Zuheizer

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Zuheizer D3WZ

Zweck[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

Das Zuheizersystem besteht im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten:


Baujahrabhängig gibt es zwei Ausführungen des Heizgerätes. Bis Modelljahr 1999 (>> F 70 - Y 060000) wurde die Ausführung mit der Ausführungsnummer 25 1864 verbaut. Danach (F 70 - Y 060001) die in Details verbesserte Ausführung 25 2121 05. Letztere verfügt über ein geändertes Steuergerät mit Fehlerspeicher und abgedichteter Steckverbindung. Damit ist es deutlich unempfindlicher gegen eindringende Feuchtigkeit. Zusätzlich ist das Flammsieb nicht mehr fest mit der Brennkammer verbunden, sondern lässt sich einzeln tauschen. Unterscheiden lassen sich die beiden Versionen anhand des Typenschildes und der Gehäuseschrauben. Die neuere Ausführung besitzt Torx-, die ältere Kreuzschlitzschrauben.

Übersicht der Einbauorte

Das Heizgerät ist in Fahrtrichtung vorne links neben der Batterie-Abdeckung tief unten im Motorraum eingebaut. Seine Abgasanlage endet im linken vorderen Radkasten.

Einbauort Heizgerät
Einbauort Auspuff

Die Dosierpumpe ist unter dem Fahrzeug in der Nähe des Kraftstoffbehälters an einem Träger befestigt. Der Außentemperaturschalter befindet sich vorne rechts hinter der Stoßstange.

Einbauort Dosierpumpe
Einbauort Temperaturschalter

Technische Daten[Bearbeiten]

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 Ausführung "25 1864"
Ausführung "25 2121 05" 5 Einträge
Abmessungen 250 x 90 x 160 (L x B x H in mm)

Funktion[Bearbeiten]

Heizgerät[Bearbeiten]

Das nachfolgende Schnittbild zeigt die grundsätzliche Funktionsweise des Heizgerätes.

Schnittbild D3WZ
(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).

Detailaufnahme 1
Detailaufnahme 2
Detailaufnahme 3
Steuergerät nach Entfernen der Vergussmasse

Kühlmittelkreislauf[Bearbeiten]

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.

Einbindung in den Kühlmittelkreislauf

Kraftstoffversorgung[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

Ein Großteil der elektrischen Komponenten sind direkt im Zuheizer untergebracht. Dies sind:

Internes Schaltbild

Diese Komponenten sind intern über die 10-fach- bzw. 14-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.

Externes Schaltbild bis MJ1998
Externes Schaltbild ab MJ1999

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.

Stecker T8 bei einem 2001er ACV
Stecker T6 bei einem 1998er ACV

Betrieb[Bearbeiten]

Der Zuheizer arbeitet völlig automatisch auf Grundlage fest eingroprammierter Ein-/Ausschaltparameter. Eine Einflussnahme auf die Funktion ist erst nach Modifikation möglich.

Einschaltbedingungen[Bearbeiten]

Zum Betrieb müssen die folgenden Einschaltbedingungen gegeben sein:

Bei T4 ohne Klimaanlage bis 1998 erfolgt die Regelung des vorderen und des Zusatzwärmetauschers über ein einziges Regulierventil im gemeinsamen Rücklauf beider Wärmetauscher. Ist dieses geschlossen, ist in der Regel eine Kühlmittelzirkulation durch den Zuheizer und die Wärmetauscher nicht mehr möglich. Das Kühlmittel im Zuheizer heizt sehr schnell auf und der Zuheizer wird in der Folge nach kurzer Zeit wieder abgeschaltet (Übertemperatur). Man sollte also die Heizung bei diesen T4 nicht komplett auf kalt stellen, damit der Zuheizer durchlaufen kann. Bei jüngeren T4 ohne Klimaanlage sollte nur eine Heizung (vorne oder hinten) komplett auf kalt stehen. Bei T4 mit Klimaanlage ist die Temperatureinstellung der Heizung irrelevant, weil immer eine Zirkulation durch den vorderen Wärmetauscher stattfindet.

Startvorgang[Bearbeiten]

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 ein Starten der Verbrennung erkannt, werden Fördermenge und Drehzahl des Verbrennungsluftgebläses erhöht.

Der korrekte Ablauf wurde 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

Regelung während des Betriebes[Bearbeiten]

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.

Sollte die Kühlmitteltemperatur unter <75°C fallen, so startet der Zuheizer automatisch. Dies bedeutet zum Beispiel, dass der Zuheizer nach einer Autobahnetappe mit höheren Geschwindigkeiten wieder anläuft sobald die Einschaltbedinung (Temperatur <75°C) gegeben ist. Bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe ist in der Regel eine ausreichende Wärmezufuhr gewährleistet, da das Getriebe durch das Kühlwasser gekühlt wird, und der Zuheizer läuft nur bis die Betriebstemperatur erreicht wurde.

Störungen[Bearbeiten]

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:

Wärmetauscher
Brennkammer mit Flansch

Kurzstreckenbetrieb[Bearbeiten]

Bei extremem Kurzstreckenbetrieb kommt - bedingt durch das häufige An- und Abschalten - unverbrannter Brennstoff in die Abgasanlage, der sich im Schalldämpfer ansammeln 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. Das kann dann so aussehen wie auf dem Bild von TobiasSyncro:

Qualmender Zuheizer

Abhilfe kann ein Zuheizer-Betriebschalter schaffen, mit dem man den Zuheizer-Betrieb manuell beeinflussen kann.

Betrieb mit PME (Biodiesel)[Bearbeiten]

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)[Bearbeiten]

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.

Diagnose und Fehlersuche[Bearbeiten]

Siehe Artikel Zuheizer (Fehlersuche).

Ein-/Ausbau, Wartung und Reparatur[Bearbeiten]

Es wird auf die entsprechenden Artikel zum Zuheizer verwiesen. Die wesentlichen Artikel:

Weitere Informationen[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]