurch ist natürlich auch die Luft, die durch diese Lamellen strömt, am wärmsten. Schließt das Taktventil, hört auch das Wasser auf zu strömen. Jetzt wird durch die weiterhin strömende Luft dieser stehenden Wassersäule weiter Wärme entzogen. Bei nächsten Öffnen des Taktventils wird diese abgekühlte Wassermenge im Wärmetauscher weitergeschoben, und gelangt an eine andere Stelle des Wärmetauschers. Hier ist die durchströmende Luft natürlich nicht mehr so stark erwärmt.

An den wärmeren Stellen des Wärmetauschers wird z.B. die Luft für die Fussraumdüsen, an den kälteren Stellen die für Entfrosterdüse und Seitendüsen „abgezapft“. Dies bedeutet: warmer Fussraum und kühlerer Kopf. Will man ja auch so. Der Fachmann spricht da von „Temperaturschichtung“.

Und jetzt noch: der W124 und seine Nachfolger haben Rechts-Links-Trennung, das heißt, die Heizleistung ist auf Fahrer- und Beifahrerseite getrennt regelbar, da hätten wir dann das Duo-Taktventil. Einzige Ausnahmen: die Klimaautomatik bis einschliesslich W202, R129 ist einkanalig. Aber das soll uns an dieser Stelle nicht interessieren.

Eine Regelelektronik (am Anfang als analoge Schaltung, später, ab Modelljahr 88, mit Mikroprozessor ausgeführt) vergleicht die an den Temperaturwählrädern eingestellten Wunschtemperaturen (Sollwerte) mit der tatsächlichen Fahrzeuginnentemperatur und ermittelt aus der Differenz eine Soll-Einblastemperatur für die Luftdüsen. Das ist die Lufttemperatur, die zum Erreichen und Halten der gewünschten Innentemperatur notwendig ist.

Der Innentemperatursensor sitzt nahe dem Innenspiegel, ab Modellpflege in der Dacheinheit, davor als separates Teil nahe der Innenleuchte, hinter einem Gitter.
Ein Teil der Luft aus dem Fahrzeuginnenraum wird über den Innentemperatursensor gesaugt. Das geschieht mittels eines Schlauches, der in der A-Säule verlegt ist. Bei Fahrzeugen ohne Schiebedach erledigt das eine Saugstrahlpumpe am Heizungskasten , bei Fahrzeugen mit Schiebedach und/oder Klimaanlage, ein kleines Lüftergebläse unter dem Armaturenbrett, hinter dem Handschuhkasten.

Die Sensoren, welche die Blaslufttemperatur der Düsen messen (bei Klimaautomatik ist nur einer da, auf der Fahrerseite), stecken im Heizungskasten. Zugänglich sind diese nur, wenn das Bedienteil ausgebaut wird.

Das Heizwasser wird, bei Anforderung von Heizbetrieb durch den Regler, mittels einer elektrischen Zusatzwasserpumpe, durch den Heizungswärmetauscher gefördert.

Die Pumpe und die Taktventile sitzen im Rücklauf vom Wärmetauscher. Zum Thema Zusatzwasserpumpe: Es gab findige Kaufleute, die meinten, bei einem Basismodell wie dem 200er und 230er (mit Schaltgetriebe) die Pumpe einsparen zu können. Kostet immerhin knapp über 30 Märker (in der Großserie, versteht sich). Daß damit der Kunde bei Ampelstops, langen Leerlaufphasen, stop-and-go–Betrieb im Stau, weniger Heizleistung hat, verschweigen wir lieber. Eine Komfortminderung durch schwankende Blaslufttemperaturen mal vernachlässigt.

Nachrüsten lohnt sich in jedem Fall, zumal die Ansteuerung im Bedienteil drin ist!
[Die Teilenummer der Pumpe lautet A001 835 13 64, der Neupreis incl. MWSt. beläuft sich im Herbst 2002 jedoch auf ca. 150 €, so daß die Beschaffung eines Gebrauchtteiles sinnvoll erscheint. red.]

Die Verkabelung der Heizung ist im Originalschaltplan zu ersehen.

Überprüfung auf richtige Funktion

Beim W124 sind während seiner Laufzeit und natürlich jetzt, wo die Wehwehchen zunehmen, einige typische Fehler bei der Heizung aufgetreten.

