Die neue Mercedes-Benz R-Klasse im Klima-Wind-Kanal

Um ein so geräumiges Interieur wie das der neuen Mercedes-Benz R-Klasse wirksam zu klimatisieren, bedarf es vor allem zweier Voraussetzungen: großer Erfahrung und leistungsfähiger Technik. Immerhin: Mit einem Innenraumvolumen von 4,5 Kubikmetern, einer Frontscheibenfläche von 1,5 Quadratmetern und dem auf Wunsch lieferbaren Panorama-Schiebedach mit 1,2 Quadratmetern Glasfläche übertrifft der Grand Sports Tourer die vergleichbaren Maße anderer Automobile deutlich. Das war für die Klimatisierungsexperten im Mercedes-Benz Technology Center eine besondere HerausForderung, die sie mit Kompetenz und Know-how meisterten. Neben Praxiserprobungen in allen Klimazonen absolvierte der Grand Sports Tourer auch im weltgrößten Klima-Wind-Kanal ein aufwändiges Testprogramm.

In dieser einzigartigen Anlage der Wiener RTA Rail Tec Arsenal GmbH können nahezu alle Wetterbedingungen simuliert werden - auf Knopfdruck und stets unter reproduzierbaren Laborbedingungen. So ermöglicht der Klima-Wind-Kanal jahreszeitliche Wetter- und Klimawechsel innerhalb weniger Stunden: Mit einer Geschwindigkeit von durchschnittlich zehn Kelvin pro Stunde kühlt sich das Testzentrum beispielsweise in nur sieben Stunden von plus 40 Grad Celsius auf bis zu minus 30 Grad Celsius ab. Während der Tests lassen sich Wetter-Phänomene wie orkanartiger Wind mit bis zu 300 km/h, extreme Sonneneinstrahlungen mit einer Sonnenlast, die unter freiem Himmel selbst an den heißesten Orten der Erde nicht erreicht wird, tropischer Regen oder Schnee bei Temperaturen von minus fünf bis minus 25 Grad Celsius zuschalten.

Mit der serienmäßigen Klimatisierungsautomatik THERMATIC bietet die neue Mercedes-Benz R-Klasse ihren Passagieren unter allen Wetter- und Temperaturbedingungen höchsten Klima-Komfort. Auf Wunsch ist die Multi-Zone-THERMO-TRONIC lieferbar, die eine individuelle Temperaturwahl in drei Zonen bietet: für Fahrer und Beifahrer sowie für die Fondpassagiere in der zweiten Sitzreihe. Zusätzlich lässt sich die Multi-Zone-THERMOTRONIC durch eine Heck-Klimaanlage für die dritte Sitzreihe ergänzen. Sie findet im Fond hinter der linken Seitenwandverkleidung Platz.

Beide Klimaanlage wurden speziell auf die großzügigen Raumverhältnisse an Bord der neuen R-Klasse abgestimmt und zeichnen sich deshalb durch vorbildliche Leistungsdaten aus. Sie garantieren im Sommer eine rasche Abkühlung des Innenraums und sorgen im Winter dafür, dass sich die Passagiere selbst bei arktischen Außentemperaturen wohl fühlen. So beträgt die maximale Heizleistung, die laut Testvorschrift bei einer auf minus 20 Grad Celsius abgekühlten Außenluft und einer Kühlmitteltemperatur von 80 Grad Celsius gemessen wird, zehn Kilowatt. Das entspricht ungefähr dem Leistungsvermögen der Zentralheizung eines modernen Einfamilienhauses.

Beim Dieselmodell R 320 CDI tritt je nach Außentemperatur zusätzlich ein elektrisches PTC-Heizelement (Positive Temperature Coefficient) in Aktion und unterstützt den Heizungs-Wärmetauscher mit einer Heizleistung von 1,7 Kilowatt. Die Mitarbeit der PTC-Heizung ist notwendig, da der CDI-Sechszylinder aufgrund seines hohen thermischen Wirkungsgrads zwar sehr verbrauchsgünstig arbeitet, aber im Teillastbereich deutlich weniger Wärme an das Kühlmittel abgibt als andere Motoren.

Für die Kühlung des geräumigen Interieurs steigert die Klima-Automatik die maximale Luftmenge auf 640 Kilogramm pro Stunde; die Kälteleistung beträgt neun Kilowatt.

