Zuheizer
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Zweck
Die im T4 verbauten TDI-Motoren produzieren gerade im Teillastbetrieb vergleichsweise wenig Abwärme. Folge ist, dass bei niedrigen Außentemperaturen nicht immer ausreichend Wärme zur Aufheizung des Innenraumes über den/die Wärmetauscher zur Verfügung steht.
Abhilfe schafft der Zuheizer, der von VW auch Zusatzwasserheizung genannt wird. Es handelt sich um ein automatisch betriebenes, Diesel verbrennendes und in den Kühlmittelkreislauf eingebundenes Heizgerät, das das Kühlmittel
zusätzlich erwärmt. Der Zuheizer im T4 wurde von der Firma Eberspächer
geliefert und trägt die Bezeichnung D3WZ, wobei D für Diesel, 3 für die
Heizleistung von ca. 3 kW, W für Wasserheizung und Z für Zuheizer steht.
Er wurde ab Werk ausschließlich in T4 mit TDI-Motor eingebaut. Mit Ausnahme von einigen Transporter-Modellen ohne Zusatzwärmetauscher
war er Teil der Serienausstattung. Ob ein Zuheizer verbaut ist, kann
man durch einen Blick in den Motorraum oder in den linken vorderen
Radkasten schnell prüfen.
Bei T4 mit einer Wasserstandheizung übernimmt diese die Zuheizerfunktion.
Der Zuheizer lässt sich zu einer vollwertigen Wasserstandheizung aufrüsten. Der dazu erforderliche Aufwand wird von der Ausstattung des Fahrzeuges bestimmt. Siehe Artikel Zuheizer (Aufrüstung).
Komponenten
Das Zuheizersystem besteht im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten:
- Heizgerät mit integriertem Steuergerät
- Abgasanlage
- Dosierpumpe
- Außentemperaturschalter vorne rechts hinter der Stoßstange
- Verkabelung und Kühlmittelschläuche
Das Heizgerät ist in Fahrtrichtung vorne links neben der Batterie-Abdeckung tief unten im Motorraum eingebaut. Seine Abgasanlage endet im linken vorderen Radkasten.
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Die Dosierpumpe ist unter dem Fahrzeug in der Nähe des Kraftstoffbehälters an einem Träger befestigt. Der Außentemperaturschalter befindet sich vorne rechts hinter der Stoßstange.
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Technische Daten
| Nennspannung | 12 V |
| Unterspannungsabschaltung | 10 V |
| Überspannungsabschaltung | 15 V |
| Leistungsaufnahme Start | <100 W |
| Leistungsaufnahme Betrieb | ca. 25 W |
| Heizleistung Volllast | 3,3 kW |
| Heizleistung Teillast | 1,6 kW |
| Verbrauch | 0,27 - 0,31 l/h Diesel |
| Fehlerspeicher | 5 Einträge |
| Abmessungen | 250 x 90 x 160 (L x B x H in mm) |
Funktion
Heizgerät
Das nachfolgende Schnittbild zeigt die grundsätzliche Funktionsweise des Heizgerätes.
(Quelle: Fa. Eberspächer)
Das Verbrennungsluftgebläse saugt die Außenluft über einen Schlauch am Einbauort des Heizgerätes an und bläst sie in die Brennkammer. Der von der Dosierpumpe geförderte Kraftstoff wird über eine Düse ebenfalls in die Brennkammer eingespritzt und dabei mit der Verbrennungsluft vermischt. Das Luft-Kraftstoffgemisch entzündet sich dann an der Glühkerze. Die Verbrennungsluft erhitzt das Kühlmittel über einen Wasserwärmetauscher, in den die Brennkammer eingesetzt ist.
Der Betrieb des Heizgerätes wird mit insgesamt 3 Gebern überwacht, die in den verlinkten Artikeln detailliert beschrieben werden:
Das Zuheizersteuergerät geht von einer Störung aus, wenn
- am Temperaturfühler oder am Überhitzungsfühler eine Temperatur >125°C gemessen wird,
- zwischen Temperatur- und Überhitzungsfühler eine Temperaturdifferenz >15°C (bis 1997) bzw. >25°C (ab 1998) vorliegt.
Parallel zu den Temperaturen wird ständig die Versorgungsspannug des Steuergerätes überwacht. Bei einem Unterschreiten von ca. 10 V bzw. einem Überschreiten von ca. 15 V (oder 16 V, je nach Quelle) für länger als 20 s erfolgt eine Störungsabschaltung.
Die nachfolgenden Bilder zeigen Detailaufnahmen des Heizgerätes. Weitere Bilder finden sich im Artikel Zuheizer (Reinigen).
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Kühlmittelkreislauf
Der Zuheizer ist in den kleinen Kühlmittelkreislauf eingebunden. Während des Betriebes erhitzt er das durch ihn fließende Kühlmittel zum Wärmetauscher oder - je nach Ausstattung - zu den beiden Wärmetauschern. Der Kühlmittelfluss durch den Zuheizer wird über die Wasserpumpe des Motors sichergestellt.
