Erhöhte Abschalttemperatur älterer Standheizung/ Zuheizer Webasto Thermo Top C, C/Z oder E, Lösung: Kleinserie NTC zum Auswechseln

Hallo,

mir ist seit längerem aufgefallen, dass der Zuheizer meines 202 CDI trotz erreichter Betriebstemperatur noch weiter läuft, manchmal erst sehr viel später ausgeht.

Lösung in Post 5!

Die KI-Anzeige hat das "Plateau" kurz über 80°C erreicht, aber eine von mir zusätzlich eingebaute Kontroll-Led zeigt weiter die Pulse der Dosierpumpe des laufenden Zuheizers.

Ich schalte dann meist per Hand aus, Schalter "Zuheizer off".

Jetzt habe ich beim Betriebstest mit Testbock, Laptop und Wassertrog an mehreren von mir gewarteten oder reparierten Standheizungen mal die Wassertemperatur im Trog mit einem Thermometer gemessen und mit der in der Diagnose angezeigten Temperatur verglichen.

Alle Heizungen zeigten die gleiche Tendenz:

Die Wassertemperatur "kalt" wurde sehr korrekt angezeigt (Bereich 10°C bis 20°C)

In der Aufheizphase wurde die tatsächliche Wassertemperatur aber höher als der von der Heizung gemessene und im Diagnoseprogramm angezeigte Wert.

Bei Erreichen der Abschalttemperatur (77°C) war das Wasser im Trog mit bis zu 90°C tatsächlich etwa 13° wärmer.

Das Prinzip der Heizgeräte habe ich in diesem Beitrag erläutert:

Zuheizer und Standheizung Webasto TT-C, -E, -C/Z

Wenn ein Zuheizer nicht wie programmiert in die "Regelpause" geht, (202 bei 78°C, 168 bei 80°C), sondern über 90° anstrebt und erst dann die Flamme abschaltet kann ein Teil der Leistung bei teilgeöffnetem Thermostaten am den Kühler abgegeben werden, das ist Energieverschwendung.

Auch wenn eine Standheizung meist bei stehendem Motor benutzt wird, so ist auch hier eine Erhöhung der Abschalttemperatur unsinnig. Der bereits heiße Motor erzeugt erhebliche Wärmeverluste, ein weiteres Aufheizen über die vorgesehene Abschalttemperatur hinaus dauert erheblich länger. Ein "verstellter" Abschaltpunkt einer Standheizung verbraucht erheblich mehr Kraftstoff und Batteriestrom.

Lösung in Post 5!

Ich habe für die Kontrolle ein elektronisches Barbecue-Thermometer benutzt. Dieses Thermometer zeigte bei kochendem Wasser tatsächlich 100°C, ist für meine Beurteilung genau genug.

Thermometer.JPG  Temperaturmessung.JPG

Die getesteten Geräte benutzen zur Temperarturmessung einen NTC-Widerstand.

Ich habe die Geräte zerlegt und die Widerstands/Temperaturkurve der ausgebauten NTC aufgenommen.

Sie zeigen alle bei 80° einen noch zu hohen Widerstand, erst bei weiterer Erwärmung wurde der für 80°C erwartete Wert erreicht.

Nach Auswechslung des NTC gegen ein geprüftes Exemplar ergaben sich bessere Werte.

Mit Altteilen ließ sich eine genaue Abschalttemperatur aber nur durch gleichzeitige Verschiebung des Arbeitspunktes über einen vergrößerten Vorwiderstand erreichen.

Kalte Temperaturen werden jetzt etwas zu hoch gemessen, ein Fahrzeuggebläse dadurch etwas früher eingeschaltet, aber der Abschaltpunkt ist jetzt kalibriert.

Ich habe mir einige neue NTC eines anderen Typs besorgt und werde in Kombination mit angepassten Widerständen Versuche zu genauerer Einstellung der Temperaturkurve machen.

Nach einer kurzen Recherche zu NTC-Widerständen gehe ich von einem Alterungsproblem aus, der dauernde Betrieb bei hohen Temperaturen scheint hier einen schädlichen Einfluss zu haben.

