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Falsch erkannt: Fehldiagnose eines Kühlsystemproblems

Ich habe kürzlich einem Freund bei einem Problem mit dem Kühlsystem seines 1974er BMW 2002 geholfen. Es war eines dieser Erlebnisse, bei denen alles ganz einfach zu sein schien, und doch kamen wir zu genau der falschen Schlussfolgerung. Es lohnt sich zu verstehen, warum.

Wir waren auf einer Fahrt zu einer BMW-Veranstaltung in Greenville, South Carolina. Das Auto meines Freundes und sein kürzlich überholter Motor hatten auf der tausend Meilen langen Fahrt einwandfrei funktioniert. Doch als wir in Greenville ankamen und uns in unseren jeweiligen Hotels einrichteten, schrieb er mir eine SMS und berichtete, dass das Auto überhitzte und die Temperaturanzeige beim Aufwärmen, im Stand oder beim Fahren in den roten Bereich stieg. Er befühlte den unteren Kühlerschlauch und stellte fest, dass er kalt war, was darauf hindeutete, dass das Thermostat nicht öffnete. Er besorgte ein anderes Thermostat, fuhr den Wagen vorsichtig zu einem nahegelegenen NAPA-Laden, kaufte Kühlmittel und eine Auffangwanne und wechselte das Thermostat auf dem Parkplatz aus, aber das Problem war damit nicht behoben.

We've all been taught that if the lower radiator hose is cold, the thermostat isn't opening, and it's true, but there can be more to it than that.
Wir haben alle gelernt, dass das Thermostat nicht öffnet, wenn der untere Kühlerschlauch kalt ist, und das stimmt auch, aber es kann mehr dahinterstecken als das. Rob Siegel

Zunächst sollten wir uns über die Terminologie klar werden. Das Wort „Überhitzung“ kann zwei Bedeutungen haben. Es kann bedeuten, dass die Temperaturanzeige in den roten Bereich geht, das System aber noch geschlossen ist und unter Druck steht, oder dass der Besitzer die Warnzeichen ignoriert und das Auto weiter gefahren hat und die Kühlflüssigkeit unter dem Kühlerdeckel herausgeflossen ist, wodurch der klassische dampfende Motorraum entstanden ist. Bei einem Auto mit einem Aluminiumkopf sollte man letzteres unbedingt vermeiden, da sich der Kopf sonst verziehen oder Risse bekommen kann. Indem er anhielt, als die Temperatur den roten Bereich küsste, tat mein Freund genau das, was er hätte tun sollen, um eine Katastrophe zu verhindern.

Nun möchte ich den Unterschied zwischen Überhitzung, wie oben beschrieben, und Heißlaufen erklären. Wenn das Kühlsystem grundsätzlich funktioniert (kein Frostschutzmittel läuft aus, das Thermostat öffnet sich, die Wasserpumpe dreht sich, der Lüfter bläst) und die Temperatur etwa in der Mitte des Messgeräts liegt, wenn das Auto mit hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn gefahren wird, aber bei heißem Wetter in den roten Bereich geht, wenn das Auto im Verkehr steht, wird das Problem fast immer entweder durch einen teilweise verstopften Kühler, einen zu kleinen oder zu langsamen Lüfter oder durch beides verursacht.

Wenn ein Auto jedoch in allen Situationen überhitzt, hat es normalerweise eine von sechs Ursachen. Der Thermostat kann fest geschlossen sein. Der Kühler kann stark verstopft sein, was sich oft als festsitzendes Thermostat tarnt. Das Laufrad an der Rückseite der Wasserpumpe bewegt möglicherweise kein Kühlmittel mehr, weil es abgebrochen oder stark korrodiert ist. Möglicherweise muss die Luft aus dem Kühlsystem abgelassen werden. Es könnte eine Verengung in einem der Kühlmittelkanäle im Motor vorliegen. Oder die Kopfdichtung ist geplatzt.

An example of a water pump whose impeller is so corroded that its ability to move coolant is seriously compromised.
Ein Beispiel für eine Wasserpumpe, deren Laufrad so korrodiert ist, dass ihre Fähigkeit, Kühlmittel zu fördern, ernsthaft beeinträchtigt ist. Rob Siegel

