Zuheizer (Aufrüstung)

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Nachfolgend wird das grundlegende Prinzip zur schnellen und preiswerten Aufrüstung des Zuheizers zur Motorvorwärmung und/oder Standheizung beschrieben. Es funktioniert in sehr ähnlicher Weise wie die Original-Aufrüstung (Eberspächer, ab ca. 280 Euro ohne Einbau). Diese ist im Artikel Zuheizer (Aufrüstung Eberspächer) beschrieben.
Weitere Methoden sind die von B.Rude (Umsetzung der nachfolgenden Beschreibung bzw. der Eberspächer-Methode) und Bernd 75kW (mit Modifikation des Kühlmittelkreislaufes). Diese sind in den Artikeln Zuheizer (Aufrüstung B.Rude) und Zuheizer (Aufrüstung Bernd 75kW) im Detail beschrieben.

Informationen zum Tausch des Zuheizer-Heizgerätes gegen ein leistungsstärkeres und/oder eines mit Standheizungsfunktionalität sind im Artikel Zuheizer (Tausch) zusammengefasst.

Ein komfortables Aufrüststeuergerät zum Selbstbau ist im Artikel Zuheizer-Steuergerät beschrieben.


Prinzip der Aufrüstung[Bearbeiten]

Um die Motorvorwärmung und den Standheizungsbetrieb zu ermöglichen, muss dem Zuheizer-Steuergerät vorgegaukelt werden, dass die Einschaltbedingungen erfüllt sind, also dass der Motor läuft und dass die Außentemperatur unter 5°C beträgt. Liegt die Kühlmitteltemperatur dann unter 75°C, wird er starten, wenn Spannung auf die entsprechenden Eingänge des Zuheizer-Steuergerätes gegeben wird.

Zusätzlich muss für eine Kühlmittel-Zirkulation durch den Zuheizer gesorgt werden. Dies geschieht durch Inbetriebnahme der serienmäßig verbauten Kühlmittel-Nachlaufpumpe, die nach Abstellen des heißen Motors temperaturgesteuert eingeschaltet wird, um Hitzestaus im Motor zu verhindern. Abhängig von der Ausstattung des T4 muss aber eventuell der Kühlmittelkreislauf modifiziert bzw. alternativ eine zusätzliche Pumpe eingebaut werden.

Mit diesen beiden Maßnahmen ist bereits eine Motorvorwärmung realisiert. Will man zusätzlich den Innenraum aufheizen und die vorderen Scheiben abtauen, muss das vordere Frischluftgebläse eingeschaltet werden, das die im Wärmetauscher erwärmte Luft ins Fahrzeuginnere transportiert.


Aufrüstung[Bearbeiten]

Für eine Minimal-Aufrüstung werden lediglich ein paar Dioden, ein paar Relais sowie eine Zeitschaltuhr benötigt. Die Bauteilekosten (ohne Uhr und ggf. Pumpe) dürften unter 10 Euro betragen. In den nachfolgenden Stromlaufplänen ist exemplarisch in rot gezeichnet, was an der Originalverkabelung geändert bzw. was ergänzt werden muss.

Ansteuerung des Zuheizers[Bearbeiten]

Zum Starten des Zuheizers wird über je ein zwingend erforderliches Dioden-ODER Spannung auf die Zuheizer-Eingänge Thermoschalter F38 und Lichtmaschine C/D+ des Zuheizer-Steuergerätes J162 gegeben. Die Spannung, die ca. 12 V betragen muss, wird von der Steuerung bereitgestellt. Fuer das Dioden-ODER sind 1A-Universal-Dioden des Typs 1N4007 völlig ausreichend.

Ansteuerung des Zuheizers

Dazu bietet sich die 8-fach-Steckverbindung T8 (mit 7 Kabeln) an, die sich im Motorraum in der Nähe des Zuheizers befindet. 2 Zitate aus dem T4-Forum:

Die Leitungen zum Zuheizer findet man hinter diem linken Scheinwerfer in einem eigenen Kabelbaum mit 7 Leitungen. Der Kabelbaum verläuft unterhalb der Batterie in Richtung Scheinwerfer. Dort (am Scheinwerfer) gibt es einen Abzweig (ca. 30 cm lang) nach oben zu einem 6-poligen Steckverbinder. Auf der anderen Seite dieses Steckverbinders sind nur 2 Leitungen angeschlossen. Diese führen zum Temperatursensor rechts unter dem Stoßfänfer. Der eigentliche Kabelbaum (wo man auch die D+Leitung findet) geht vom Scheinwerfer in Richtung Kühler und dort dann nach unten.