Ich habe keinen Einfluss der vom Programm der Heizung erfassten Einschalt- oder Betriebszeit festgestellt. Aber die Heizungen sind ja bei laufendem Motor auch heiß, wenn sie selbst nicht in Betrieb sind und es könnten auch noch Feuchtigkeitseinflüsse eine Rolle spielen.

Gruß

Pendlerrad

Quote from Saemson

Temperaturwert des Steuergerätes

Hallo Saemson,

die Anzeige in der Webasto-Diagnose hängt direkt von der Spannung am Temperaturmesswiderstand (NTC) ab und die Zuordnung erfolgt über den Mikrocontroller, das Verhältnis Spannung zu Temperaturanzeige ändert sich nicht, deshalb siehst Du hier immer die gleichen Anzeigeergebnisse.

Dieser Spannungswert gibt die in der Diagnose dargestellte Temperatur und steuert auch direkt das Programm, die Leistung wird immer bei Erreichen der entsprechenden Diagnose-Anzeige heruntergeregelt oder die Flamme abgeschaltet und das Gerät geht wie von Dir beschrieben in die Regelpause.

Ganz abgeschaltet wird das Gerät nur, wenn die Zuheizeranforderung entfällt, der Standheizung die Heizanforderung genommen wird oder eine Störung eintritt. Bei einer abgeschalteten Heizung geht der Mikrocontroller in den Sleep-Modus und der Ruhestrom wird sehr gering. Die Standheizung / der Zuheizer fällt im Ruhestrom eines etwas moderneren Fahrzeugs nicht mehr auf.

Wenn der NTC durch Alterung eine höhere Temperatur für die gleiche Leitfähigkeit benötigt bleibt das Anzeigeergebnis in der Diagnose gleich, die Kühlflüssigkeit wird aber tatsächlich viel höher aufgeheizt um die im Programm festgelegten Schaltpunkte zu erreichen. Spitzenwert bei meinen bisherigen Prüfungen waren 20°C mehr, also Regelpause erst bei 100°C.

Die interne Messung mit dem NTC auf einen kleinen Gehäusedom ist ungenauer als ein einer umströmten Tauchhülse, der Messfehler nimmt mit steigender Kühlflüssigkeitstemperatur zu und beträgt mit neuem NTC (Perle) am Ende etwa 5°C.

Durch Vergleichsmessungen habe ich eine Kombination aus neuem NTC und angepasstem Vorwiderstand gefunden, die in drei von vier Fällen die Differenz zwischen Diagnosetemperatur und extern gemessenem Wert auf Anhieb auf +1°C verringert hat. Das Gerät verhält sich dann wieder "wie neu".

Merkwürdig ist allerdings, das die von mir erworbenen EPCOS-NTC zwar im Verhalten sehr nah beieinander liegen, bei 80° aber nicht den Wert aus dem zugehörigen Datenblatt erreichen, sie zeigen etwa den Widerstandswert für 75°. Deshalb war das Ergebnis mit berechnetem Spannungsteiler falsch, ich habe die passenden Werte dann durch Versuch ermittelt.

Jeder Zuheizer hat seine eigene Temperaturmessung und verhält sich entsprechend der von ihm gemessenen Kühlflüssigkeitstemperatur.

Wenn die "Zuheizeranforderung" anliegt ist der Zuheizer aktiv, das bedeutet aber nicht, dass er immer läuft.

Beim 202 wird die Anforderung vom KI gesteuert, Außentemperatur unter etwa 10°C und ausreichend Generatorspannung (Signal D+) = Zuheizeranforderung.

Ob das KI auch die Kühlflüssigkeitstemperatur prüft weiß ich nicht, der Zuheizer macht das aber.

Der Zuheizer springt an, wenn die Anforderung besteht und die Kühlflüssigkeitstemperatur nicht zu hoch ist (Wird vermutlich einen Schwellwert um die 70° geben, damit er nicht nur kurz laufen muss, das hab ich noch nicht ausprobiert).

Er läuft dann mit voller Leistung bis 73°C, darüber mit halber Leistung. Bei 77° geht er in die "Regelpause".

"Regelpause " bedeutet, so lange die Anforderung bestehen bleibt misst er weiter die Kühlflüssigkeitstemperatur.