THERMATIC: Klima-Komfort in zwei Zonen

Die Klimatisierungsautomatik THERMATIC arbeitet sensorgesteuert je nach Temperatur und Sonneneinstrahlung. Insgesamt neun Sensoren steuern die Anlage: Sieben Ausblasfühler in den Belüftungsdüsen überwachen die Temperatur der einströmenden Luft, ein Sensor in der Bedieneinheit misst die Innenraumtemperatur und ein Sonnensensor auf der Instrumententafel liefert Daten über Intensität und Einfallswinkel der Sonnenstrahlen. Für den schnellen Informationsaustausch aller Komponenten nutzt die THERMATIC einen eigenen Datenbus, der die Sensoren mit der Elektronik für die Steuerung der Luftklappen und dem eigentlichen Klima-Computer verbindet. Dieser Rechner ist außerdem an den Innenraum-Datenbus angeschlossen, über den er wichtige Zusatz-Informationen wie Batteriespannung, Kühlmitteltemperatur, Motordrehzahl, Fahrgeschwindigkeit sowie Druck des Kältemittels empfängt.

Damit sind alle Voraussetzungen geschaffen, um die von den Passagieren gewünschten Sollwerte mit den gemessenen Istwerten zu vergleichen und die Klimaanlage zu steuern. Das bedeutet: Im Automatik-Modus werden Temperatur, Gebläsedrehzahl und Luftverteilung stets so geregelt, dass die von Fahrer und Beifahrer eingestellten Wunschtemperaturen jederzeit erreicht werden und konstant bleiben. Dazu variiert die Klima-Automatik beispielsweise bei hoher Außentemperatur den Umluftanteil, um einerseits den Fahrgastraum schneller abzukühlen und andererseits den Kühlleistungsbedarf zu MINImieren.

Der Klima-Kompressor arbeitet stufenlos und ermöglicht dadurch einen bedarfsgerechten – sprich: wirtschaftlichen - Betrieb der THERMATIC. Die stufenlose Regelung übernimmt ein Magnetventil; es variiert das Hubvolumen des Klima-Kompressors.

Fahrer und Beifahrer können ihre Wunschtemperatur einzeln mithilfe formschöner Drehregler vorwählen. Rote Leuchtdioden zeigen den eingestellten Wert an. In den rechten Bedienregler sind Tasten für die Fondraumbelüftung und die Restwärmenutzung integriert. Im Mittelbereich zwischen den Bedienreglern wurden Taster für die manuelle Einstellung der Gebläsedrehzahl, für die Defrost-Funktion, für die Heckscheibenheizung, für den Umluftbetrieb und für die Luftstromverteilung angeordnet.

Für die Mitfahrer in der zweiten Sitzreihe haben die Mercedes-Ingenieure ein zusätzliches Bedienteil entwickelt. Es befindet sich an der Rückseite der Tunnelverkleidung und ermöglicht für beide Sitzplätze eine individuelle Einstellung der Luftverteilung.

Multi-Zone-THERMOTRONIC: Mit Booster-Gebläse für den Fond

Die Multi-Zone-THERMOTRONIC (Wunschausstattung) bietet noch höheren Klima-Komfort, von dem vor allem die Fondpassagiere profitieren. Mercedes-Benz hat hier das Prinzip der Drei-Zonen-Klimatisierung verwirklicht: Neben Fahrer und Beifahrer können auch die Mitfahrer in der zweiten Sitzreihe Temperatur, Luftmenge und Luftverteilung individuell einstellen. Dazu ist ein zusätzliches Booster-Gebläse an Bord, das in der Tunnelverkleidung Platz findet und eine unabhängige Luftmengenregelung für den Fond ermöglicht.

Noch aufwändiger ist auch die Sensorik der Komfort-Klimatisierungsautomatik. Insgesamt versorgen elf Messfühler den Mikro-Computer der Multi-Zone-THERMOTRONIC mit aktuellen Daten: Neben den sieben Ausblas-Temperaturfühlern in den Belüftungsdüsen, dem zentralen Temperatursensor im Bediengerät und dem Sonnensensor wird die Klima-Automatik auch je nach Luftfeuchtigkeit gesteuert. Die entsprechenden Messdaten liefert ein Taupunktsensor.

In Verbindung mit dem stufenlos regelbaren Kältemittelverdichter ermöglicht dieser Feuchte-Sensor eine bedarfsgerechte Steuerung der Klimatisierungs-Automatik. So wird die einströmende Luft zunächst je nach Feuchtigkeitsgehalt abgekühlt, getrocknet und anschließend auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt. Vorteil: Die Klimaanlage arbeitet deutlich wirtschaftlicher als herkömmliche Systeme und bietet einen höheren Komfort.

Ist zusätzlich eine Fond-Klimaanlage eingebaut, erhöht sich die Zahl der Ausblastemperaturfühler auf 13.

Zudem ist die Multi-Zone-THERMOTRONIC der neuen R-Klasse mit einem Schadgassensor ausgestattet, der den Kohlenmonoxid- und Stickoxidanteil in der Außenluft misst. Bei zu hohen Schadstoffkonzentrationen schaltet die Klimaanlage automatisch in den Umluftbetrieb. Im Frischluftmodus ist permanent ein Aktivkohlefilter zugeschaltet, der Schadstoffe adsorbiert und auch die Geruchsbelästigung der Auto-Insassen vermindert.