Ob man die richtigen beiden Kabel gefunden hat, läßt sich relativ einfach überprüfen: eine Nadel hineinstechen (Vorsicht: keinen Kurzschluß mit andere Leitungen oder Masse verursachen! Es gibt auch professionelle 'Anzapf'-Messpitzen) und die Spannung messen. Die Leitung zu Pin6 muß bei eingeschalteter Zündung und überbrücktem Außentemperatursensor auf 12V liegen. Die Leitung zu Pin7 liegt nur bei laufendem Motor auf 12V.


Adapterkabel[Bearbeiten]

Es bietet sich an, aus den einzeln erhältlichen Flachsteckergehäusen mit 1,0qmm-Einzelleitungen ein kleines Adapterkabel zu basteln, das man zwischen Zuheizer und Zuheizer-Steckverbindung einschleift:

Adapterkabel
Belegung des Adapterkabels (Achtung: von der Leitungsseite betrachtet!)

An diesem Kabel lassen sich die meisten Signal abgreifen und für die Steuerung nutzen:


Ggf. muss dann die o.a. 10 A-Sicherung dann durch eine 15 A-Sicherung ersetzt werden. Weitere kritische Komponenten (z.B. Vorwahluhr) sollten zusätzlich mit einer eigenen Sicherung abgesichert werden. Der Diagnoseanschluss wird nur benötigt, wenn eine Diagnoseuhr verfügbar ist.


B.Rude hat sich für seine Aufrüstung nach diesem Schema ein Adapterkabel gefertigt und Bilder sowie Informationen zur Verfügung gestellt:

Verdrahtungsplan des Zuheizer Adapterkabels

Das Kabel des Zuheizers endet in einem Stecker, der Kabelbaum des T4's in einer Buchse. Das Adapterkabel wird zwischen Stecker/Buchse am Zuheizer eingefügt, so das die Buchse des Adapterkabels zum Zuheizer geht und der Stecker des Adapterkabels zum Kabelbaum.

Steckergehäuse mit Einzelleitungen
Einzelleitungen eingesetzt
Steckprobe
Fertiges Kabel

Teilenummern:

Teilenummer Bezeichnung Preis (2010)
3A0 973 734 Flachkontaktgehäuse ca. 5,70 Euro
3A0 973 834 Flachsteckergehäuse ca. 3,10 Euro
000 979 133 E Einzelleitung (4x benötigt) ca. 2,20 Euro
000 979 129 E Einzelleitung (4x benötigt) ca. 2,20 Euro

Insgesamt kommt einen das Adapterkabel auf knapp 27 Euro.

Ansteuerung der Kühlmittel-Nachlaufpumpe[Bearbeiten]

Die Kühlmittel-Nachlaufpumpe V51 wird durch Überbrücken des Thermoschalters F95 für Kühlmittelnachlauf gestartet. Wegen des Strombedarfs der Pumpe muss dies mit einem Relais mit einer Belastbarkeit von min. 2 Ampere erfolgen.

Ansteuerung der Nachlaufpumpe

Bei Fahrzeugen ohne Climatronic ist es in der Regel erforderlich, eine zusätzliche Pumpe einzubauen oder den Kühlmittelkreislauf zu modifizieren, weil die ab Werk verbaute Nachlaufpumpe wegen ihres Einbauortes keine vernünftige Kühlmittelzirkulation durch den Zuheizer sicherstellen kann.

Die 1-fach-Steckverbindung T1p befindet sich hinter der Zentralelektrik im Kabelgewühl. Auch hierzu ein Zitat:

Die Nachlaufpumpe befindet sich mittig hinter/unter dem Kühler und ist einerseits über S19 mit Klemme 30 (Dauerplus) verbunden ist (rot/blau), anderersets über einen Temteraturschalter im Zylinderkopf auf Masse geschaltet werden kann. Diese Leitung (graues Kabel) ist zur Zentralelektrik (Sicherungshalter/Relaisplatte) geführt, und hat dort einen einpoligen Steckverbinder (warum auch immer die das gemacht haben - es ist praktisch, weil schon in der Fahrerkabine zugänglich). Man muß also im Sicherungskasten eine graue Einfachsteckverbindung mit zwei grauen Leitungen (1mm²) suchen. Dort sollten 12V anliegen. Falls die Spannung zusammenbricht, wenn man die Sicherung S19 entfernt, hat man das richtige Kabel gefunden.


