Kategorie: PKWAuspuff- & AbgasanlageLambdasonde

Die Lambdasonde

Um den Restsauerstoffgehalt in den Abgasen eines Motors (egal ob Diesel Motor oder Benzin Motor) zu ermitteln installieren die Automobilhersteller direkt nach dem Katalysator die sogenannte Lambdasonde. Die in den 70ern entwickelte Lambdasonde wurde erstmals in den US Amerikanischen Fahrzeugen von Volvo verbaut und von Bosch entwickelt.  Für die exakte Ermittlung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis greift die Lambdasonde auf zwei Messprinzipien zurück, welche dann als Lambdawert gelistet werden. Das erste Prinzip der Lambdasonde ist die Messung der Festkörperelektrolyten und deren Spannung (auch Nernstsonde genannt). Im zweiten System wird die Änderung des Wiederstandes an der Keramik gemessen. Durch diese eigene Analyse gelingt es dem Motor sein  Luft-Kraftstoff-Verhältnis selbstständig anhand der Messungen der Lambdasonde anzupassen. Durch dieses System kann der Motor sich selbst feinjustieren und das optimale Kraftstoffgemisch produzieren welches der Katalysator zur Reinigung der Abgase genötigt.

Die heutigen Katalysatoren benötigen durchgehend ein ideales Luft-Kraftstoff-Verhältnis um die Schadstoffe aus den Abgasen zu filtern bzw. umzuwandeln. Die hinter dem Katalysator (direkt im Abgasstrom) liegende Lambdasonde nimmt den Istwert und regelt über die Bordelektronik soweit nach bis der Lambdawert  1 erreicht wird.

Die Lambdasonde und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (auch stöchiometrisches Verhältnis genannt)

Das ideale Verhältnis der Frischluft zu dem Kraftstoff wird im Lambdawert angegeben.  Der perfekte Wert liegt bei Lambda 1 (Benzinmotoren). In diesem Wert der Lambdasonde liegt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei 14,7 kg Luft auf nur einem kg Kraftstoff. Dieses Mischungsverhältnis sorgt für einen idealen Rundlauf des Motors und besten Filtereigenschaften des Katalysators. Ist das Gemisch mit zu wenig Kraftstoff versehen (mageres Gemisch) zeigt die Lambdasonde dieses an und regelt über die Bordelektronik nach. Bei diesem Mischungsverhältnis wird der Lambdawert  „Lambda >1“ angezeigt was eine zu hohe Konzentration an Luft im Verbrennungsraum bedeutet. Sollte zu viel Kraftstoff im Luft- Kraftstoffgemisch sein (fettes Gemisch) wird dieses mit „Lambda<1“ von der Lambdasonde an das Motorsteuergerät gesendet und dort nachgeregelt.

Der Aufbau der Lambdasonde

In den Anfängen wurde die Lambdasonde als sogenannte Fingersonde produziert. Das Sensorelement der Lambdasonde wurde wie ein Finger oder ein Hütchen geformt und direkt im Abgasstrom platziert. Diese Lambdasonde findet auch heute noch Verwendung da sie das simpelste System zur Analyse der Abgaswerte verwendet, dort werden die Abgase mit einer Referenzluft verglichen und so die Werte der Lambdasonde ermittelt. Um die Lambdasonde durchgehen auf Temperatur zu halten ist sie von einem Schutzrohr ummantelt. Dieses Schutzrohr schützt die Lambdasonde auch vor äußerlichen Einflüssen und  Fremdeinwirkung. Das Schutzrohr der Lambdasonde ist mit kleinen Löchern versehen die trotz Schutzfunktion ein durchlassen der Abgase erlaubt.

Modernerer Lambdasonden werden aufwendiger Produziert, da Hochleistungsmotoren eine genauere und schnellere Analyse der Lambdawerte benötigen. Bei dieser Lambdasonde wird eine Planetentechnik verwendet. Dieses System wir aus mehreren Schichten (verschiedene Materialien) und besitzt bereits eine eingebaute Sonden Heizung.