Klimaanlage 924/944I Verstärker

  • Hallo Leute,


    ich habe heute das elektronische Bauteil der Klimaanlage zur Steuerung der Kompressorkupplung untersucht. Es ist so ein schwarzer Kasten in der Nähe des Verdampfers. Im Schaltplan für die Klimaanlage ist er nur als "Verstärker" eingezeichnet. Eine sehr ungenaue Beschreibung. Grund genug der Sache mal auf den Grund zu gehen was sich dahinter verbirgt.

    Zuerst vielleicht einmal der Schaltplan der Klimaanlage vom 924/944I. Es gibt 2 Bedieneinrichtungen für die Klimaanlage, das ist zum einen der AC-Schalter Klimaanlage (unten Mitte) mit 4 Positionen. Zum anderen ist das das Verstellrad für die Wunschtemperatur (Potentiometer). Wenn der Klimaschalter in die Position 1,2 oder 3 gedreht wird, wird das Relais Klimaanlage (Mitte) geschaltet und die Klimaanlage eingeschaltet. Das Piktogramm für den AC-Schalter ist hier fehlerhaft, in Stellungen 2 und 3 wird der Anschluss "M" bzw. "H" mit "L" verbunden. Der ganze rechte Teil des Schaltplans ist für Abschaltung des Frischluftlüfters und die Aktivierung des Kondensatorlüfters.


    Das Relais Klimaanlage hat den Verdampferlüfter über die Widerstandsgruppe eingeschaltet, jetzt muss nur noch der Kompressor einkuppeln und kalte Luft strömt in den Innenraum. Dazu kommt der "Verstärker" ins Spiel. Seine Aufgabe ist die Steuerung der Kompressorkupplung. Eine schwierige Aufgabe, darf die Kupplung nicht zu wenig laufen, dann wäre die Kühlwirkung zu gering. Dauer-An wäre auch schlecht, da mangels Vereisungsschalter und Überdrucksensor das System meinem laienhaften Verständnis nach zerstört werden könnte. Was also passiert ist, dass der Verstärker die Wunschtemperatur über das Potentiometer ausliest und mit der Ist-Temperatur vom Temperaturfühler vergleicht. Wenn die Ist-Temperatur die Soll-Temperatur unterschreitet, schaltet der Verstärker ab, ist die Ist-Temperatur über der Solltemperatur ein. Damit der Kompressor am Regelpunkt nicht ständig aus-und eingeschaltet wird gibt es eine Hysterese.


    Wie funktioniert der Verstärker also im Detail? Dazu kann man den Kasten öffnen und findet eine hübsche Sammlung handgelöteter 70er-Jahre Elektronik. Praktischerweise aufgebaut aus diskreten Bauelementen. Praktisch deshalb, weil wir einen Schaltplan uns davon zeichnen können.


    Ich habe einen Schaltplan vom Innenleben der Box namens "Verstärker" auf dem Original-Schaltplan oben erstellt. Der Schaltplan vom Verstärker ist unten zu sehen. In dem Schaltplan unten sind die Verbindungen nach außen den Pins auf dem Schaltplan oben zugeordnet. Z.B entspricht die Bezeichnung "Pin 7 (bk/re)" im Schaltplan unten dem Anschluss 7 (Kabelfarbe schwarz/rot) am Verstärker auf dem Schaltplan oben.





    Tja, jetzt bin ich leider in Elektronik nicht so fit. So ganz klar ist mir die Schaltung nicht. Ich bin mir auch nicht sicher ob ich die Schaltung korrekt widergegeben habe. Es gibt wohl eine Treiber und Endstufe für das Kompressor-Relais im rechten Teil aber diese OP-artige Verschaltung links finde ich relativ seltsam. Trotzdem, vielleicht hilft's jemandem bei der Fehlersuche, Reparatur oder beim Ersatz dieses nur noch schwer erhältlichen Ersatzteils. Viel Spaß! Falls es Korrekturen gibt, pflege ich die gerne ein.