Ansteuerung des Frischluftgebläses[Bearbeiten]

Die Ansteuerung des vorderen Frischluftgebläses hängt von Baujahr und Ausstattung des Fahrzeuges ab. Zur Darstellung der Ansteuerung werden Zeichnungen genutzt, die o.a. An-/Steuerungen bereits enthalten.

T4 ohne Climatronic[Bearbeiten]

Die Inbetriebnahme des Frischluftgebläses V2 erfolgt bei Fahrzeugen ohne Climatronic über ein Umschalt-Relais (Belastbarkeit 30A), das die Spannungsversorgung des Gebläseschalters E9 vom Entlastungsrelais (Kl.X) auf Dauerplus umschaltet. Natürlich muss der Gebläseschalter vorher mindestens auf Stufe 1 eingestellt und die Heizungsregelung auf WARM gestellt werden, damit warme Luft in den Innenraum gelangen kann.

Ansteuerung des Gebläses

Alternativ könnte man auch mit einem Relais direkt Spannung auf eine Gebläsestufe zwischen Gebläseschalter und Vorwiderstand geben. Dann müsste man nicht immer daran denken, vor dem Standheizungsbetrieb das Gebläse einzuschalten. Allerdings sollte man dabei die reguläre Spannungsversorgung des Gebläses mit einem weiteren Relais unterbrechen, damit man nicht Kl.X und Kl.30 über den Gebläseschalter verbinden kann. Macht man das durch Zufall (Stellung des Gebläseschalters beim Abstellen), dann kann das unangenehme Nebenwirkungen haben.

Bei T4 mit manueller Klimaanlage muss darauf geachtet werden, dass diese für den Standheizungsbetrieb abgeschaltet ist. Ansonsten schalten die Lüfter für den Kühler ein und saugen die Batterie leer. Um das Abschalten zu automatisieren, kann man - wie eingezeichnet - ein weiteres Relais verbauen, das das weisse Kabel vom Einschalter der Klimaanlage über den Arbeitskontakt unterbricht (Öffner oder entsprechend beschalteter Wechsler). Damit wird die Klimaanlage immer dann ausgeschaltet, wenn die Standheizung eingeschaltet ist; allerdings auch während der Fahrt. Will man Letzteres nicht, so kann man stattdessen das Relais als Schließer über Klemme D+ der Lichtmaschine ansteuern. Dies stellt sicher, dass die Klimaanlage nur dann eingeschaltet werden kann, wenn der Motor läuft.
Das zu unterbrechende schwarz-gelbe Kabel findet man hinter dem Schalter bzw. hinter der Zentralelektrik. Am Kabel liegen immer dann 12V an, wenn der Zündschlüssel in Stellung Zündung ist. Beim Anlassen bricht die Spannung auf 0V zusammen. Ein Test mit dem Gebläse verschafft endgültige Sicherheit, ob man das richtige Kabel erwischt hat.


T4 mit Climatronic[Bearbeiten]

Die direkte Ansteuerung des Gebläses entfällt bei Fahrzeugen mit Climatronic, da in diesem Fall das Climatronic-Steuergerät die Gebläsesteuerung übernimmt.

T4 ab MJ 1999[Bearbeiten]

Bei T4 mit Climatronic ab August 1998 (MJ1999, blaues Display) genügt es, Spannung auf den Pin 4 (T28a/4) des Climatronic-Steuergerätes zu schalten. Liegt das Signal an der Climatronic an, erscheint auf dem Display der Text HE, der den Standheizungsbetrieb signalisiert.

Ansteuerung der Climatronic ab MJ1999

Unter Umständen ist aber der entsprechende Kontakt im roten Stecker nicht vorhanden. Er kann aber nachgerüstet werden, wozu man eine Einzelleitung mit der Teilenummer 000 979 002 braucht. Sie kostet ca. 1,10 Euro und besitzt 2 Kontakte für den Stecker.