Wenn die Temperatur um wenige °C fällt springt er mit halber Leistung wieder an, wenn die Temperatur trotzdem weiter sinkt geht er irgendwo im Bereich um 60° wieder auf volle Leistung.

Bei einer Standheizung würde in der Regelpause auch die Kühlflüssigkeitspumpe laufen.

Diese Funktion der "Regelpause" ist der Grund, warum Standheizungen immer eine Laufzeitsteuerung brauchen.

Bei Deinem Audi sieht man diesen Regelpause / Anlauf, heizen / Regelpause- Rhythmus, das macht der Zuheizer seiner programmierung gemäß prinzipiell richtig.

Ein erster Fehler scheint mir beim Temperaturgeber für die Anforderung zu liegen, der müsste ja viel früher einschalten.

Dass die Zuheizeranforderung dann bei heißer Kühlflüssigkeit weiter besteht ist nicht unbedingt ein Fehler, um diese Anforderung wegzunehmen müsste ja eine andere, recht genaue Temperaturmessung eingreifen und das ist bei korrekt arbeitendem Zuheizer nicht nötig.

Ich vermute, die Heiztemperatur Deines Zuheizers geht aber hoch bis in den Bereich der Öffnungstemperatur des Kühlthermostaten und der Zuheizer pulst dann gegen die Leistung des Kühlers.

Ich habe ein VAG-Fahrzeug von Eberspächer -Zuheizer auf Webasto Zuheizer plus Standheizung umgebaut, der Schaltplan schicke ich Dir als Konversation, vielleicht hilft das weiter.

Gruß

Pendlerrad

Lösung in Post 5!

Hallo,

nachdem ich mit der Temperaturkontrolle der Standheizungen einmal angefangen hatte stellte sich schnell heraus, dass ich bei allen von mir gewarteten oder reparierten Geräte auch die jeweilige Abschalttemperatur ermitteln sollte.

Bisher war keine Heizung dabei, die ich ohne Anpassung wieder in Betrieb genommen hätte!

Selbst eine nie verbaute Heizung mit 0 Betriebsstunden von 2009 zeigte im Diagnoseprogramm eine um 10° zu niedrige Temperatur, heizt demzufolge statt angezeigter 77°C tatsächlich auf 87°C.

Beim Neuaufbau und Kalibrierung des Temperaturmesszweigs benutze jetzt ein einfaches Einsteckthermometer mit Anzeige einer Nachkommastelle, dann sehe ich bei Änderungen die Tendenz schneller.

Thermometer2.JPG

Der NTC auf der Platine wurde gegen ein Neuteil mit etwas anderer Kennlinie ausgetauscht.

Der Vorwiderstand wurde ausgelötet und an seiner Stelle zunächst zwei feine Litzen angelötet. Die Litzen klemmte ich dann an ein Wendelpotentiometer 5kΩ.

Dann wurde der Heizadapter auf 75° hochgefahren und die Anzeige in der Diagnose mit dem Wendelpoti nachgestellt.

Bei abgeschalteter Spannungsversorgung der Heizungsplatine klemmte ich das Wendelpoti ab und maß den eingestellten Widerstand.

Der Heizadapter lief weiter, ich behielt die Temperatur im Blick und regelte die elektrische Heizleistung etwas zurück.

Ich suchte einen passenden Festwiderstand und der kam zunächst zwischen die Klemmen der Litzen.

Dann schaltete ich die Spannungsversorgung der Platine und das Diagnosegerät wieder an.

Widerstandsprobe.JPG

Über die Heizleistung wurde der Bereich um 75° angesteuert und kontrolliert, ob die Anzeige passte. Wenn der Widerstand stimmte ergab sich zwischen 60 und 90° eine maximale Differenz von +/- 1° C zum Einsteckthermometer.

Bei praktischer Überprüfung mit laufender Standheizung am Wassertrog fiel mir dann aber ein Messfehler durch die Anbringung des NTC auf einem Gehäusedom auf.

Bei 80°C Wassertemperatur werden im Betrieb mit der NTC-Perle am Gehäuse nur etwa 75°C gemessen.