Zunächst einmal "Voll Heizen", d.h. die Heizungsregelung funktioniert nicht mehr, bestenfalls wird in MIN-Rast nicht mehr geheizt. Ursachen dafür ist an erster Stelle das Duo-Taktventil. Damit wird die Heizleistung reguliert (s.oben). Häufig sind Klemmen bzw. Festsitzen der Ventilanker (in Ruhestellung ist das Ventil offen) und der Spulenkurzschluss infolge Wassereinbruchs durch eine defekte Dichtmembrane.

Weiter hat sich der Innenfühler bei den Fehlern herauskristallisiert. Diesen Hauptfehlern werden wir zuerst nachgehen. Über defekte Sicherungen, die auch zum "Voll Heizen" führen, sprechen wir hier nicht. Es wird vorausgesetzt, daß diese geprüft sind.

Ein einfach anzufertigendes Hilfsmittel ist ein Tester für die Regelelektronik (einmal anfertigen, Freunde leihen es bei Bedarf gerne mal aus). Für "hartnäckige" Fälle habe ich auch ein etwas komfortableres Prüfgerät zum Ausleihen, einfach eine e-mail an mich.

Das Prüfhilfsmittel:
Dazu zwei Lämpchen 12 V, 1 W (max. 2 W) wie folgt miteinander verbinden:

Variante 1 mit Lampen 12V 1W

Variante 2 mit LEDs und Vorwiderstand 1,5kΩ

Bitte keine stärkeren Lampen als max. 2W nehmen, der Kaltwiderstand einer Lampe ist niedrig und könnte die Kurzschlußsicherung der Regelelektronik auslösen... und wir interpretieren die Anzeige falsch.

Variante 2 hat den Vorteil, daß das Ansprechen der Kurzschlusssicherung (nach ca. 100 ms) durch kurzes Aufblitzen der LEDs signalisiert wird. Da ist eine Glühlampe noch zu träge. Die LED-Vorwiderstände sind ca. 1,5 kΩ zu wählen.

Das Duo-Taktventil hat 3 Anschlüsse. Der mittlere Pin ist die gemeinsame Versorgung für beide Spulen. In der Steckkupplung liegt dort der Pluspol + 12 V (Klemme 15, von Sicherung Nr.7, Kabelfarbe schwarz/rosa). Buchse 1 (Kabelfarbe weiss/grün) ist das Taktventil Fahrerseite (beim Linkslenkerfahrzeug), Buchse 3 (Kabelfarbe weiss/blau) ist das Taktventil Beifahrerseite.

Anschluss 2 der Schaltung mit dem mittleren, 1 und 3 mit den beiden äußeren Buchsen der Kupplung des Taktventils verbinden. Das Kabel der "Prüfschaltung" sollte mindestens so lang sein, dass man es von aussen hinter den Scheibenwischer klemmen kann und die Lampen vom Wageninnenraum sieht. Erspart den zweiten Mann (Frau) und vermeidet "Konflikte" mit dem Helfer.

So, dann machen wir doch den ersten grundsätzlichen Funktionstest mit angeschlossenen Lampen: Zündung an, Motor ist betriebswarm und läuft, Gebläsestufe 2 oder 3.

1. Beide Temperaturwählräder in MAX (einrasten)
Blasluft beide Seiten wird warm, beide Lampen AUS, Ventile offen.

2. Beide Wählräder in MIN (einrasten)
Blasluft wird merklich kühler (erlaube der Anlage ein bis zwei Minuten, bis der vollständig geflutete Wärmetauscher kalt wird), beide Lampen AN, Ventile geschlossen.

3. Temperaturwählrad links in MAX (einrasten), rechts MIN (einrasten)
Blasluft linke Seite wird warm, rechts kalt, Lampe rechts AN, Ventil geschlossen, Lampe links AUS, Ventil offen.

4. Temperaturwählrad rechts in MAX (einrasten), links MIN (einrasten)
Blasluft linke Seite wird kalt, rechts warm (erlaube der Anlage ein bis zwei Minuten, bis der zuvor vollständig geflutete Wärmetauscher kalt wird). Lampe links AN, Ventil geschlossen, Lampe rechts AUS, Ventil offen

So, jetzt wird die Regelung geprüft.

5. Beide Temperaturwählräder in 22 °C (Mittelstellung)
Je nach Innentemperatur und Kühlwassertemperatur sind die Lampen AUS, AN oder BLINKEN.