    Edit: Temperaturfühler und Einstellknopf hinzugefügt
    Edit2: Widerstandswerte der Potis ergänzt

  • Hallo,
    linke Seite:
    T1-T2 als Schmitt-Trigger (Hystereseglied)
    R5 als Hystereseabgleich


    links (neben der Germaniumdiode):
    Das scheint mir eine Brückenschaltung zu sein, bei der das Temp-Potentiometer (nicht eingezeichnet) in Verbindung mit dem Temp-Fühler (nicht eingezeichnet) über den Abgleich der Brücke das Hystereseverhalten verändert.
    Also die "Schaltpunkte" enger oder weiter legt und damit stärker oder weniger stark kühlt.
    Der Temp-Fühler (Pin1 im oberen Plan) und GND im unteren Plan, stellt über Pin 4 die Masseverbindung her und
    das Temp-Poti ist zwischen Pin 2 (Anfang) und Pin 4 (Ende) geschaltet - ohne dass man erkennen kann, mit welchem der beiden Pins (Schleifer) verbunden sein soll.


    Mitte:
    T3 als Inverter


    rechte Seite:
    T4 als Vorstufe (Treiber)
    T5 als Leistungsstufe
    D3 als Freilaufdiode
    D2 als Verpolungsschutz


    Zur besseren Übersicht (zum besseren Verständnis) solltest Du (vielleicht) die beiden Bauteile (Temp und Poti) in einem gestrichelten Kasten mit einzeichnen.


    Ich hoffe, ich liege nicht all zu weit daneben.


    Gruß

    alte Porsches:
    911S Ex US '76 mit Umbau auf 3,2l 207PS (Motor 930/21 mit Getriebe 915/68) - Silbermetallic, Schiebedach

    911SC Targa Ex US '81 3,0l 179PS (Motor 930/16 mit Getriebe 915/63) - Weinrotmetallic

    944/1 Targa '84 2,5l 163PS - Platinmetallic (bis 03/2017)

  • Wow super. Vielen Dank für die Erklärungen. Ich habe deine Anmerkungen im Schaltplan umgesetzt. Welche Rolle spielt D1 und warum ist es eine Germaniumdiode? Eine Änderung der Hysteresebreite würde meinem Verständnis nach einem eher genauerem Anpeilen des Sollwerts entsprechen als einem stärker oder schwächeren Kühlen. Es würde bedeuten, die Schaltung versucht bei Annäherung an den Sollwert durch eine Verkleinerung der Hysterese den Sollwert genauer zu treffen. Weil der Kompresser öfter ein und ausgeschaltet wird unterbleiben starke Temperaturschwankungen. Das wäre ja sehr ausgefuchst. An dem Poti R5 ist übriges die Bezeichnung "H" und "C", wahrscheinlich für "hot und "cold", vielleicht ein Feinabgleich für den Temperaturfühler?

  • Hallo notyboy,
    ein verändern der Hysterese kann auf zwei Arten erfolgen.
    Wird nur einer der Schaltpunkte verändert, gleicht das einer PWM (Pulsweitenmoulation) - also einer Veränderung des Impuls-Pause-Verhältnisses
    Je länger die Pause, um so weniger wird gekühlt, um so höher die Temperatur der einströmenden Luft.


    Werden beide Schaltpunkte verändert, so wäre die Regelung "näher" am Sollwert.


    Wenn ich die Bedienungsanleitung aber "richtig" verstehe, so wird über das Potentiometer
    "Der größere Drehknopf dahinter reguliert die
    Luftaustrittstemperatur. Durch Drehen nach
    rechts, stufenloses Erhöhen der Kühllei-
    stung."


    Dies würde nach meiner Auffassung bedeuten, dass das Impuls-Pause-Verhältnis des Kompressors verändert wird und er
    :pfeil: je weiter nach rechts gedreht wird, einfach "länger" eingeschaltet bleibt.


    "Die gekühlte Luft wird durch ein Thermostat auf gleich-
    bleibender Temperatur gehalten, welcher
    zwischen dem Verdampfer und den Luftaus-
    trittsöffnungen eingebaut ist."


    Diesen Teil verstehe ich so dass über das Mischungsverhältnis von kalter und warmer Luft die eigentliche Lufttemperatur "geregelt" wird.

