Flammwächter, welches physikalische Prinzip?

Diskutiere Flammwächter, welches physikalische Prinzip? im Technische Erklärungen Forum im Bereich Technik; Hallo, ist der Flammwächter an einer Standheizung (DBW46) tatsächlich ein Halbleiter, so wie es aus der MB WIS und der Webasto...

  1. #1 grafdracula, 07.09.2007
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    Hallo,

    ist der Flammwächter an einer Standheizung (DBW46) tatsächlich ein Halbleiter, so wie es aus der MB WIS und der Webasto Reparaturanleitung hervorgehen würde. Es ist dort immer von einem optischen Sensor die Rede.

    Optische Sensoren kenne ich als Fototransistoren oder Fotodioden die entweder ihre Verstärkung oder ihre U-I Kennlinie lichtabhängig ändern.

    Wie heiß wird der Flammsensor in der Brennkammer etwa?

    Ist es tatsächlich optisch aktivierbares Silizium oder ein lichtabhängiger Widerstand auf Basis von z.B. Cadmiumsulfid (LDR)?

    Vielleicht weis dass jemand.

    Gruss Graf
     
  2. #2 grafdracula, 08.09.2007
    Zuletzt bearbeitet: 09.09.2007
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    Hallo allerseits,

    habe in der Standheizung DBW46 heute den Flammwächter ausgebaut, da er im Verdacht stand kaputt zu sein.

    Die Heizung hat nach dem Einschalten nach ca. 2min immer wieder abgestellt, obwohl sie einwandfrei verbrannte. Zeitgleich dazu lief ständig Strom in die Glühkerze, da ist der Flammwächter defekt.

    Nachmessen kann man den Strom in die Glühkerze, einfach und unkompliziert im Batterieanschlußkabel, entweder mit einem DC Hallsensor DMM oder so wie ich es gemacht habe, den Spannugsabfall auf der ca. 15cm langen Masseleitung von der Batterie zum Chassis zu messen. Trotz des sehr niedrigen Cu Widerstandes dieser dicken Leitung fällt beim Einschalten der Glühkerze (ca. 200-250W) eine Spannung von etwa 2mV ab. Diese kleine Spannung läßt sich mit geeigneter Elektronik (messen, als Elektroniker stehen mir die Instrumente zufällig zur Verfügung. Das Brennluftgebläse verusacht weniger als 1mV.

    In der MB WIS und Webasto Reparaturanleitung heißt es den Flammwächter ausbauen - leichter gesagt als getan. Erstens ging die kleine Kreuzschlitzschraube ums Verrecken kaum auf. Den Flammwächter auszubauen, keine Chance, total festgefressen. :(

    Mir ist es aber gelungen nicht den gesamten Wächter auszubauen sondern nur den Sensor selbst, den man mit definierter Gewalt am Bügel aus dem Wächter Röhrchen rausziehen kann.

    Es ist definitiv ein Silizium Element. Ab damit ins Elektroniklabor. Zunächst über einen 1 Kiloohm Widerstand an eine DC Stromquelle gehängt die maximal 1mA liefern kann (Spezialgerät). Bei einer normalen 12V Batterie als Testquelle hingegen, würde man den Vorwiderstand auf ca. 5-10k erhöhen um den Strom zu begrenzen.
    (unterstrichener Text geändert, siehe dazu auch späteres Posting).

    Oszilloskop am Sensor angeschlossen und 12V DC am Oszi gemessen. Mit dem Feuerzeug den Sensor angeleuchtet, er wurde nicht niederohmig und hat nicht durchgeschaltet immer noch 12V am Oszi. Es ist mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit ein NPN Fototransistor, das grüne Kabel ist der Emitter und Orange der Kollektor. (Anstatt eines Oszis geht natürlich auch ein DC Multimeter).

