Lambdasonde (allgemein)

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Dieser Artikel betrifft:
Modell: alle
Motor: alle mit Lambdaregelung
Baujahr: alle
Sonstiges: -
Schema Lambdasonde
Lambdadiagramm

Das Motormanagement benötigt zur Regelung der Gemischzusammensetzung und somit zur Abgaszusammensetzung einen Messwertgeber, der die Abgase messen kann bzw. erkennen kann, ob das Gemisch zu fett oder zu mager ist. Diese Aufgabe übernimmt nun die Lambdasonde. Sie misst ständig den Sauerstoffanteil im Abgas, der nach der Verbrennung überbleibt.

Die Lambdasonde ermittelt die Abgaskonzentration durch eine vergleichende Sauerstoffmessung: Der Sauerstoffgehalt der Außenluft (ca. 20,8%) wird mit dem Restsauerstoff im Abgas verglichen. Der Sauerstoff der Außenluft bildet somit den Referenzwert, der konstant bleibt. Befindet sich zum Beispiel ein Restsauerstoffgehalt von 2% (mager) im Abgas so entsteht aufgrund der Differenz ein Spannungssignal von ca. 0,1 V. Sind weniger als 2% Restsauerstoff vorhanden (fett) so macht sich das durch eine erhöhte Differenz zum Außenluftsauerstoff und einer Sondenspannung von ca. 0,9% bemerkbar. Diese Unterschiede werden über ein Spannungssignal an das Steuergerät weitergegeben.. Das Steuergerät korrigiert dann Zündung und Einspritzung entsprechend.


Grundprinzip der Lambdaregelung

Damit die Gemischzusammensetzung sich ständig im Lambdafenster bewegt (d.h. in dem Bereich, der für die optimale Wirkung des Katalysators erforderlich ist), wird die Lambdasonde vor dem Katalysator ins Abgasrohr gebaut. Fette (λ < 1) oder magere (λ > 1) Gemische drücken sich durch weniger oder mehr Restsauerstoff im Abgas aus. Die Lambdasondenspannung erfasst die Differenz zwischen Außenluftsauerstoff und Restsauerstoff im Abgas als Spannungssignal (0,9 V bzw. 0,1 V) und gibt diese Information an das Steuergerät weiter. Das Steuergerät beeinflusst das Gemischbildungssystem durch kürzere oder längere Einspritzzeiten und somit auch auch die Luftzahl Lambda. · bei Meldung "mageres Gemisch" an das Steuergerät wird angefettet · bei Meldung "fettes Gemisch" an das Steuergerät wird abgemagert


Prüfung der Lambdasonde im geschlossenen Regelkreis

Damit die Lambdasonde ihre Anspringtemperatur von ca. 250-300°C erreicht, müssen Motor und Sonde betriebswarm sein. Zur Prüfung wird ein Voltmeter am Stecker der Lambdasonde angeschlossen. Es ist oft hilfreich und sinnvoll einen passenden (selbstgebastelten) Adapterstecker dazwischenzuhängen. Bei Voltmetern mit Analoganzeige sind die Spannungssprünge besser zu erkennen. Handheld-Oszilloskope wie beispielsweise das PMS 100 von Bosch sind wegen ihrer Aufzeichnungs- und Speichermöglichkeiten noch besser, benötigen aber einen speziellen Filter. Bei betriebswarmen Motor und Sonde muss dass Voltmeter zwischen 0,1 V und 0,9 V hin und her pendeln.

Mit zunehmender Laufleistung wird die Platinbeschichtung der Sonde durch chemische und thermische Abnutzung inaktiv (Sondenalterung). Die abgegebene Spannung bewegt sich dann hin zu niedrigeren Spannungswerten. Wenn die Referenzspannung von 0,5 V nicht mehr überschritten wird, wird auch die Information "fettes Gemisch" nicht mehr an das Steuergerät gegeben - und das Steuergerät fettet ständig an!


Außerdem kann die Sondenheizung ausfallen. (Überprüfung Durch Messen der Stromaufnahme!) Die Folge ist ein stark verzögertes Erreichen der Betriebstemperatur - und somit ein Ausfall der Regelung über weite Betriebsbereiche wie Kurzstrecken und Leerlauf.


Kompendium zu Lambdasonden

Weiterhin gibt es ein frei erhältliches Kompendium zu Lambdasonden von der Firma BERU.

Dieses beinhaltet eine umfassende Informationen zur Funktionsweise und geht dann sukzessive über zur Dehlersuche und Diagnose. U.a. sind folgende Kapitel enthalten:

  • Das Prinzip der vergleichenden Sauerstoffmessung
  • Aufbau und Funktion einer Lambda-Sonde
  • Sondenheizung und Verkabelung
  • Grundprinzip der Lambda-Regelung
  • Prüfung der Lambda-Sonde
  • Der geschlossene Regelkreis
  • Fehlersuche bei der Lambda-Regelung
  • Überwachung und Analyse des Katalysatorzustandes
  • Typische Defekte an Lambda-Sonden

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Referenzen & Weblinks: