Lesedauer: 7 Minuten
Heute, wenn wir unsere Autos fahren, können viele von uns den gleichen Komfort genießen, den wir zu Hause und am Arbeitsplatz gewohnt sind. Mit einem Knopfdruck oder dem Umlegen eines Hebels können wir nahtlos von Heizung auf Kühlung und wieder zurück wechseln, ohne uns jemals zu fragen, wie dieser Wechsel vonstatten geht. Das heißt, es sei denn, etwas geht schief.
Seit dem Aufkommen der Autoklimaanlage in den 1940er Jahren haben sich viele Dinge grundlegend geändert. Verbesserungen wie die computergesteuerte automatische Temperaturregelung (mit der Sie die gewünschte Temperatur einstellen können und das System sich automatisch anpasst) und die Verbesserung der allgemeinen Haltbarkeit haben die Komplexität der heutigen modernen Klimaanlage erhöht. Leider gehören die Tage der „Do-it-yourself“-Reparatur dieser Systeme fast der Vergangenheit an.
Zusätzlich zu den Komplikationen gibt es jetzt strenge Umweltvorschriften, die selbst die einfachsten Aufgaben regeln, wie z. B. das Nachfüllen des Systems mit dem Kältemittel R12, das gemeinhin als Freon bezeichnet wird (Freon ist der Handelsname für das Kältemittel R-12, das von DuPont hergestellt wurde). Umfangreiche wissenschaftliche Studien haben die schädlichen Auswirkungen dieses Kältemittels auf unsere Ozonschicht bewiesen, und seine Herstellung wurde von den USA und vielen anderen Ländern verboten, die sich zusammengeschlossen haben, um das Montrealer Protokoll zu unterzeichnen, ein bahnbrechendes Abkommen, das in den 1980er Jahren eingeführt wurde, um die Produktion und Verwendung von Chemikalien einzuschränken, von denen bekannt ist, dass sie zum Abbau der Ozonschicht führen.
Jetzt ist Ihr Automechaniker mehr denn je der Gnade dieser neuen Umweltvorschriften ausgesetzt. Er muss nicht nur zertifiziert sein, um Kältemittel zu kaufen und Ihre Klimaanlage zu reparieren, sondern seine Werkstatt muss auch die Kosten für die Anschaffung einer teuren Spezialausrüstung auf sich nehmen, die das Auffangen dieser ozonschädigenden Chemikalien sicherstellt, wenn das System zur Reparatur geöffnet wird. Einfach ausgedrückt: Wenn Ihr Mechaniker mehr Geld ausgeben muss, um Ihr Fahrzeug zu reparieren, muss er Ihnen auch mehr berechnen. Grundlegende Kenntnisse über Ihre Klimaanlage sind wichtig, damit Sie eine fundierte Entscheidung über Ihre Reparaturmöglichkeiten treffen können.
Wenn ein größeres Problem mit Ihrer Klimaanlage auftritt, werden Sie vielleicht auf eine neue Terminologie stoßen. Wörter wie „Nachrüstung“ und „alternatives Kältemittel“ sind jetzt in Ihrem Mechaniker-Glossar zu finden. Möglicherweise wird Ihnen eine „Nachrüstung“ angeboten, im Gegensatz zu einer bloßen Reparatur und dem Auffüllen mit Freon. Bei der Nachrüstung werden die notwendigen Änderungen an Ihrem System vorgenommen, damit es das neue, von der Industrie akzeptierte, „umweltfreundliche“ Kältemittel R-134a verwenden kann. Dieses neue Kältemittel hat einen höheren Betriebsdruck, so dass Ihr System, je nach Alter, größere oder robustere Teile benötigt, um dem hohen Druck standzuhalten. Dies kann in einigen Fällen die Endkosten der Reparatur erheblich in die Höhe treiben. Und wenn die Reparatur nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird, kann sich die Kühleffizienz verringern, was zu höheren Betriebskosten und geringerem Komfort führt.
Fahrzeuge sind hauptsächlich mit drei verschiedenen Arten von Klimaanlagen ausgestattet. Obwohl sich alle drei Typen unterscheiden, sind Konzept und Aufbau sehr ähnlich. Die gebräuchlichsten Komponenten, aus denen diese Fahrzeugsysteme bestehen, sind die folgenden:
1. Kompressor
2. Verflüssiger
3. Verdampfer
4. Orfice-Rohr
5. Thermisches Expansionsventil
6. Sammelbehälter-Trockner
7. Akkumulator
Hinweis: Wenn Ihr Fahrzeug mit einem Düsenrohr ausgestattet ist, verfügt es nicht über ein thermisches Expansionsventil, da diese beiden Vorrichtungen demselben Zweck dienen. Außerdem haben Sie entweder einen Receiver-Trockner oder einen Akkumulator, aber nicht beides.
Kompressor
Gemeinsam als das Herz des Systems bezeichnet, ist der Kompressor eine riemengetriebene Pumpe, die am Motor befestigt ist. Er ist für die Komprimierung und den Transport des Kältemittels verantwortlich.