Leuchtdioden an den griffgünstigen und formschönen Drehreglern im Bediengerät der Multi-Zone-THERMOTRONIC informieren Fahrer und Beifahrer über die eingestellten Wunschtemperaturen. Die "Mono"-Taste im linken Bedienregler ermöglicht es, die Einstellungen für Fahrer- und Beifahrerseite sowie für den Fond zu synchronisieren und die Temperaturwahl auf den linken Drehregler zu übertragen.

Klima-Wind-Kanal Wien: Wind, Sonne, Regen und Schnee auf Knopfdruck

• Weltweit größte Anlage dieser Art
• Hightech-Prüfstand für Fahrzeugentwickler und Wissenschaftler

Nach nur zweijähriger Bauzeit nahm die Wiener RTA Rail Tec Arsenal Fahrzeugversuchsanlage GmbH im Januar 2003 den größten Klima-Wind-Kanal der Welt in Betrieb. Hier werden seitdem komplette Hochgeschwindigkeitszüge, Lokomotiven, Straßenbahnen, Lastkraftwagen, Busse und Personenwagen auf ihre Praxiseinsätze vorbereitet.

Die rund 140 Meter lange, 50 Meter breite und 20 Meter hohe Anlage beherbergt zwei parallel angeordnete und voneinander unabhängig steuerbare Klima-Wind-Kanäle, die Entwicklungsingenieuren für Schienen- und Straßenfahrzeuge ideale Testbedingungen bieten: Auf dem Rollenprüfstand (850 kW) des großen, 100 Meter langen Klima-Wind-Kanals lassen sich Hochgeschwindigkeitszüge bei einem Tempo von bis zu 300 km/h und Temperaturen von minus 50 bis plus 60 Grad Celsius erproben. Der kleine Klima-Wind-Kanal misst in der Länge 31 Meter und ist mit einem Dynamometer (250 kW) ausgestattet, das Straßenfahrzeuge bis auf eine Geschwindigkeit von 120 km/h beschleunigt. Der elektrische Energiebedarf des Testzentrums von insgesamt rund 15 Megawatt entspricht dem einer Kleinstadt mit etwa 3.000 Einwohnern.

Je nach Versuchsprogramm können in beiden Anlagen quasi auf Knopfdruck Wind, Regen, Schnee oder extremes Sonnenlicht erzeugt werden. Die Möglichkeit, nicht nur jedes denkbare Klima zu erzeugen, sondern auch bestimmte Praxissituationen wie Tunnelfahrten oder Stop-and-go-Verkehr zu simulieren, machen das Wiener Testzentrum weltweit einzigartig.

Orkanartiger Sturm, extremer Regen oder Sonne pur

Dank der einzigartigen Hightech-Ausstattung lassen sich in der Wiener Testanlage nahezu alle Wetterbedingungen simulieren - auf Knopfdruck und stets unter reproduzierbaren Laborbedingungen:

• Wind: Ein Hochleistungsgebläse mit 6,30 Meter Durchmesser ermöglicht im großen Klima-Wind-Kanal eine Windgeschwindigkeit von maximal 300 km/h. Der Luftdurchsatz beträgt bis zu 1.000 Kubikmeter pro Sekunde.
• Sonne: Für die Sonnensimulation ist im großen Klima-Wind-Kanal ein seitliches Sonnenfeld mit 47,5 Meter Länge und im kleinen Klima-Wind-Kanal mit 30 Meter installiert. Bis zu 400 Metallhalogenid-Lampen mit einer Leistung von jeweils 1.000 Watt erzeugen eine Sonnenlast, die unter freiem Himmel selbst an den heißesten Orten der Erde nicht erreicht wird: 1.000 Watt pro Quadratmeter Fahrzeugoberfläche.
• Regen: An den Decken der Klima-Wind-Kanäle sind Düsen angeordnet, die eine maximale stündliche Niederschlagsmenge von 80 Litern pro Quadratmeter ermöglichen. Für die frontale Regensimulation werden zusätzlich Einzeldüsen aufgestellt.
• Schnee: Bei bis zu 160 km/h Luftgeschwindigkeit und Temperaturen von minus fünf bis minus 25 Grad Celsius lassen sich in der Wiener Testanlage mittels Druckluft und kaltem Wasser alle erdenklichen Schneesorten erzeugen. Ein Schneerigg kann so im Klima-Wind-Kanal aufgestellt werden, dass über die gesamte Frontpartie eines Fahrzeuges eine gleichförmige Beschneiung und Vereisung möglich ist. Für lokales Beschneien sind entlang der Kammern Anschlüsse vorgesehen, wo geeignete Schnee- oder Beregnungsdüsen angebracht werden können.