    Über den AC-Drehschalter wird doch dann die Drehzahl des "Verdampfergebläses" gewählt.
    Ich war eben wohl etwas vorschnell, weil nur in Stufe 1 wirklich "Masse" am Temp-Fühler anliegt.
    In den weiteren Stufen wird/werden zwischen Masse und Temp-Fühler noch der/die Vorwiderstand (e) geschaltet, die gerade nicht als Vorwiderstand des Verdampfermotors dienen.


    Also spielen die Vorwiderstände des Verdampfermotors hier auch eine Rolle.

    alte Porsches:
    911S Ex US '76 mit Umbau auf 3,2l 207PS (Motor 930/21 mit Getriebe 915/68) - Silbermetallic, Schiebedach

    911SC Targa Ex US '81 3,0l 179PS (Motor 930/16 mit Getriebe 915/63) - Weinrotmetallic

    944/1 Targa '84 2,5l 163PS - Platinmetallic (bis 03/2017)

  • Ja, diese Fragen habe ich mir auch gestellt. Ein paar Antworten dazu kann ich liefern. 1. Der Drehschalter ist in dem original-Porscheplan falsch eingezeichnet. Ich habe ihn durchgemessen. In allen Schalter-Stellungen außer 0 (also 1, 2,3) liegt Klemme "L" auf Masse! Nur so macht das im Schaltplan auch Sinn weil sonst das Klimarelais keine Masse hätte. Intern ist das im Drehschalter mit verschiedenen Schleifbahnen gelöst. Die Vorwiderstände des Verdampfermotors spielen also keine Rolle für den Verstärker.
    2. Ich habe das Klimagerät mit allen Sensoren und Bedienelementen mit Strom versorgt und nur statt der Kompressorkupplung eine Lampe angeschlossen. Die Lampe leuchtet in mittlerer Stellung des Temperaturwählknopfs (es war kalt im Keller), drehte man nach links ging sie im unteren Viertel schlagartig aus. Dreht man jetzt nach rechts, musste man schon recht weit drehen, ein gutes Stück über die Hälfte bevor die Lampe wieder angeht. Der Unterschied in der Drehknopfposition zwischen Ausschaltpunkt und Einschaltpunkt habe ich mit Hysterese gemeint. Ich meine, dass keine PWM des Kompressors stattfindet, jedenfalls konnte ich das nicht beobachten. Wurde der Drehknopf nicht bewegt, war die Lampe dauer an oder dauerhaft aus.

  • Germaniumdioden schalten früher, bei niedrigerer Spannung, als eine Siliziumdiode.
    Dadurch kann man einen sanfteren Schaltübergang realisieren.


    Vielleicht gabs im Konstruktionsjahr mehr Germaniumdioden auf dem Markt als Siliziumdioden?

    Sigurd

    Porsche 924, Bj 1976
    Distler Porsche 356 Elektromatic 7500


    Tiiiime is on my side !

  • Sigurd, sag Du uns, was dieser "Verstärker" verstärkt. Ich steige hier überhaupt nicht mehr durch.


    Irgendwie scheint der Drehschalter zusammen mit dem "Verstärker" und einem Temperaturfühler die Innenraumtemperatur zu regeln? Der Temperaturfühler ist doch der, der mit einem Kapillarröhrchen versehen im Verdampfer drinsteckt, oder?


    Wo ist eigentlich der Hochdruckschutzschalter? So eine warmgelaufene Klima kann ganz schön schnell in Hochdruck gehen, wie ich merken konnte.

  • Es gibt bei der Klimaanlage im 924 keinen Hochdruckschalter, nur einen Niederdruckschalter. Das Kapillarröhrchen ist Teil des Expansionsventils im Verdampfer. Es regelt genau die Menge an Kältemittel, dass sich nach dem Expansionsventil eine Temperatur von ca. 7°C im Verdampfer einstellt. Das bedeutet aber, wenn der Kompressor ständig läuft, dass es irgendwann 7°C im Innenraum wäre - etwas ungemütlich. Deshalb die Sache mit dem Drehknopf und der Kompressorkupplung als 2. Regelungskomponente.