Das Klimaanlagensystem ist in zwei Seiten aufgeteilt, eine Hochdruckseite und eine Niederdruckseite, die als Auslass und Ansaugung bezeichnet werden. Da der Kompressor im Grunde eine Pumpe ist, muss er eine Ansaug- und eine Druckseite haben. Die Ansaugseite saugt das Kältemittelgas vom Ausgang des Verdampfers an. In manchen Fällen geschieht dies über den Druckspeicher.
Nach dem Ansaugen wird das Kältemittel komprimiert und zum Kondensator geleitet, wo es die vom Fahrzeuginneren aufgenommene Wärme abgeben kann.
Kondensator
Dies ist der Bereich, in dem die Wärmeabgabe erfolgt. Der Kondensator hat in vielen Fällen das gleiche Aussehen wie der Kühler in Ihrem Auto, da beide sehr ähnliche Funktionen haben. Der Kondensator ist so konstruiert, dass er Wärme abstrahlt. Normalerweise befindet er sich vor dem Kühler, aber in manchen Fällen kann seine Position aufgrund aerodynamischer Verbesserungen an der Karosserie eines Fahrzeugs anders sein. Der Kondensator muss immer einen guten Luftstrom haben, wenn das System in Betrieb ist. Bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb wird dies in der Regel durch die Nutzung des vorhandenen Motorlüfters erreicht. Bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb wird der Luftstrom des Kondensators durch ein oder mehrere elektrische Kühlgebläse ergänzt.
Wenn heiße, komprimierte Gase in den oberen Teil des Kondensators eingeleitet werden, werden sie abgekühlt. Während das Gas abkühlt, kondensiert es und tritt am Boden des Kondensators als Hochdruckflüssigkeit aus.
Verdampfer
Der Verdampfer befindet sich im Inneren des Fahrzeugs und dient als Wärmeaufnahmekomponente. Der Verdampfer erfüllt mehrere Funktionen. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Wärme aus dem Fahrzeuginneren zu entfernen. Ein sekundärer Nutzen ist die Entfeuchtung. Wenn wärmere Luft durch die Aluminiumlamellen der kühleren Verdampferschlange strömt, kondensiert die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit an deren Oberfläche. Staub und Pollen bleiben an den feuchten Oberflächen haften und fließen nach außen ab. An feuchten Tagen haben Sie dies vielleicht schon einmal als Wassertropfen auf dem Boden Ihres Fahrzeugs gesehen. Seien Sie versichert, dass dies völlig normal ist.
Die ideale Temperatur des Verdampfers beträgt 32 Fahrenheit oder 0 Celsius. Das Kältemittel tritt am Boden des Verdampfers als Niederdruckflüssigkeit ein. Die warme Luft, die durch die Verdampferlamellen strömt, bringt das Kältemittel zum Sieden (Kältemittel haben sehr niedrige Siedepunkte). Wenn das Kältemittel zu sieden beginnt, kann es große Mengen an Wärme aufnehmen. Diese Wärme wird dann mit dem Kältemittel nach außen abgeführt. Mehrere andere Komponenten arbeiten mit dem Verdampfer zusammen. Wie bereits erwähnt, liegt die ideale Temperatur für eine Verdampferschlange bei 32 F. Zur Steuerung der Temperatur müssen Temperatur- und Druckregelvorrichtungen verwendet werden. Es gibt zwar viele verschiedene Geräte, aber ihre Hauptfunktionen sind die gleichen: den Druck im Verdampfer niedrig zu halten und den Verdampfer vor dem Einfrieren zu bewahren; eine gefrorene Verdampferschlange nimmt nicht so viel Wärme auf.
Druckregelgeräte
Die Regelung der Verdampfertemperatur kann durch die Regelung des Kältemitteldrucks und des Durchflusses in den Verdampfer erreicht werden. Seit den 1940er Jahren sind viele Varianten von Druckreglern eingeführt worden. Nachfolgend sind die gebräuchlichsten aufgeführt.
Drosselklappe
Die Drosselklappe, die wahrscheinlich am häufigsten verwendet wird, ist in den meisten GM- und Ford-Modellen zu finden. Sie befindet sich im Einlassrohr des Verdampfers oder in der Flüssigkeitsleitung, irgendwo zwischen dem Auslass des Verflüssigers und dem Einlass des Verdampfers. Bei einem ordnungsgemäß funktionierenden System finden Sie diesen Punkt, indem Sie den Bereich zwischen dem Auslass des Kondensators und dem Einlass des Verdampfers suchen, in dem der Wechsel von heiß zu kalt plötzlich erfolgt. Sie sollten dann kleine Vertiefungen in der Leitung sehen, die das Blendenrohr an der Bewegung hindern. Die meisten der heute verwendeten Messblenden sind etwa drei Zoll lang und bestehen aus einem kleinen Messingrohr, das von Kunststoff umgeben und an beiden Enden mit einem Filtersieb versehen ist. Es ist nicht ungewöhnlich, dass sich diese Röhrchen mit kleinen Verschmutzungen zusetzen. Der Austausch ist zwar nicht teuer (in der Regel zwischen drei und fünf Dollar), erfordert aber das Absaugen des Kältemittels, das Öffnen des Systems, den Austausch des Düsenrohrs, das Evakuieren und das erneute Befüllen. Vor diesem Hintergrund könnte es sinnvoll sein, einen größeren Vorfilter vor dem Düsenrohr zu installieren, um das Risiko eines erneuten Auftretens dieses Problems zu minimieren. Einige Ford-Modelle haben ein fest angebrachtes Blendenrohr in der Flüssigkeitsleitung. Diese können herausgeschnitten und durch eine Kombination aus Filter und Düse ersetzt werden.