T4 vor MJ 1999[Bearbeiten]

Bei T4 mit Climatronic vor August 1998 ist die direkte Ansteuerung der Climatronic nicht möglich. Sie muss über den Kl.15-Anschluss des Steuergerätes erfolgen. Dazu wird in der Zuleitung von der Zentralelektrik (Q/4) zum Steuergerät ein Umschaltrelais eingebaut, das die Spannungsversorgung der Climatronic während des Standheizungsbetriebes auf Dauerplus umschaltet. Dies muss in der Nähe der Zentralelektrik und vor dem Abzweig im Kabelbaum geschehen, damit diverse Ventile, die ebenfalls über Kl.15 von Q/4 versorgt werden, während des Standheizungsbetriebes von der Climatronic angesteuert werden können.

Ansteuerung der Climatronic bis MJ1998

Bei dieser Climatronic wird der Standheizungsbetrieb in der Regel mit Zu Hz signalisiert.


Temperatursteuerung des Gebläses[Bearbeiten]

Da bei der hier beschriebenen Methode der Zuheizer-Aufrüstung grundsätzlich auch der Motor vorgewärmt wird (bei der serienmäßigen Standheizung wird der Kühlmittelkreislauf verkleinert), wird es einige Zeit brauchen, bis das Kühlmittel so weit erwärmt ist, dass der Innenraum geheizt werden kann. Es empfiehlt sich daher, das Gebläse erst nach einiger Zeit (z.B. 20 Minuten) oder temperaturgesteuert (z.B. Kühlmitteltemperatur an geeigneter Stelle über ca. 20°C) zuzuschalten. Wird es zeitgleich mit dem Zuheizer eingeschaltet, bläst es nur kalte Luft in den Innenraum und verbraucht dabei (unnütz) viel Strom. In den o.a. Zeichnungen ist diese Temperatursteuerung als Thermoschalter bezeichnet.

Als Temperatursteuerung eignet sich eine kleine elektronische Schaltung (banaler Komparator mit hinreichender Hysterese), die über einen Temperaturfühler (z.B. der KTY81-Serie) angesteuert wird. Diese Art Schaltungen kann man sich aus einem Operationsverstärker und ein paar Widerständen schnell zusammenlöten. Alternativ bekommt man fertige Schaltungen bei den üblichen Elektronikversendern.
Der Temperaturfühler wird einfach an einen Schlauch im Rücklauf des vorderen Wärmetauschers befestigt und thermisch isoliert.

Vorteile dieser einfachen und bewährten Lösung sind die im Vergleich zu den in T4-Foren immer wieder genannten Thermoschaltern im Kühlmittelkreislauf die höhere Flexibilität (Einstellung der Schalttemperatur), der vergleichsweise geringe Preis und der sehr geringe Aufwand, da man keine Kühlmittelschläuche auftrennen und mit einer Aufnahme für einen Thermoschalter wieder zusammenbasteln muss (Gefahr von Kühlmittelverlust und als Folge Schaden am Motor). Die Elektronik lässt sich zudem einfach auf der Platine zur die Zuheizer-Aufrüstung integrieren.

An den bei T4 mit Climatronic bereits vorhanden Temperaturgeber (Geber G110 (Kühlmitteltemperatur Klimaanlage)) könnte man alternativ gehen. Der Abgriff des Spannungswertes für eine bestimmte Temperatur ist banal und wird die Climatronic-Steuerung nicht beeinflussen, wenn man es richtig macht. Der Nachteil ist jedoch, dass der Geber im Vorlauf des Wärmetauschers kurz hinter dem Heizgerät eingebaut ist.

Vereinfachung[Bearbeiten]

Die bislang dargestellte Aufrüstung lässt sich erheblich vereinfachen (siehe auch Beispiele in den T4-Foren), wenn man einige nicht unerhebliche Nachteile in Kauf nimmt. So kann man z.B. den Thermoschalter zur Ansteuerung des Gebläses weglassen und auf die Zuheizer-Ansteuerung durch das Dioden-ODER verzichten:

Vereinfachte Ansteuerung des Zuheizers

Dadurch wird eine 'fliegende Verdrahtung' deutlich vereinfacht. Allerdings wird der Zuheizer dann nicht mehr automatisch gestartet, wenn die Einschaltbedingungen für den Automatikstart erfüllt sind. Vielmehr muss man den Zuheizer nun immer manuell starten, wenn man ihn benötigt. Eigentlich keine gute Idee...