Fall 1 Lampe ist AUS:
Zugehöriges Temperaturwählrad l a n g s a m in Richtung "Sollwert kälter" verstellen. Noch langsamer. Noch vor der Rast MIN sollte die Lampe zu blinken beginnen. Weiter bei 3.

Fall 2 Lampe ist AN:
Zugehöriges Temperaturwählrad l a n g s a m in Richtung "Sollwert wärmer" verstellen. Noch langsamer. Noch vor der Rast MAX sollte die Lampe zu blinken beginnen. Weiter bei 3.

Fall 3 Lampe BLINKT:
Zugehöriges Temperaturwählrad l a n g s a m in Richtung „Sollwert wärmer“ verstellen. Noch langsamer. Noch vor der Rast „MAX“ sollte die Lampe dauernd AUS sein.
Jetzt langsam Richtung "kälter" drehen. Über BLINKEN (lange EIN, kurz AUS über kürzer werdendes EIN und längeres AUS) bis ganz AUS sollte alles auftreten. Das Blinkintervall beträgt ca. 3 – 4 sek.

Checken wir noch die Funktion der Zusatzwasserpumpe (falls vorhanden, siehe oben):
Motor warm, AUS. Zündschloß in Fahrtstellung. Gebläse Stufe 2. Beide Wählräder in MAX. Nach einer Zeitverzögerung (bei den digitalen Heizmatiken 30 Sekunden) beginnt die Wapu zu laufen. Fahrzeug heizt.

Wenn bis hier alles elektrisch funktioniert, ist die Anlage von der Regelungsseite in Ordnung. Dann kommt die "hydraulische" Seite, sprich das Duoventil, dran.

Fehlerszenarien

Die Heizungsregelung wurde, wie schon gesagt, während der Laufzeit des W124 einige Male geändert, sprich verbessert. Die ersten Heizmatiken waren in Analogtechnik ausgeführt. Dann kam die nächste Generation mit Mikroprozessor (ab Modelljahr 88) in Serie. Darauf folgten Verbesserungen im Bereich der Leistungsendstufen für Zusatzwasserpumpe und Taktventile.

Da es jetzt fahrzeugspezifisch wird, müssen wir einige Szenarien behandeln:

1. Fahrzeug heizt voll, beidseitig

2. Fahrzeug heizt voll, einseitig

3. Fahrzeug heizt nicht, beidseitig

Ersteinmal vom Duo-Taktventil den Stecker abziehen. Das Ventil ist stromlos offen, jetzt muß er "Voll Heizen".

4. Fahrzeug heizt nicht, einseitig

5. Heizung "spinnt" zeitweilig

Dies ist der absolute Problemfall. Bitte eine ausführliche Problembeschreibung im Forum posten oder direkt eine email an Dieter Heimberger. Werden wir dann gemeinsam lösen ;-)

Erfahrungen mit den ersten Generationen zeigen, daß hauptsächlich die Endstufen Probleme bereiten. Wegen Alterung der Bauteile spricht die Kurzschlusssicherung an (obwohl kein Kurzschluß vorhanden) und die Ansteuerung des Taktventils fällt aus. Resultat: "Voll Heizen" (trifft zu für Bedienteile von Kammerer, Herstellerzeichen MK)

Bei den Geräten von Bosch neigen die Endstufen dazu, zu überhitzen. Die Wärmeabfuhr ist schlecht, die Bauteile löten selbsttätig aus: "Voll Heizen".

Da diese Geräte sonst noch voll funktionstüchtig sind, empfiehlt es sich, die Endstufentransistoren gegen modernere Typen zu wechseln (MK). Wer's machen will, kann von Dieter Heimberger eine detaillierte Anleitung bekommen.

6. Heizleistung lässt nach, nur nach Neustart wieder voll da

Da ist der "Übeltäter" in 99% der Fälle das Duoventil. Eine eingerissene Membrane nämlich.
Grund: beim Abstellen wird die Druckdifferenz im Ventil abgebaut und das Ventil öffnet. Beim ersten Takten des Ventils bleibt das Ventil hängen und öffnet nicht mehr vollständig. Hängt mit der Ventilkonstruktion zusammen. Da hilft nur Austauschen der Membrane(n).

Für weitere Kommentare, Erfahrungen mit dieser Anleitung usw. bin ich sehr dankbar. Nur so kann ich diese Beschreibung weiter pflegen...

Mit *freundlichen Grüßen

Dieter Heimberger

Stand: 30.05.2002

redaktionelle Überarbeitung cjm 17.06.2002

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