Lambdasonde

Die Lambdasonde misst das exakte Mischungsverhältnis von Luft und Kraftstoff im Motor. Die Verbrennung hat einen idealen Wert von 1 Teil Luft zu 1 Teil Kraftstoff = Lambda-Wert 1. Über die Lambdasonde wird das Kraftstoff-Luftgemisch gesteuert.

Während des laufenden Betriebes schwankt der Lambda-Wert, es entsteht ein eher fettes Gemisch mit einem Luftmangel (Lambda-Wert ~ 0,9) oder einem eher mageren Gemisch (Lambda-Wert ~ 1,1). Bei fettem Gemisch leistet der Motor mehr, verbraucht aber auch mehr. Zudem arbeitet der Katalysator, der die Schadstoffe im Abgas reduziert, am besten beim optimalen Lambdawert von 1. Allein aus diesem Grund ist das elektronische Motormanagement über die Signale der Lambdasonde unerlässlich. Diese misst im Abgas den Restsauerstoff nach der Verbrennung, daraus wird das Mischungsverhältnis errechnet. Die Lambdasonde vergleicht den Restsauerstoff mit dem Sauerstoffgehalt der Ansaugluft, der ~20,8% beträgt und damit den konstanten Referenzwert darstellt. In der Lambdasonde werden durch die Differenzen zwischen dem Sauerstoffgehalt des Abgases und der Außenluft winzige elektrische Spannungen erzeugt, die elektronisch in die Ermittlung des Mischungsverhältnisses "übersetzt" werden. Die Signale werden an ein Steuergerät weitergegeben, über das die Einspritzung von Kraftstoff geregelt wird, um das korrekte Mischungsverhältnis vom Lambda-Wert ~ 1 aufrecht zu erhalten.

Die Sonde besteht aus Spezialkeramik mit gasdurchlässigen Platinelektroden. Auf der einen Seite der Keramik strömt das Abgas, die andere Seite ist mit der Außenluft in Kontakt. Durch die poröse Keramik diffundiert der Luftsauerstoff, die Keramik wird zudem ab 300° Celsius leitend, der Elektrolyt aus Zirkondioxyd lässt Sauerstoffionen durch und sperrt Elektronen. Die Sauerstoffionen wandern zum Abgas mit der geringeren Sauerstoffkonzentration, die Differenz zwischen Ionen und Elektronen kann als Spannung gemessen werden. Die Spannung wird dient als Messwert, der an die Steuerungseinheit der Motoreinspritzung gesendet wird.

Da die Lambdasonde hohen Temperaturen, chemischen Reaktionen und Vibrationen ausgesetzt ist, unterliegt sie einem natürlichen Verschleiß, ihre Leistungsfähigkeit nimmt ab. Ihre Signale werden dann zu langsam oder zu schwach, in der Regel schaltet die Lambdasonde auf Notlauf um, was bedeutet, um den Motor vor einem zu mageren Gemisch und damit vor Überhitzung zu schützen, werden Signale gesandt, die das Gemisch anfetten. Der Verbrauch des Fahrzeugs steigt dadurch spürbar an, im Durchschnitt um 15 Prozent, im Stadtverkehr noch weit darüber. Außerdem arbeitet der Katalysator wesentlich schlechter, was an den Abgaswerten deutlich abzulesen ist.

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