Natürlich gibt es noch eine andere Möglichkeit – das Auto läuft nicht wirklich heiß und das Problem liegt im Messgerät oder Sensor. Oft hört man: „Prüfen Sie das mit einer Infrarot-Temperaturpistole“, aber das ist nicht so einfach, wie viele Leute glauben. Die meisten Thermostate öffnen sich irgendwo im Bereich von 160-200°F, und die meisten Motoren werden bei etwa 200°F warm, aber das bedeutet nicht, dass Sie diese Zahlen auf der Infrarotpistole sehen werden. Dafür gibt es ein paar Gründe. Erstens ist der Temperatursensor des Fahrzeugs in die Kühlflüssigkeit des geschlossenen Systems eingetaucht, während Sie die Infrarotpistole nur auf die Außenseite eines Schlauchs oder einer Metallkomponente richten können, so dass die IR-Pistole Ihnen niemals die tatsächliche Kühlmitteltemperatur anzeigen wird. Außerdem können die Messwerte an Gummischläuchen, metallischen Kühlerhälsen und Thermostatgehäusen erheblich voneinander abweichen. Zweitens ist die Temperaturanzeige auf dem Armaturenbrett nicht in Grad kalibriert. Wenn Sie also nicht schon mit der IR-Pistole herumgespielt haben, als Ihr Auto noch normal lief, und gelernt haben, dass die Hälfte der Anzeige, sagen wir, 200°F am Kühler entspricht, ist der Wert auf der Pistole nicht so aussagekräftig, wie Sie denken. Wenn man sich eine Weile mit Autos beschäftigt hat, kann das „Wenn es sich heiß anfühlt, ist es heiß, und wenn nicht, ist es nicht heiß“-Gefühl aussagekräftiger sein als die Pistole.

Aber selbst wenn man eine IR-Pistole benutzt und feststellt, dass alles in Ordnung ist und das Problem in der Anzeige liegt, haben Sie schon einmal versucht, ein Auto über eine längere Strecke mit einer angehaltenen Temperaturanzeige zu fahren? Das ist unglaublich anstrengend. Alles, woran Sie denken können, ist: „Was passiert, wenn wirklich etwas schief geht, während die Anzeige festhängt?“

Infrared temperature guns are popular, but you really need to use them before you have trouble in order to get a baseline on what the temperature should be. This is on the upper radiator tank of a barely warmed-up car.
Infrarot-Temperaturmessgeräte sind sehr beliebt, aber man muss sie wirklich benutzen, bevor man Probleme hat, um einen Grundwert für die Temperatur zu erhalten. Dies ist am oberen Kühlertank eines kaum aufgewärmten Autos. Rob Siegel

Womit wir wieder bei der Geschichte wären. Mein Freund humpelte mit seinem heißgelaufenen Auto zu meinem Hotel, wobei er jedes Mal anhielt, wenn sich die Temperaturanzeige dem roten Bereich näherte, und wartete, bis er abgekühlt war. Als ich ihn am Bordstein traf, konnte ich seine Beobachtungen bestätigen. Ich beobachtete mit eigenen Augen, wie das Auto angelassen und aufgewärmt wurde, und sah, wie die Temperaturanzeige stetig vom blauen Bereich in die Mitte und dann auf den roten Bereich anstieg. Ich fühlte den unteren Kühlerschlauch und er war tatsächlich kalt. Ich stimmte zu, dass es sich um die typischen Symptome eines Autos handelte, dessen Thermostat nicht öffnete. Die Tatsache, dass er das Thermostat ausgetauscht hatte, ohne dass das Problem dadurch gelöst wurde, war seltsam, aber im Zeitalter der Globalisierung und der Schrottteile kenne ich Leute, die mehrere defekte Thermostate hintereinander hatten.

Ich überprüfte, ob die Wasserpumpe tatsächlich Kühlflüssigkeit bewegte. Wenn das Thermostat offen ist, kann man normalerweise sehen, wie sich das Kühlmittel durch den Tank oben im Kühler bewegt, aber wenn das Thermostat geschlossen ist, funktioniert das nicht. Der Motor des 2002er hat einen „Wasserteiler“, der an der Seite des Kopfes angeschraubt ist. Der Kühlmitteltemperatursensor ist dort eingeschraubt. Es war ein Leichtes, den Sensor abzuschrauben und zu überprüfen, ob tatsächlich Kühlmittel durch den Sensor fließt. Und sowohl der Wasserverteiler als auch der Thermostat fühlten sich heiß an. Ich griff ins Innere und schaltete die Heizung ein, und warme Luft strömte aus den Lüftungsöffnungen des Armaturenbretts. Ich hatte den Eindruck, dass sich das Kühlmittel bewegte.

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Der „Wasserteiler“ mit den Temperatursensoren. Wenn man einen der beiden abschraubt, kann man sehen, wie das Kühlmittel durchfließt. Rob Siegel

Ich testete die grobe Funktionalität des Sensors und des Messgeräts, indem ich den Sensor abschaltete und prüfte, ob das Messgerät auf Null fiel. Dann habe ich das Sensorkabel geerdet, und die Anzeige ging sofort hoch.