Thermisches Expansionsventil
Ein weiterer gängiger Kühlmittelregler ist das thermische Expansionsventil, kurz TXV. Es wird häufig bei Import- und Nachrüstsystemen verwendet. Dieser Ventiltyp kann sowohl die Temperatur als auch den Druck messen und ist sehr effizient bei der Regelung des Kältemittelflusses zum Verdampfer. Es gibt mehrere Varianten dieses Ventils. Ein weiteres Beispiel für ein thermisches Expansionsventil ist der „H-Block“-Typ von Chrysler. Dieser Ventiltyp befindet sich in der Regel an der Spritzwand zwischen den Ein- und Auslassrohren des Verdampfers und den Flüssigkeits- und Saugleitungen. Diese Ventiltypen sind zwar effizient, haben aber einige Nachteile gegenüber Blendenrohrsystemen. Wie Blendenventile können sich auch diese Ventile mit Verunreinigungen zusetzen, haben aber auch kleine bewegliche Teile, die durch Korrosion verkleben und ausfallen können.
Empfängertrockner
Der Empfängertrockner wird auf der oberen Seite von Systemen eingesetzt, die ein thermisches Expansionsventil verwenden. Diese Art von Dosierventil benötigt flüssiges Kältemittel. Um sicherzustellen, dass das Ventil mit flüssigem Kältemittel versorgt wird, wird ein Sammler verwendet. Die Hauptfunktion des Sammler-Trockners ist die Trennung von Gas und Flüssigkeit. Die sekundäre Funktion besteht darin, Feuchtigkeit zu entfernen und Schmutz herauszufiltern. Der Sammler-Trockner hat in der Regel ein Schauglas an der Oberseite. Dieses Schauglas wird häufig zum Befüllen des Systems verwendet. Unter normalen Betriebsbedingungen sollten im Schauglas keine Dampfblasen zu sehen sein. Die Verwendung des Schauglases zum Befüllen des Systems wird bei R-134a-Systemen nicht empfohlen, da Trübungen und Öl, das sich vom Kältemittel getrennt hat, fälschlicherweise für Blasen gehalten werden können. Eine solche Verwechslung kann zu einer gefährlichen Überfüllung führen. Es gibt verschiedene Arten von Sammlertrocknern, und es werden mehrere verschiedene Trockenmittel verwendet. Einige der darin enthaltenen feuchtigkeitsentziehenden Trockenmittel sind nicht mit R-134a kompatibel. Die Art des Trockenmittels ist in der Regel auf einem Aufkleber angegeben, der auf dem Receiver-Trockner angebracht ist. Neuere Receiver-Trockner verwenden Trockenmittel des Typs XH-7 und sind sowohl mit den Kältemitteln R-12 als auch R-134a kompatibel.
Akkumulator
Akkumulatoren werden in Systemen verwendet, die ein Düsenrohr zur Dosierung von Kältemitteln in den Verdampfer enthalten. Er ist direkt mit dem Verdampferausgang verbunden und speichert überschüssiges flüssiges Kältemittel. Das Einleiten von flüssigem Kältemittel in einen Verdichter kann zu schweren Schäden führen. Verdichter sind für die Verdichtung von Gas und nicht von Flüssigkeit ausgelegt. Die Hauptaufgabe des Speichers besteht darin, den Verdichter von schädlichem flüssigen Kältemittel zu isolieren. Akkumulatoren entfernen ebenso wie Sammler-Trockner Verunreinigungen und Feuchtigkeit aus einem System. Es ist ratsam, den Akkumulator jedes Mal auszutauschen, wenn das System für eine größere Reparatur geöffnet wird und immer dann, wenn Feuchtigkeit und/oder Verunreinigungen ein Problem darstellen. Feuchtigkeit ist der Feind Nummer eins für Ihr Klimasystem. Feuchtigkeit in einem System vermischt sich mit dem Kältemittel und bildet eine korrosive Säure. Im Zweifelsfall kann es von Vorteil sein, den Akkumulator oder den Sammler in Ihrem System auszutauschen. Das mag zwar vorübergehend unangenehm für Ihren Geldbeutel sein, ist aber langfristig von Vorteil für Ihre Klimaanlage.