    Danach eine neugekaufte alte Schlachtheizung zerlegt und dort den Wächter ausgebauen wollen. Zunächst ging nicht mal die Schraube auf, es half nur noch die Flex. Danach auch hier wieder versucht den Sensor nach oben rauszuziehen. Wieder nur mit brachialer Gewalt und Drehbewegungen am Bügel rausziehbar. Die Vorstellungen von der WIS und der Webasto Reparaturanleitung das ganze Röhrchen rauszuziehen sind schlichtweg ein Witz, in beiden Heizungen total festgefressen. Wollte man dann diese Röhrchen wirklich ausbauen, hälfe nur noch ausbohren. Was man sich da am grünen Tisch ausgedacht hat funktioniert im harten Leben später nicht, keine gute Konstruktion, das ginge auch leicht anders. :mad:

    Daher mein Tipp wenn einer den Flammwächter ausbauen muss und das ganze Röhrchen ist fest, immer zuerst den Halbleiter nach oben wegziehen, der umgeossene Kunststoff um den Halbleiter löst sich im Rohr und man kann ihn dann rausziehen.

    Glücklicherweise funktionierte dieser zweite Fototransistor. An 12V über 1k Vorwiderstand schaltet er mit dem Licht eines Feuerzeugs durch. :)
    Den Transistor wieder im Röhrchen einschieben, Drähte anlöten, einschalten - Heizung geht und schaltet auch nicht mehr ab. Fast sofort nach dem Brennerfauchen geht die Glühkerze aus - perfekt alles nach Soll. :)

    Funktionsweise des Flammwächters:
    Genau mittig in der Heizflamme sitzt ein Metallrohr. Dieses Rohr ist exakt in der Brennerflamme und wird logischerweise tierisch heiß. Irgendwann, (sogar ziemlich schnell) wird es so heiß, dass es sehr wahrscheinlich sogar zu Glühen anfängt. Die glühende Spitze des Röhrchens ändert natürlich die Farbe Richtung rötlich und leuchtet. Am oberen kühlen Ende des Röhrchens sitzt der Fototransistor mit seinem Glasfensterchen mit Ausblick zur glühenden Spitze. Logischerweise schaltet die helle Glühung den Fototransistor in einen niederohmigen Zustand. Das Standheizungs Steuergerät bemerkt den Schaltvorgang im Fototransistor und erkennt dies als "brennende Standheizung" und kann endlich die Glühkerze ausschalten, die man jetzt nicht mehr braucht.

    Wenn nun aus irgendeinem Grund das Feuer ausgehen würde, z.B. weil die Brennkammer undicht werden würde und dadurch Kühlwasser in die Brennkammer laufen würde, dann geht natürlich sicher je nach Wassermenge das Feuer schnell aus und damit verschwindet die Glühung, der Sensor sieht dunkel und das Steuergerät erkennt "Feuer aus". Als Folge davon wird sofort die Kraftstoffpumpe ausgeschaltet, da bei erlöschtem Feuer brauchts auch keinen Brennstoff mehr - oder - in (der Schweiz sagt man oddderr)?
    Würde man beispielsweise einen defekten Flammwächter manuell bei erkannter Brennung mit einem closed Schalter ersetzen, würde das zwar funktionieren, allerdings falls das Feuer aus irgendeinem Grund ausgeht und man würde vergessen den Tuningschalter wieder umzulegen, pumpt das Pümpchen munter seinen Kraftstoff in die Brennkammer bis diese mit Kraftstoff volläuft und die Pampe aus dem Auspuff rausläuft und einen riesen Fleck produziert, der dann im Falle von Benzin mit einer weggeworfenen Zigarette :coolio3: für etwas zu hohe Innenraumtemperaturen im Fahrgastraum sorgen könnte. Diesel ist ja etwas humaner aus sicherheitstechnischer Sichtweise. Meine Mutter mit ihrem alten Ölofen kann das bestätigen.
    Fazit, einen defekten Flammwächter nie mit Schalter manuell ersetzen - Gefahr.