Was also noch? Das war ein neu aufgebauter Motor. Als ich in den Kühler schaute, waren keine Blasen oder Öl in der Kühlflüssigkeit zu sehen, was auf eine geplatzte Kopfdichtung oder einen gerissenen Kopf hindeutete. Ich konnte es nicht herausfinden, aber wie man in der medizinischen Welt sagt: „Wenn du Hufschläge hörst, denke an Pferde, nicht an Zebras.“ „Pferde“ wäre ein festsitzender Thermostat oder ein verstopfter Kühler. „Zebras“ wäre eine seltsame Einschränkung irgendwo.

Es war schon spät, also zogen wir das Auto meines Freundes in die Parkgarage meines Hotels und parkten es neben meinem eigenen BMW 2002. Ich brachte ihn für die Nacht zurück in sein Hotel.

Am Morgen holte ich meinen Freund ab und wir holten mehr Kühlmittel. Ich vergewisserte mich, dass mein Auto bis zur Hälfte der Anzeige lief und dass der untere Kühlerschlauch warm war, also öffnete sich das Thermostat an meinem Auto und meine Anzeige und mein Sensor funktionierten korrekt. Nachdem wir sein System entlüftet hatten – was keinen Unterschied machte -, tauschte ich die Teile des Kühlsystems meines Autos aus.

Ich nahm mir zuerst das Einfachste vor – den Kühlmitteltemperatursensor. Ich vergaß, meinen Kühlerdeckel zu lösen, und als ich den Sensor abschraubte, schoss Kühlmittel heraus, aber zum Glück war es nicht verbrühend. Ich tauschte die Sensoren aus und stellte keine Veränderung fest; mein Auto zeigte immer noch in der Mitte des Messgeräts an, aber sein Wert war immer noch zu niedrig und stieg in den roten Bereich, als es warm wurde.

Als nächstes tauschte ich die Thermostate aus. Der außen angebrachte Thermostat des 2002er machte dies einfach, wenn auch unschön. Der untere Schlauch öffnete sich immer noch nicht, und das Thermometer zeigte immer noch rot an.

The external thermostat on a BMW 2002 makes it easy to swap by undoing three hose clamps.
Das externe Thermostat eines BMW 2002 lässt sich leicht austauschen, indem man drei Schlauchschellen löst. Rob Siegel

Ich habe meinen Freund nach seinem Kühler gefragt. Er sagte, er sei kürzlich neu kalibriert worden. Dennoch schien es wahrscheinlich, dass der Kühler das Problem war.

Ich wollte gerade die Kühler austauschen (das ist ganz einfach; sie werden nur von vier 10-mm-Schrauben gehalten), aber ich hielt inne und dachte, dass ich damit noch warten sollte, weil es am einfachsten wäre, das Kombiinstrument auszutauschen. Da die Temperaturanzeige bei einem 2002er in der Regel sprunghaft ansteigt oder sich sofort auf einen hohen Wert einpendelt (ich habe noch nie erlebt, dass sie kalt anläuft, warm wird und sich dann auf einen falschen hohen Wert einpendelt), hatte ich keinen Grund, die Temperaturanzeige zu verdächtigen, aber es war etwas, das ich abhaken konnte. Und je länger ich mich damit beschäftige, desto mehr wird mir bewusst, dass ich jedes Mal, wenn ich denke „Ich glaube nicht, dass es das ist“, zugebe, dass ich einen blinden Fleck vor „das“ habe.

In diesem Moment kamen vier Freunde durch die Garage, Leute, die ich seit 30 Jahren aus dem Boston BMW Car Club of America kenne. Sie fragten, was wir hier machen, und ich erzählte ihnen alles. Es ist oft ärgerlich, wenn wohlmeinende Leute mit Ratschlägen zu etwas kommen, mit dem man schon Stunden verbracht hat, aber da ich die Ursache des Problems nicht kannte, versuchte ich, aufgeschlossen zu sein.

Ein Freund, der älteste und erfahrenste der Gruppe, legte seine Hände auf den Kühler und sagte sofort: „Du sagst, er überhitzt? Das Ding ist kaum warm.“

Ich hielt inne und sagte vorsichtig: „Er überhitzt nicht in dem Sinne, dass er Kühlflüssigkeit ausstößt, aber er läuft im roten Bereich, und ich habe keinen Grund, an der Anzeige zu zweifeln.“

„Wenn der Motor wirklich im roten Bereich laufen würde“, sagte mein älterer Freund, „wäre er brühend heiß. Man käme nicht an ihn heran. Und wenn du den Kühlerdeckel abnimmst, würde die Kühlflüssigkeit überall hinfließen und dich verbrennen.“

Mir wurde klar, dass er Recht hatte. Als ich vorhin dummerweise den Temperatursensor von meinem Auto gelöst hatte, wurde Druck freigesetzt und Kühlflüssigkeit schoss heraus. Plötzlich war das Austauschen der Messgeräte keine akademische Übung mehr. Mein Freund baute die Anzeige aus seinem Auto aus, und ich nahm die Anzeige aus meinem. Wir bauten meine in sein Auto ein, und zu meiner Überraschung zeigte die Temperaturanzeige nur etwa ein Viertel des Wertes an, der auf der Anzeige stand. Vielleicht lag es also an der Anzeige.