Das nachfolgende Bild zeigt vereinfacht die Einbindung in den Kühlmittelkreislauf.
Detailliertere Zeichnungen des Kühlmittelkreislaufes finden sich im Artikel Kühlmittelkreislauf.
Kraftstoffversorgung
Die Kraftstoffversorgung wird über die Dosierpumpe G23
sichergestellt. Es handelt sich um eine elektromagnetisch betriebene
Hubkolbenpumpe, die vom Zuheizersteuergerät entsprechend der
erforderlichen Fördermenge getaktet angesteuert wird (ca. 0,5 is 4 Hz).
Das Arbeitsgeräusch der Pumpe ist in der Regel gut hörbar.
Der Kraftstoff wird über ein T-Stück in der Nähe des Tanks der Vorlaufleitung zum Dieselfilter entnommen.
Elektrik
Ein Großteil der elektrischen Komponenten sind direkt im Zuheizer untergebracht. Dies sind:
- Steuergerät J162
- Glühkerze Q6
- die Temperaturgeber zur Überwachung der Funktion
- Gebläse V6 (Verbrennungsluftgebläse)
Diese Komponenten sind intern über die 10-fach-Steckverbindung T10 mit dem Steuergerät verbunden. Der Zuheizer selbst ist mit der 8-fach-Steckverbindung T8 mit dem Zuheizer-Kabelbaum des Fahrzeuges verbunden.
Der Zuheizer wird über die Sicherung S23 (bis MJ1998) bzw. die Sicherung SB4, die sich auf der zusätzlichen Sicherungsleiste unterhalb der Relaisplatte befindet, von der Starterbatterie mit Spannung versorgt. Baujahrabhängig gibt es leichte Unterschiede bezüglich der Dauerplus-Versorgung. Masse erhält der Zuheizer baujahrunabhängig über dem Massestern rechts neben der Zentralelektrik. Der Kabelbaum ist in gelblichem Farbton gehalten.
Der Thermoschalter F38 schaltet bei Temperaturen unterhalb von ca. 5°C Zündungsplus als erstes Einschaltsignal zum Zuheizer-Steuergerät J162 durch. Zündungsplus (Kl.15a) wird in diesem Fall vom mit der Sicherung S14 abgesicherten Leitungsverteiler an der Zentralelektrik abgeleitet. Läuft der Motor, erhält das Zuheizersteuergerät ein weiteres Einschaltsignal über die Zentralelektrik vom Lichtmaschinenanschluss C bzw. D+. G23 ist die Dosierpumpe, die über T8/4 an Plus hängt.
Die 8-fach-Steckverbindung T8 befindet sich im Motorraum in der unmittelbaren Nähe des Zuheizers, die 6-fach-Steckverbindung T6 weiter vorne in der Nähe des linken Scheinwerfers.
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Einschaltbedingungen
Zum Betrieb müssen die folgenden Einschaltbedingungen gegeben sein:
- Spannung (Kl.30) >10 V am Steuergerät
- Zündung AN (Spannung am Außentemperaturschalter)
- Motor AN (Spannung am Lichtmaschinenanschluss C/D+).
- Außentemperatur unter ca. 5°C (Außentemperaturschalter schaltet durch)
- Kühlmitteltemperatur unter 75°C (gemessen im Zuheizer)
Inbetriebnahme und Regelung
Der Zuheizer arbeitet völlig automatisch auf Grundlage fest eingroprammierter Ein-/Ausschaltparameter. Eine Einflussnahme auf die Funktion ist erst nach Modifikation möglich.
Start
Sind die Einschaltbedingungen gegeben, wird die Einschaltsequenz gestartet. Zunächst führt das Steuergerät eine Eigendiagnose der wesentlichen elektrischen Komponenten sowie einen Test des Verbrennungsluftgebläses durch. Fallen diese Tests positiv aus, wird die Glühkerze mit Spannung versorgt und ca. 20 - 50 s danach die Dosierpumpe zur Kraftstoffförderung eingeschaltet; erkennbar am Einsetzen des Klackerns der Pumpe. Wird eine Starten der Verbrennung erkannt, werden Fördermenge und Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses erhöht.
Der korrekte Ablauf wurde von B.Rude mit einer Audio-Datei dokumentiert: Audio Zuheizer-Start auf T4-Wiki-Galerie.
Wird beim Einschalten am Flammwächter
eine Temperatur über 70°C festgestellt, erfolgt für ca. 4 Minuten
zunächt ein sogenanntes Kaltblasen. Dabei läuft lediglich das Verbrennungsluftgebläse
mit maximaler Leistung, um die Brennkammer abzukühlen und
Kraftstoffrückstände zu beseitigen. Danach wird die o.a.
Einschaltsequenz gestartet. Meldet der Flammwächter jedoch für mehr als
2 Minuten nach Beginn des Kaltblasens eine Temperatur >70°C erfolgt
eine Störungsabschaltung.