Daher muss der passende Vorwiderstand die Anzeige um etwa 5° C nach oben verschieben.

Da der Messfehler erst bei höheren Temperaturen auftritt wird die Kalttemperatur mit verschobener Kennlinie vom neuen NTC besser erfasst, die Einschaltung des Fahrzeuggebläses bei geplant 30° geschieht mit geringer Toleranz.

Es ist mehr Aufwand als vorher ohne Temperaturkontrolle, aber durch das vorherige Ausmessen und Beschriften meines NTC-Vorrats kann ich den passenden Vorwiderstand vorhersagen, dadurch bleibt der Zeitaufwand am einzelnen Gerät für mich vertretbar.

Immerhin verhält sich die Heizung danach "wie neu" (oder sogar besser als neu?)

Gruß

Pendlerrad

Moin,

ich habe mich weiter mit der internen Temperaturmessung der Webasto beschäftigt und dabei viel über das Messen mit NTC gelernt.

Der Original -NTC in der Webasto sieht so aus:

Kalibrieren2.jpg

Der NTC ist mit einer rechteckigen Umhüllung 4x4mm versehen, die Unterseite liegt direkt auf einem Aluteil des von der heißen Kühlflüssigkeit durchströmten Gehäuses. Identischen Ersatz für die Originalteile habe ich nicht gefunden.

Ein NTC mit in etwa passenden Daten sieht z. B. so aus:

TEWA_NTC (3).jpg

Diese Perle ist aber nicht in der Lage, eine erhöhte Gehäusetemperatur korrekt als Widerstandsänderung darzustellen.

Bei Umgebungstemperatur stimmt der Wert, bei hohen Temperaturen wird in der Diagnose viel zu wenig angezeigt

Warum?

Während das Original Wärme über 4x4=16 mm² Kontaktfläche aufnehmen kann liegt die Perle nur mit einem Punkt, bei Verwendung von Wärmeleitpaste mit der Fläche eines kleinen Kreises am Alugehäuse.

Die Anschlussdrähte der gezeigten Perle sind aus Kupfer, das ist ein sehr guter Wärmeleiter und führt einen Teil der von der Perle aufgenommenen Wärme gleich wieder ab. Dadurch bleibt der für die Widerstandsänderung wirksame Kern der Perle zu kühl, der Messwert stimmt nicht mal annähernd mit den Werten des Datenblattes überein. Die im Dateblatt des NTC angegebenen Werte werden in einem erhitzten Ölbad ermittelt, die Anschlussdrähte sind dabei mit im Bad.

(Auch das Webasto-Original hat kräftige Anschlussdrähte, auch hier findet eine Wärmeableitung statt, die zur Kühlung des aktiven Messstoffes führt. Mit dem im vorherigen Beitrag gezeigten Kupferklotz lassen sich an diesem NTC keine zutreffenden Temperaturkurven aufnehmen. Im Ölbad würde das vermutlich funktionieren)

Es gibt eine Alternative von EPCOS, die hat halb so dicke Anschlussdrähte aus Nickel. Nickel hat nur 1/5 der Wärmeleitfähigkeit von Kupfer, mit halbem Querschnitt wird durch die Anschlussdrähte nur etwa 1/10 der Wärme wie bei der ersten Perle abgeführt.

Ein mit rechteckigem Kunsttoffkopf versehener EPCOS- NTC funktioniert:

NTCFormen3.jpg

ABER:

Das Löten der Nickel-Drähte ist speziell. Nach dem Austausch der NTC gab es wiederholt Kontaktprobleme an optisch einwandfreien Lötstellen.

Erst ein vorheriges Verzinnen mit Spezialpaste und Wickel an Pfosten, die dann ihrerseits in die Lötpunkte der Platine gelötet wurden schaffte sichere Verbindungen.

WickelGelötet.jpg

So ein Austausch ist nicht von jedem ohne weiteres machbar.

Aber es gibt eine weitere Lösungsmöglichkeit und davon habe ich jetzt eine Kleinserie aufgelegt:

Die Perle aus dem ersten Beispiel wird für bessere Wärmeaufnahme in einen Sandwich eingeklebt.