„Okay, bauen wir dein Kombiinstrument wieder ein“, sagte ich. „Wir sollten die hohe Temperatur wieder sehen. Wenn ja, dann haben wir es geschafft.“ Mein Freund balancierte das Kombiinstrument auf der Lenksäule und steckte das Kabel hinten an. Die Anzeige war in Ordnung. Ich kratzte mich am Kopf.

„Jetzt bauen wir das Kombiinstrument richtig ein“, sagte ich. „

Und so fanden wir die Ursache des Problems.

Da alte BMWs oft schwankende Gas- und Temperaturanzeigen haben, ist es üblich, ein zusätzliches Massekabel von der Rückseite des Kombiinstruments zur Karosserie zu führen. Manche Leute erden die Metallplatte auf der Rückseite des Kombiinstruments, andere wiederum erden direkt die Muttern auf der Rückseite der Pfosten, an denen die Temperatur- und Kraftstoffanzeige befestigt sind. So hatte es mein Freund gemacht.

Aber die Erdungsdrähte waren nicht das Problem. Erst als er die Ringklemme an der Rückseite des Temperaturmessers anschließen wollte, bemerkte er, dass sich die Anzeige auf dem Messgerät änderte, wenn er die Mutter auf der Rückseite des Pfostens drehte.

The nut on the threaded post holding in the temperature sensor.
Die Mutter auf dem Gewindestift, der den Temperatursensor hält. Rob Siegel

Ich fummelte an der Rückseite des Messgeräts herum. Es schien nicht an der lockeren Mutter zu liegen, sondern an einer elektromechanischen Verbindung zwischen dem Pfosten und dem Messgerät selbst. Ich fand heraus, dass ich durch einfaches Neigen des Pfostens zur einen oder anderen Seite das Messgerät drei verschiedene Werte anzeigen lassen konnte: Die niedrige (und anscheinend korrekte) Temperaturanzeige, eine künstlich hohe, aber vernünftige Anzeige oder eine zu hohe. Durch Versuch und Irrtum gelang es mir, die Dinge zu straffen und trotzdem die richtige Anzeige zu erhalten.

Und damit haben wir nicht nur das Auto repariert, sondern auch die falsche Spurensicherung rekonstruiert. Es ist eine faszinierende Studie darüber, wie man sich irren kann. Zusammengefasst:

1) Der Besitzer eines Autos, der kürzlich eine hohe Rechnung für den Einbau eines überholten Motors bezahlt hat, sieht, dass die Temperaturanzeige in den roten Bereich geht. Um den Kopf des neu eingebauten Motors nicht zu beschädigen, stellt er die Fahrt ein.

2) Der Besitzer fühlt den unteren Kühlerschlauch und stellt fest, dass er kalt ist. Er stellt fest, dass das Thermostat nicht öffnet, besorgt ein anderes Thermostat und baut es ein. Keine Veränderung.

3) Der Besitzer fährt das Auto zu meinem Hotel und hält an, sobald sich die Anzeige dem roten Bereich nähert.

4) Ich überprüfe das alles am Straßenrand.

5) Am nächsten Tag tausche ich das Thermostat erneut gegen ein bekanntes, gutes Thermostat aus meinem eigenen Auto aus, immer noch keine Veränderung.

Wie konnte es also so falsch sein? Weil das Auto nie lange genug gefahren wurde, um warm zu werden. Jedes Mal, wenn die Temperaturanzeige den roten Bereich berührte, schalteten wir ihn ab. Deshalb öffnete sich das Thermostat nicht.

Wir folgten der jahrzehntelangen Erfahrung, dass eine heiße Temperaturanzeige und ein kalter unterer Kühlerschlauch ein festsitzendes Thermostat bedeuten. Die kühlen Oktobertemperaturen in Greenville und die Tatsache, dass der Kühler erst kürzlich neu entkernt worden war, sorgten dafür, dass sich das Problem als Nicht-Problem herausstellte.

Der Aufwand war gering – mehrere Stunden Zeit und die Kosten für ein Thermostat, ein paar Liter Frostschutzmittel und eine Auffangwanne. Meinem Freund war es ein wenig peinlich, aber ich hätte das Gleiche getan.

Man lernt nie aus.