    Aber wenn man keinen Bock auf folgende Dinge hat:
    auf den Kauf eines preislich unbekannten Original Teiles
    die Heizung vom Wasser abzuklemmen und auszubauen
    die Brennkammer zu öffenen
    zusätzlich das wahrscheinliche Ausbohren
    ausputzen von Metallspänen
    Einsetzen der neuen Röhrchen-Dichtung
    hinterher wieder einflöten des neuen Röhrchens

    da gibt es eben die Alternative, zuerst den Transistor ausbauen und das Metallröhren drin lassen. Falls er beim Ausbau defekt geht nicht so schlimm, beim Bohren ginge er garantiert futsch.

    Im Prinzip kann man sich im Elektronikhandel einen Fototransistor besorgen und den dafür einbauen, es sollte funktionieren. Getestet habe ich es nicht, da ich nicht in der Situation war. Es sollte deswegen funktionieren, da der Transitor als digitaler Schalter arbeitet und nicht im analogen Kennlininienfeld, daher ist es fast wurscht was für ein Kleinfototransistor (ca. 3-5 Euro).

    Wer sogar nicht mal einen Fototransistor hat, baut sich selber einen, NPN im TO-39 Metallgehäuse aufsägen, wenn man Glück hat ist er auf den Boden gebondet und hat eine lichtoffene Basis, den da einbauen könnte klappen - aber wie gesagt das wäre die ultra Hardcore Lösung für Reparaturen auf Kuba.

    Habe einmal in einem Forum gelesen, den Flammwächter wieder vom Ruß reinigen damit wieder Licht an den Sensor gelangt - man das ist doch Blödsinn, der Flammwächter detektiert die Glühung des umliegenden zur Kammer geschlossenen Metallröhrchens und nicht das Licht des Feuers. Falls da doch ein Fenster drin sein sollte sagt mir das bitte einer, habe keines gefunden.

    Da der Sensor außerhalb der Verbrennung liegt kann er auch nicht verrußen, das ist schon clever gemacht. Reinigen ist nur dann notwendig wenn des Röhrchen aussen so verrußt sein sollte, das es nicht mehr ausreichend zu glühen anfangen sollte, aber da muss schon ein dicker Bollen drumrum sein.

    Die Flammwächter gehen deswegen kaputt: thermische Belastung des Silizium oder Defekte an der Bondung. In anderen Worten die ständige Hitze tut ihm auf Dauer nitt gut. Aus meiner Sicht ein Verschleißteil, nur das es so blöd zu wechslen ist, ist halt ärgerlich, aber normal in einer Welt in der Ingenieure nix mehr zu melden haben, die es etwas anders lösen würden.

    Habe mir zum Schluß noch das Steuergerät im Innern angesehen, eine saubere gute Arbeit, alte robuste Bauteile dem Jahrzehnt entsprechend, einfacher aber robuster mechanischer Leiterplattenaufbau an intelligenter Stelle unter dem Rücksitz von MB plaziert. Außer den irgenwann leeren Elkos geht dadrin sehr lange nix kaputt (natürlich bei Annahme korrekter und ausreichend dimensionierter Schaltungstechnik). Selbst wenn doch mal kaputt geht, da hat man noch Chancen auf Reparatur. Selbst der defekte Controller liese sich durch eine eigene Software mit anderem µController ersetzen, dies wäre wieder die kubanische Methode im Jahre 2015.

    Grüße
    Grafdracula
     
  3. #3 coca-light, 09.09.2007
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    Schön beschrieben...!

    Hallo....

    Eine schöne und wertvolle Beschreibung!
    Vielen Dank dafür!

    Ich kann Dir voll und ganz folgen.... :)


    Allerdings dürfte es den Nicht-Elektonikern an der einen oder anderen Stelle schwer fallen.