Als erstes werden die Anschlussdrähte eng um die Perle gebogen, dieser Teil wird dann von der Keramok mit erwärmt.

Dann wird die Perle mit den kurzen Anschlussdrähten auf eine kleine Keramikplatte 0,6 mm dick geklebt.

Die Keramikplättchen haben an einer Seite zwei Lötpunkte.

Nach dem Kleben werden hier die Anschlussdrähte verlötet.

Das Anlöten und die Umhüllung mit Wärmeleitkleber gibt einen guten Wärmeübergang auch auf die kurzen, mit eingeklebten Anschlussdrähte.

Mod2Kontaktiert.jpg

Als oberste Lage kommt ein Stück Pappe hinzu, das gibt einen glatten Abschluss für den Wärmeleitkleber und begrenzt die Auskühlung am Befestigungsbügel.

Jeder Sandwich wird einzeln geklebt

12SandwichKleben.jpg

und in einer vorbereiteten Klammer in etwa parallel geklemmt

Sandwich1.jpg

Nach Aushärtung sieht das so aus: (unten das Original)

Oberseite Pappe Unterseite Keramik

Sandwich2.jpg  Sandwich3.jpg  Sandwich4.jpg

Die Wärmeübertragung an die Perle im Sandwich funktioniert sehr gut und die kurzen, dünnen Kupferlitzen sind gut lötbar.

Für die reine Auswechslung des NTC gegen den Sandwich ist keine SMD-Lötarbeit erforderlich.

Als Ausrüstung genügt eine Lupe, Lötkolben mit feiner Spitze, Entlötpumpe, Flussmittel, dünnes Lötzinn (1 mm), Skalpel / feines Messer, Pinzette oder feine Zange..

Der an den Lötpunkten vorhandene Schutzlack muss abgekratzt werden, dann etwas Elektronik-Flussmittel auftragen und den alten NTC auslöten.

Noch einmal etwaige verbrannte Lackreste an den Lötpunkten entfernen, wieder etwas Flussmittel zugeben, die Lötpunkte erhitzen und mit der Entlötpumpe frei saugen.

Auf Sauberkeit kontrollieren und den Sandwich-NTC mit der Keramikplatte zum Alugehäuse hin einlöten.

Alle Bauteile unterliegen gewissen Toleranzen.

Ohne den 4750 Ohm-SMD- Vorwiderstad des Messzweiges anzupassen wird die tatsächliche Temperatur der Kühlflüssigkeit möglicherweise 2 bis 3 Grad höher als der programmierte Abschaltpunkt sein, damit kann man gut leben. Wer keine Nachmessung der Wassertemperatur vornehmen kann oder will lässt den Original-Vorwiderstand am Besten einfach drin.

Wer Interesse an diesem Ersatzteil hat kann sich gern über Konversation bei mir melden.

Die erste mit dem Sandwich-Prototyp (noch ohne Pappe) reparierte TT-E Benzin hat ein Programm für 77°C Abschalttemperatur nach Diagnoseanzeige.

Mit dem Prototyp NTC und Original-Vorwiderstand 4750 Ohm schaltete sie bei tatsächlicher Wassertemperatur 79°C aus, das war mir noch etwas zu hoch.

Nach Auswechslung Vorwiderstand gegen 5230 Ohm schaltet sie bei tatsächlich 76,8 °C Wassertemperatur ab bzw, geht in die Regelpause, nach einem bereits heißen Neustart aus der Regelpause kommt die Abschaltung bei 76,2°C, ein super Ergebnis.

Eine weitere Heizung TT-C Benzin bekam den ersten "Sandwich-NTC" aus der Kleinserie.

Mit Original-Vorwiderstand 4750 Ohm schaltet diese Platine bei Anzeige 77° und tatsächlicher Wassertemperatur 77,5°C.

Hier ist keine Anpassung des Vorwiderstands nötig.

Wer die neue Abschalttemperatur nach dem Tausch des NTC ermittelt hat und die Temperaturmessung mit dem neuen NTC noch genauer kalibrieren möchte muss etwas SMD-Lötarbeit vornehmen.

