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Auf folgendem Bild mit 1 und 2 gekennzeichnet:

Beispiel "alter" Fahrzeugschein:

HSN (Zu 2 / 2.1): 0600
TSN (Zu 3 / 2.2): 911
Alter Fahrzeugschein

Beispiel "neuer" Fahrzeugschein:

HSN (Zu 2 / 2.1): 0588
TSN (Zu 3 / 2.2): ACV
Neuer Fahrzeugschein

Typ Baujahr kW/PS Motorcode Hubraum

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Sinn und Zweck der Lambdasonde

Das Funktionsprinzip jedes Verbrennungsmotors beruht auf ständig ablaufenden chemischen Reaktionen zwischen den Kohlenwasserstoffverbindungen im Kraftstoff und dem Luftsauerstoff. Die Lambdasonde in der Abgasanlage misst ständig den im Abgas noch enthaltenen Restsauerstoff und vergleicht diesen Wert mit dem augenblicklichen Sauerstoffgehalt in der Luft. Durch diesen Vergleich ist die Messsonde in der Lage, ein Verbrennungsluftverhältnis "Lambda" (λ) zu ermitteln und über ein Steuergerät mit Lambda-Regler damit die zuzuführende Luftmenge in den Motor zu regeln.

Anordnung der Lambdasonde

Die Messsonde befindet sich im Abgaskanal zwischen Motor und Katalysator. Die unterschiedlichen Zusammensetzungen der Abgase erzeugen in der Lambdasonde Signale, welche an das Steuergerät mit dem λ-Regler weitergegeben werden. Das Steuergerät erhält zusätzliche Impulse vom Luftmassenmesser.

Nähere Erläuterungen zur Lambdasonde

Die Luftverhältniszahl λ ist eine dimensionslose Kenngröße und wird gebildet durch das Verhältnis von tatsächlich zugeführter Luftmenge zu einer Mindestluftmenge, die zur Verbrennung notwendig ist. Die Zusammensetzung der Abgase wird maßgeblich bestimmt durch die Größe der Luftverhältniszahl λ.

Bei einer vollständigen Verbrennung mit λ=1 kann das Abgas nur CO2 (Kohlendioxid), H2O (Wasser), SO2 (Schwefeldioxid) und NOx (Stickoxide) enthalten.

Bei einer Verbrennung mit Luftüberschuss (λ>1) enthält das Abgas noch zusätzlich O2.

Bei einer Verbrennung mit Luftmangel (λ<1) sind im Abgas noch Produkte einer unvollständigen Verbrennung wie z. B. CO (Kohlenmonoxid) enthalten.

Spannungssprungsonde als Variante 1

Diese Art der Messsonde verwendet als steuernde Membran Zirkoniumdioxid, welches bei höheren Temperaturen ab ca. 300°C die Eigenschaft hat, einen elektrolytischen Transport von Sauerstoffionen zu ermöglichen. Die entstehende Spannung an den Außenelektroden aktivieren die Sauerstoffsensoren, welche auf Zirkoniumbasis beruhen und ermöglichen so die Bestimmung eines bestehenden Partialdruckunterschieds des Sauerstoffs von zwei unterschiedlichen Gasen. Die Lambdasonde nimmt nun einmal den Teildruck des Sauerstoffs im Abgasstrom auf und vergleicht diesen Wert mit dem Partialdruck des Luftsauerstoffs in der Umgebungsluft.

Widerstandssprungsonde als Variante 2

Eine weniger häufige Anwendung findet die Widerstandssprungsonde, bei welcher als Regelungsungselement das Halbleitermaterial Titandioxidkeramik eingesetzt wird. Die Regelungsfunktion wird jedoch bei diesem Messsondentyp nicht durch ein galvanisches Element erzeugt. Die unterschiedliche Gemischzusammensetzung im Abgas bewirkt eine Widerstandsänderung in der Lambda-Sonde, welche als Messsignal weitergegeben wird.

Breitband-Lambdasonde als Variante 3

Oft kommt es vor, dass der Messbereich der beiden zuerst genannten Varianten für eine optimal funktionierende Regelung nicht ausreicht. Dies ist besonder bei Dieselmotoren der Fall, aber auch bei Otto-Motoren, insbesondere dann, wenn Sie ganz bestimmte Betriebszustände des Motors bei sehr fettem oder magerem Gemisch anstreben. Für solche Fälle ist daher die Breitband-Lambdasonde die bessere Variante. Das besondere Kennzeichen dieses Messsondentyps ist seine Ausführung als Zweizellensonde. Die Messzelle besteht aus dotiertem Zirkoniumoxid, die andere, auch Pumpzelle genannt, sorgt mit ihren Platinelektroden für den Transport der Sauerstoffionen.

Messsondenvorheizung

Da bei den beschriebenen Lambdasonden eine einwandfreie und zuverlässige Mess- und Regelfunktion erst bei einer Abgastemperatur ab 300°C gegeben ist, muss besonders in der Kaltstartphase des Motors die Messsonde durch ein elektrisches Heizelement vorgeheizt werden. Durch diese Maßnahme kann die Messsonde auch in der Aufwärmphase des Motors brauchbare Werte zur Abgasregelung liefern.

Die strengen Richtlinien für die Abgaszusammensetzung von Kraftfahrzeugen, die in der heutigen Zeit vom Gesetzgeber vorgegeben werden, machen eine stetige Weiterentwicklung der beschriebenen Lambdasonden notwendig, die noch lange nicht abgeschlossen ist.

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