Schaltuhr[Bearbeiten]

Grundsätzlich genügt zur Aktivierung der Aufrüstung ein beliebiger Schalter, der für die Dauer des Standheizungsbetriebes Batterie-Spannung auf die o.a. Ansteuerungen gibt. Aus optischen Gründen, weil passend zum restlichen Armaturenbrett, bietet sich aber eine programmierbare Vorwahluhr an. Das Original von VW kostet zwar weit über 250 Euro. Sie ist aber gebraucht meist für deutlich unter 100 Euro erhältlich.

Sie ist über eine Sicherung an Dauerplus (Kl.30) sowie an Zündungsplus (Kl.15a) (Reduzierung der Laufzeit auf 15 Minuten), Kl.58b (Instrumentenbeleuchtung) und Masse anzuschliessen. Wenn immer sie aktiv ist und die Heizung starten soll, liefert sie Plus am Ausgang 2, der mit der Steuerung zu verbinden ist.

Schaltbild Vorwahluhr

Als Alternative bieten sich z.B. bei den üblichen Elektronikversendern erhältliche Wochen-Zeitschaltuhren für 12 Volt an, mit denen sich die Heizung sehr komfortabel und deutlich umfangreicher als mit der VW-Uhr programmieren lassen.


Steuerung[Bearbeiten]

Eine leistungsfähige Steuerung mit einstellbarer Spannungsüberwachung und Temperatursteuerung des Gebläses ist im Artikel Zuheizer-Steuergerät sowie - etwas umfangreicher - im Artikel Standheizung-Steuergerät beschrieben. Zur Steuerung kann man aber auch nachfolgende, bewusst einfach gehaltene Schaltung nutzen, die ich wg. Standheizung ab Werk allerdings nicht getestet habe.

Schaltbild Steuerung

Mit einer Schaltuhr oder einen Schalter (Uhr Ausgang) wird über je ein zwingend erforderliches Dioden-ODER (D1/D2 und D3/D4) direkt Spannung auf Lichtmaschinen- und Thermoschalter-Eingang des Zuheizersteuergerätes gegeben, wodurch der Zuheizer bei entsprechender Kühlmitteltemperatur gestartet wird.

Läuft der Motor nicht (kein Signal von der Lichtmaschine) wird die Spannung an Uhr Ausgang über die Kontakte des Relais K1 an das Relais für die Pumpe und an die Ansteuerung des Gebläses bzw. der Climatronic weiter gegeben. Das 12V/10A-Relais K2 (z.B. Reichelt: FIN 40.51.9 12V) zieht an und schaltet die Nachlauf-/Zirkulationspumpe ein. Des weiteren liegt am Ausgang X3-1 eine Spannung an, mit der ggf. über ein weiteres Relais die Climatronic in den Standheizungsbetrieb geschaltet oder das Frischluftgebläse eingeschaltet wird.

Wenn der Motor läuft, dann zieht das 12V/1A-Relais K1 (z.B. Reichelt: G5V-1 12V) an und unterbricht die Ansteuerung der Pumpe und des Gebläses bzw. der Climatronic. Dadurch ist ähnlich wie bei der Original-Wasserstandheizung ein Einschalten des Zuheizers auch während der Fahrt bei voller Kontrolle über Gebläse bzw. Climatronic möglich.

Wurde eine zusätzliche Umwälzpumpe eingebaut, dann kann man die Spule des Relais K2 alternativ an D+Zh (zwischen D1 und D2) anschliessen, damit die Pumpe auch dann läuft, wenn der Motor an ist.

Die Anschlüsse Kl.15 und Uhr Kl.15 werden nur benötigt, wenn die Vorwahluhr diesen benötigt und/oder eine Zündungsplus-Erkennung unterstützt, wie es z.B. bei der VW-Vorwahluhr der Fall ist. Diese setzt die Heizdauer bei Einschalten der Zündung automatisch auf 15 min, wenn sie zu dem Zeitpunkt eingeschaltet war.