Bei Einsatz des von mir hergestellten Sanwich ist für die Verschiebung der Anzeige auf zutreffende Werte der Vorwiderstand auf der Platine von Original 4750 Ohm gegen einen Widerstand von 4870 Ohm (z. B. 4990 Ohm mit 0,1%) bis 5230 Ohm zu tauschen.

Hier ein Bild mit neuem Widerstand 5230 Ohm, dieser verschiebt die Temperatur im Vergleich zu 4750 Ohm um etwa 3°C nach unten.

PICT0018.jpg

(Die Kennzeichnung ist nicht lesbar und der Sandwich ist ein Prototyp. Perle mit um 180° gebogenen Anschlussdrähten auf Keramik geklebt,

aber noch ohne die nach oben abschließende Pappe. Der Druckpunkt des Bedestigungsbügels auf die blaue Perle ist erkennbar).

Man sollte Widerstände mit enger Toleranz 0,1 % bis max. 1% nehmen. (1% ist bei 80°C ja schon wieder fast 1° Abweichung).

Es gibt unterschiedliche Platinenlayouts, auf der oben abgebildeten Platine sind die Widerstände Bauform 0805, das ist noch vergleichsweise groß.

Es gibt auch Platinen, bei denen der Widerstand an einer anderen Stelle sitzt und mit Bauform 0603 deutlich kleiner ist.

Ich habe jetzt auch passende Widerstände 5,1k bis 5,23k in beiden Bauformen vorrätig.

Jetzt ist eine gute Zeit, um am Fahrzeug zu arbeiten ! ! !

Gruß

Pendlerrad

ja, aber bist Du denn sicher, dass der Fehler nur am NTC liegt?

Auch wenn die Diagnose durch falschen NTC eine Temperatur bis hinauf zu etwa 60°C anzeigt müsste die Heizung starten.

Die firmenspezifischen Heizungen laufen aber nur mit Verbindung zum Klimasteuergerät, kein Probelauf ohne Verbindung zum Fahrzeug möglich.

Das Original des NTC hat bei 25°C 12 kOhm und bei 80°C etwa 1,7 kOhm.

Kannst also statt NTC testweise einen 10 kOhm-Widerstand einlöten, dann müsste sie etwa 30°C annzeigen und zunächst ohne Webasto-Diagnoseverbindung auch im Fahrzeug starten. Nach dem Startbeginn kann dann über den W-Bus die Webasto-Diagnoseverbindung angestoßen werden und sie läuft weiter. (ob die über CAN laufende MB-Diagnose auch nur zur Anzeige einer Startaufforderung führt, den Start aber verhindert weiß ich nicht)

Ich habe eine Kleinserie von meiner Eigenkonstruktion als Sandwich auf Keramikplatte aufgelegt, davon würde ich Dir auch einen verkaufen.

Gruß

Pendlerrad

hier ein aktueller Log zu einem Test am Wassertank.

Ein Zuheizer aus dem Zeitraum 1998 auf Basis Webasto TT-C zeigt mit dem Original- NTC eine tatsächliche Abschalttemperatur von 90°C statt der vom Programm vorgegeben 78°C.

Log.pdf

Das Gerät hat nicht mal 100 Betriebsstunden und kam zu mir wegen eines anderen Steuergerätefehlers.

Eingangstest.JPG
Meine Erfahrung mit vielen Temeraturtests deutet darauf hin, dass die nachlassende der Temperaturempfindlichkeit des NTC-Materials im Original eine Alterserscheinung ist.
Selbst Geräte, die Jahrzehnte nur im Regal gelegen haben zeigen diese Fehler. Wer eine alte TT-C/-E als "neuwertig" kauft macht sich selbst etwas vor.

Ich habe von meinem Sandwich-NTC aktuell eine weitere Kleinserie aufgelegt und kann für jede TT-C / E Standheizung oder Zuheizer auch bei firmenspezifischen Geräten gleicher Basis einen Austausch des NTC gegen ein passendes Ersatzteil anbieten.
Auch Ersatzplatinen für Zuheizer 168, 202, 210 und universelle Standhezungen Diesel und Benzin habe ich vorrätig.

Gruß

Pendlerrad