    Ansonsten:
    nochmals vielen Dank für die amüsante Beschreibung :p

    Gruß
    Peter
     
  4. #4 grafdracula, 09.09.2007
    Zuletzt bearbeitet: 09.09.2007
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    Danke,

    stimmt ohne Elektronik Kenntnisse nicht so leicht nachvollziehbar.

    Daher, wenn der Sensor getestet werden soll und man kennt sich selber nicht so gut aus, einfach einen Elektroniker fragen, das kriegt jeder Elektroniker hin, nicht schwer für ihn. Jeder Radio und Fernsehtechniker macht das in fünf Minuten.

    Er braucht nur diese Information:
    NPN Fototransistor
    Grüner Draht ist Emitter
    Oranger Draht ist Kollektor
    Strombegrenzung ca. 1 bis 2mA wählen
    maximal 12V Kollektor Emitter Spannung
    nicht verpolen, unbekannte Folgen
    ein Lämplein (wenn Transistor außerhalb Röhrchen)
    Wärmequelle um die Röhrchenspitze zum Glühen zu bekommen (falls man den Transistor nicht aus dem Röhrchen rausbekommt im worst case)

    dann kann er leicht sagen ob er noch funktioniert oder nicht.

    Ich hatte den Transistor mit einer Stromquelle von 1mA getestet, die maximal 12V liefern kann. Ein eher selten verbreitetes Testgerät. Wenn ich jetzt von der einfacheren Testmöglichkeit ausgehe möchte, z.B. eine 12V Batterie als Testquelle zu benutzen, dann wäre der beschriebene 1k Widerstand zu niederohmig. Man sollte für den Test an einer Batterie dann etwa 5-10 Kiloohm verwenden. Bei 10k wären es nur 1.2mA, mehr sollte man dem kleinen Fototransistor zu Testzwecken nicht zumuten. Er würde es wahrscheinlich auch schaffen, aber sicher ist sicher, lieber einen etwas höheren Widerstand dann ist man auf der sicheren Seite.
    Beim Test nicht verpolen, das könnte ihm das Leben kosten (habe leider kein Datenblatt um es genau zu wissen). Auch direkt an 12V ohne Vorwiderstand kostet ihm höchstwahrscheinlich sein Leben. Die Strombegrenzung durch den Vorwiderstand ist zwingend.

    Selbstverständlich kann man die Wächter Funktion in den meisten Fällen mit hoher Wahrscheinlichkeit vorhersagen, ohne ihn ausbauen zu müssen. Diese Messung kann man an der Standheizung im eingebauten Zustand machen mit dem Multimeter so wie in der WIS beschrieben. Aber es könnte in bestimmt selteneren Fällen ebenso das Steuergerät kaputt sein. Um ganz sicher zu sein, dass es der Sensor selber ist muss man ihn ausbauen.
     
  5. #5 ChromeVanadiumM, 09.09.2007
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    Kein MB
    Hallo Peter,

    habe es auch noch verstanden, :D
    obwohl es schon etwas länger her ist. :D

    Gruß CVM.
     
  6. #6 coca-light, 09.09.2007
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    Wenn ich mich nicht irre...

    @CVM :p


    @all
    Wenn ich mich nicht irre,

    dann ist auch die Standheizung in bestimmtem Umfang diagnosefähig.

    Ob man dabei einen defekten Flammwächter erkennen kann (ohne Ausbau), weiß ich nicht auswendig, könnte es mir aber vorstellen... werd´ mich später noch Mal dazu melden, oder jemand ist derweil schneller :)

    Gruß
    Peter
     
  7. #7 grafdracula, 09.09.2007
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    also die DBW46/BBW46 ist mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit nicht Diagnosefähig. Keinen Stecker hierfür gefunden, auch kein Hinweis darauf in der MB WIS oder der Webasto Reparaturanleitung.