Bei o.a. Steuerungsvorschlag wird das Frischluftgebläse direkt beim Start der Heizung angesteuert. Da zu diesem Zeitpunkt das Kühlwasser in der Regel noch kalt ist, wird kalte Luft in den Innenraum geblasen. Das bringt nicht viel und kostet Batteriekapazität. Es bietet sich daher an, die Zuschaltung des Gebläses temperaturgesteuert vorzunehmen. Dazu bietet sich ein Thermoschalter im Kühlmittelkreislauf oder ein elektronischer Temperaturschalter (z.B. befestigt an einem Kühlmittelschlauch) an.


Kühlmittelkreislauf[Bearbeiten]

Bei T4s ohne Climatronic kann die Kühlmittel-Nachlaufpumpe nicht für die erforderliche Wasserzirkulation durch den Zuheizer sorgen. Folge ist üblicherweise, dass sich nur das im Zuheizer stehende Wasser über den Zuheizer-Abschaltwert erwärmt bzw. die Differenztemperaturwerte (Zu-/Abfluß) außerhalb der Toleranz liegen und der Zuheizer abschaltet. Geschieht dies beim Testen, sollte man zunächst überprüfen, ob die Heizungsregelung auf WARM steht.

Erfolgt die Abschaltung weiterhin aus diesem Grund, wird man wohl nicht um den Einbau einer zusätzlichen Zirkulationspumpe (z.B. von Eberspächer) herum kommen. Die Ansteuerung der Nachlaufpumpe muss dann natürlich deaktiviert werden und auf die Zirkulationspumpe umgeklemmt werden. Die üblicherweise genutzte Methode zur Einbindung der zusätzlichen Pumpe sieht wie folgt aus:

Kühlmittelkreislauf mit zusätzlicher Pumpe

Mit dem T-Stück und dem Kombiventil wird allerdings der Motor während des Standheizungsbetriebes abgesperrt, sodass keine Motorvorwärmung erfolgt. Ist diese gewünscht, lässt man sie weg und baut die Pumpe direkt in die Leitung vom Motor zum Zuheizer ein. Mittlerweile werden aber auch modifizierte Kombiventile mit Thermostat angeboten. Das von Eberspächer z.B. sperrt den Motorkreislauf ab, bis die Kühlmitteltemperatur im Heizkreis ca. 65°C beträgt. Dann wird der Motorkreislauf geöffnet und somit der Motor vorgewärmt.

Eine andere Möglichkeit ist die Modifikation des Kühlmittelkreislaufes bezüglich der vorhandenen Kühlmittel-Nachlaufpumpe. Hierfür ist das Auftrennen und Verlegen von Kühlmittelschläuchen erforderlich. Im T4-Forum ist dieser Weg beschrieben. Siehe auch Artikel Zuheizer (Aufrüstung Eberspächer) bzw. Kühlmittelkreislauf.


Betrieb[Bearbeiten]

Grundsätzlich reicht die relativ geringe Heizleistung des Zuheizers aus, den Motor und zusätzlich den Innenraum vorzuwärmen. Allerdings ist dafür eine lange Laufzeit erforderlich; bei -10°C Außentemperatur dürften die vorderen Scheiben erst nach ca. 45 - 60 Minuten abgetaut sein und die Innentemperatur vielleicht bei ca. 10°C liegen.

Der Stromverbrauch des Zuheizers liegt bei ca. 2 A (ca. 10 A während der Glühphase), der der Nachlaufpumpe bei ca. 1 bis 2 A. Ein längerer Betrieb zur Motorvorwärmung ist also bei intakter und geladener Starterbatterie ohne Probleme möglich. Wird jedoch das Frischluftgebläse zugeschaltet, steigt der Stromverbrauch noch einmal um ca. 6-8 A. In einer Stunde werden der Batterie also ca. 10-13 Ah entnommen. Abhängig von der Batteriekapazität und der Außentemperatur ist dann nach recht kurzer Zeit ein Anlassen des Motors nicht mehr möglich. Der Einbau bzw. die Nutzung einer Zweitbatterie und/oder eine Spannungsüberwachung der Starterbatterie bzw. ein intelligentes Trennrelais (siehe z.B. Trennrelais-Steuergerät) oder eine Zuheizer-Steuerung mit Unterspannungsabschaltung (siehe z.B. ZH-SG oder SH-SG) ist dem entsprechend empfehlenswert.