Innerhalb von ca. 130 s muss nun der Geber G64 (Flammwächter) über eine Temperaturmessung in der Brennkammer eine stabile Verbrennung melden. Ist der Start erfolgreich, wird die Glühkerze zeitgesteuert abgeschaltet. Bei einem erfolglosen Start versucht das Heizgerät automatisch einen Zweitstart. Wird auch dabei keine stabile Verbrennung erreicht, schaltet der Zuheizer ab und bleibt bis zum erneuten Anlassen des Motors (Zündung AUS und wieder AN) ausgeschaltet.
Des weiteren erfolgt ein Startabbruch, wenn
- das Steuergerät einen Fehler erkennt,
- der Geber G18 (Temperaturfühler) oder der Geber G189 (Überhitzungsfühler) eine Temperatur >125°C meldet,
- zwischen den Gebern G18 und G189 eine Temperaturdifferenz von >15°C erkannt wird.
Betrieb
Nach dem Start arbeitet der Zuheizer zunächst mit maximaler Leistung im Volllastbetrieb. Steigt die Kühlmitteltemperatur im Zuheizer auf >85°C, wird die Zuheizerleistung auf ca. 50% gedrosselt (Teillastbereich). Dazu wird die Dosierpumpe mit einer geringeren Frequenz getaktet und das Verbrennungsluftgebläse läuft mit in etwas halbierter Drehzahl.
Fällt nun die Temperatur aufgrund eines Wärmebedarfs >1500 W auf ca. 78°C wird der Zuheizer wieder auf maximale Leistung geschaltet; er arbeitet erneut im Volllastbetrieb.
Steigt die Temperatur im Teillastbereich dagegen weiter auf Werte >88°C wird die Kraftstoffversorgung unterbrochen und der Nachlauf begonnen (nur Verbrennungsluftgebläse AN). Nach ca. 100 s wird dann der Zuheizer abgeschaltet.
Unklar ist, ob der Zuheizer bei einer Temperatur <75°C wieder automatisch anläuft oder ob vor dem nächsten Start der Motor zwischenzeitlich abgestellt worden sein muss. In diesem Zusammenhang scheint es baujahrabhängige Unterschiede zu geben.
Störungen
Neben den 'normalen' Störungen durch Ausfälle von Bauteilen tragen insbesondere suboptimale Betriebsbedingungen zu Problemen mit dem Zuheizer bei. Die nachfolgenden Bilder zeigen ein deswegen 'etwas verdrecktes' Wärmetauscher-/Brennkammer-System:
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Kurzstreckenbetrieb
Bei extremem Kurzstreckenbetrieb kommt - bedingt durch das häufige
An- und Abschalten - unverbrannter Brennstoff in die Abgasanlage, der
sich im Schalldämpfer ansammlen kann. Wird der Zuheizer dann doch
einmal längere Zeit am Stück betrieben, verbrennt dieser Brennstoff im
Schalldämpfer, und es kommt zu starker Rauchentwicklung.
Wegen der
im Kurzstreckenbetrieb suboptimalen Verbrennung kann es zudem leicht zu
einer Verrußung oder sogar Verkokung/Versotung des Brennraums und zu
starken Ablagerungen im Wärmetauscher kommen.
Abhilfe kann ein Zuheizer-Betriebschalter schaffen, mit dem man den Zuheizer-Betrieb manuell beeinflussen kann.
Betrieb mit PME (Biodiesel)
Obwohl VW für den T4 eine generelle Biodiesel-Freigabe erteilt hat, verträgt der Zuheizer Biodiesel nicht wirklich. Dies liegt im Wesentlichen an der niedrigeren Viskosität und der höheren Siedetemperatur. Die Folgen der Nutzung von Biodiesel können von einer recht harmlosen Qualmentwicklung bis zu einer Verkokung der Brennkammer reichen. Des weiteren kann es bei sehr niedrigen Temperatur zu Ausflockungen kommen, durch die der Filter der Dosierpumpe verstopft werden kann.
VW empfiehlt bei Temperaturen unter -8°C eine Zumischung von normalem Diesel im Mischverhältnis von ca. 50:50.
Betrieb mit PÖL (Pflanzenöl)
Für den reinen PÖL- oder PÖL/Diesel-Mischbetrieb gilt weitestgehend das unter PME Gesagte. Wer dauerhaft PÖL tankt, kommt um eine 2-Tank-Lösung nicht herum, wenn er nicht den Zuheizer stilllegen will.
Fehlersuche
Siehe Zuheizer (Fehlersuche).
Weitere Informationen
Weitere Informationen rund um den Zuheizer wie Fehlersuche, Aufrüstung zur Standheizung und diverse Anleitungen zur Wartung, Reaparatur und Modifikation sind über die Kategorie:Zuheizer abrufbar.
Weblinks
- Webseite der Fa. Eberspächer
- Englischsprachige Webseite der Fa. Espar (Eberspächer), Technische Informationen