    Das ist aber auch nicht so schlimm, wenn man die Reparaturanleitung und das WIS fünfmal vorwärts und rückwärts gelesen hat, hat man verstanden wie sie funktioniert und was wann schalten muss. Hinzukommen noch ettliche Stunden Beschäftigung mit der Heizung.

    Wie alles im Leben, wenn man es verstanden hat wird es einfach. Hatte vorher noch nie was mit einer Standheizung gemacht, so langsam aber habe ich das Teil recht gut im Griff.

    Das einzige was etwas ärgerlich beim E300 ist die Heizung rechts unter der Stoßstange und man kommt nur schwer dran, selbst mit Bühne ist es eine Fummelei, aber es geht noch. Auf der anderen Seite ist der Platz recht kühl.

    Besser dran ist man wenn man sie natürlich abbaut und den Wasserkreislauf abklemmt. Geht am einfachsten mit zwei Schraubzwingen und kleinen Holzbrettchen die Wasserschläuche zusammendrücken, dann muss man hinterher nicht viel entlüften. Man beachte das Entlüften (kleine Schraube oben an den Heizungsschläuchen nahe Wischer), ist sehr viel Luft im System kann es sein, dass sie zu heiß wird und eine Temperatursicherung anspricht und die Heizung ausschaltet (nicht selbstrückstellend). Der Hersteller hat an vieles gedacht.

    Die meisten Arbeiten lassen sich aber erledigen wenn die Heizung noch dran ist, sie läßt sich sogar nach unten ausklappen um besser dranzukommen.

    Ein paar Samstage schrauben hat man mit einer defekten Standheizung schnell verbraten, besonders wenn es die erste ist.
     
  8. #8 Max07321, 05.02.2009
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    hallo zusammen!
    ich habe dieses forum über google gefunden.
    ich fahre einen 190D bj 87, und möchte ihm ein bischen mehr komfort einhauchen ;)
    zu diesem zweck habe ich mir eine webasto DBW46 gekauft.
    habe sie hier vor meinem zimmer aufgebaut für testzwecke. bis jetzt hab ich den kabelbaum überholt, sowie eine neue temp.-sicherung veraut.
    nun mein problem ist ähnlich wie eures:
    sie zündet und heizt, jedoch nach ca 2 min schaltet sie ab, außerdem qualmt sie teilweise stark aus dem ansaugschalldämpfer.
    die widerstandswerte des temp-sensors scheinen ok:
    Eiswasser:800ohm
    Auf meiner Heizung: 1000ohm
    nun hab ich den flammwächter in verdacht (juhu er geht leicht aus dem gehäuse :) )
    habe eine anleitung, dort steht: messen: im dunklen zustand kann man 12 volt messen, im "hellen" zustand ca 1V,....nunja: meiner hat noch bevor die heizung zündet, ganz einfach immer ca 1,3V
    kann man davon ausgehen das der defekt hier zu finden ist?
    ich mein wenn der flammwächter immer sagt "flamme da" was er doch bei einem volt macht? würde die heizung doch anbleiben oder nicht?
    wäre nett wenn ihr mir helft. bin elektronisch nicht so gut drauf :)
    danke
    mfg
     
  9. #9 Elektroniker, 05.02.2009
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    Skoda 3.6 ... aber nicht l/100km
    Ja, vom Defekt des Flammensensors ist auszugehen.
    Ganz so dümmlich gestrickt ist die Flammenüberwachung natürlich nicht.
    Die Überwachungselektronik erwartet einen Wechsel von hochohmig (12V) auf niederohmig(1V) wenn der Zündvorgang erfolgreich war.
    Bleibt der IR-Lichtsensor permanent niederohmig muss eine Störung angenommen werden. Du könntest höchstens zum Testen mal Sensor spielen und einige Sekunden nach Flammstart von Hand den niederohmigen Sensor wieder ansachliessen. Vorher natürlich abklemmen. Bleibt die Heizung laufen hast du Gewissheit.
     
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