Mit Hilfe der Lambdasonde erhält das Motorsteuergerät konkrete Informationen zur Kraftstoffverbrennung. Diese sind unabdingbar, um die Kraftstoffeinspritzung so zu steuern, dass nicht nur die Motorleistung, sondern auch der Kraftstoffverbrauch optimiert werden kann. Der Parameter, welchen die genannte Komponente misst, ist der Sauerstoffgehalt in den aus den Brennkammern ausgestoßenen Abgasen. Dieser Restsauerstoffgehalt lässt dabei eine Aussage dazu zu, wie vollständig der Kraftstoff verbrannt werden konnte. Je nach Wert kann dann im Einspritzprozess die Kraftstoffmenge angepasst werden. Die Einbauposition der Lambdasonde ist dabei meist kurz hinter dem Abgaskrümmer, welche die Motorabgase zu Nachbehandlung in Ihr Abgassystem überführt. Schlussendlich bestimmt der Restsauerstoffgehalt auch, wie gut die Abgasnachbehandlung im Katalysator ist. Dieser benötigt nämlich für seine korrekte Funktion ein gewisses Mindestmaß an Sauerstoff.
Aufbau und Funktionsweise Ihrer Lambdasonde
Bevor Sie lernen können, zu erkennen, ob es einen Defekt der Lambdasonde gibt, müssen Sie dieses Bauteil erst einmal besser verstehen. So spiegelt sich ihre Funktion im Aufbau der Lambdasonde wieder. Grundsätzlich handelt es sich bei dem von dieser Vorrichtung bestimmten Messwert um einen so genannten Vergleichswert. So wird davon ausgegangen, dass der Sauerstoffgehalt der normalen Umgebungsluft etwa bei 20,8% liegt, wohingegen in den Abgasen nur noch 0,3% bis maximal 3% vorhanden sein sollten. Daraus ergeben sich unterschiedliche Spannungswerte, welche das Motorsteuergerät auswerten kann. So müssen Sie die Lambdasonde im Auto wechseln, falls die Messwerte nicht mehr zu den tatsächlichen Werten passen. Generell liefert ein kaputtes Bauteil bei einem kraftstoffarmen (mageren) Gemisch nicht mehr 0,1 V. Dieser Wert ergibt sich, wenn der Restsauerstoffgehalt mit 3% vergleichsweise hoch ist. Umso kraftstoffreicher (fetter) das verbrannte Gemisch ist, desto höher wird die erzeugte Spannungsdifferenz. Dabei kann der Wert bis auf 0,9 V ansteigen. Ist die Spannung Ihrer Lambdasonde viel zu hoch, so kann dies unter Umständen sogar zu besonders kostspieligen Schäden am Motorsteuergerät führen. Häufig sind in einem modernen Auto mehrere Bauteile dieser Art vorhanden, doch ist eine davon defekt, so sollten Sie wissen, dass sich diese nicht reparieren lässt. Die einzige Möglichkeit, die Ihnen meist noch bleibt, um das Bauteil wieder flott zu machen, ist, die Lambdasonde zu reinigen. Dabei sollten Sie die Messvorrichtung immer dann mit kontrollieren, wenn Sie Ihre Abgasanlage überprüfen. Dabei beträgt das übliche Prüfintervall für in der Regel circa 30.000 km.
Welche unterschiedlichen Arten von Lambdasonden werden eingesetzt?
In aller Regel kommen zwei verschiedene Prinzipien zum Einsatz. Dabei gibt es sowohl Widerstandssprungsonden als auch Spanungssprungsonden. Letztere benutzen Zirkondioxid als zentralen Feststoffelektrolyt. Dieser wird ab etwa 300 °C durchlässig für Sauerstoffionen. Weil an beiden Seiten eine Plantinelektrode angebracht ist und auf der einen Seite die Abgase und auf der anderen Seite die Referenzluft vorbeigeführt wird, kommt es zu einem Ionenaustausch. Die dabei entstehende Spannung kann Ihr Motorsteuergerät verwenden, um verschiedene Motorparameter zu optimieren. Die alternativ einsetzbaren Widerstandssprunglambdasonden unterscheiden sich insofern, dass das Keramikmittelelement aus einem Titandioxidmaterial besteht. Dessen Widerstand ist proportional vom Restsauerstoffgehalt Ihrer Abgase abhängig. So sinkt die Leitfähigkeit bei einem hohen Sauerstoffgehalt und steigt, wenn das Gemisch fetter und damit der Restsauerstoffgehalt geringer wird.
Ein besonders moderner Typ ist die so genannte Breitbandlambdasonde. Diese hat einen vergleichbaren Aufbau, jedoch gibt es Zusatzelemente, wie eine Pumpzelle, welche mit einem kleinen Durchlass zur Diffusionszelle hat. Grundsätzlich erlaubt es dieser Aufbau, das Kraftstoff-zu-Luft-Verhältnis beliebig anzupassen, wohingegen die klassischen Messsonden darauf ausgerichtet, ein genau stöchiometrisches Verhältnis und eine möglichst vollständige Kraftstoffverbrennung zu erreichen.
Eine weitere Innovation ist die so genannte Lambdasondenheizung, welche bei den ersten Bauteilen dieser Art nicht vorhanden war. So mussten die Messsonden anfangs immer möglichst nah an Ihrem Motorblock eingebaut werden, um die notwendige Betriebstemperatur möglichst in kurzer Zeit zu erreichen. Dies bedingte aber natürlich eine wesentlich höhere thermische Belastung, sodass diese Komponenten besonders häufig erneuert werden mussten. Mit Hilfe der Lambdasondenheizung können die Messfühler nun an thermisch besser geschützten Stellen montiert werden, weil die Heizung die genau erforderliche Temperatur erzeugen kann.
Welche Symptome einer defekten Lambdasonde treten häufig auf?
Grundsätzliche Ursachen, die zu einer Bauteilfehlfunktion führen, sind Kurzschlüsse, Verschmutzungen, Mängel der Spannungsversorgung, verbleite Kraftstoffe oder Zusätze sowie Überhitzungen und mechanische Schäden. Als Fahrer bemerken Sie in aller Regel zuerst eine Zunahme des Kraftstoffverbrauchs oder aber eine reduzierte Motorleistung. Eine defekte Lambdasonde führt manchmal sogar zu Fehlzündungen. Stellen Sie einen Ausfall dieses Bauteils fest, sollten Sie immer versuchen, die Ursache dafür zu klären, denn nicht selten erkennen Sie so grundsätzliche Probleme, welche zu weitaus größeren Schäden führen können. Durch solche eine regelmäßige Kontrolle lässt sich die Lebensdauer Ihres Motor erheblich verlängern.
Wie können Sie Ihre Lambdasonde selbst prüfen?
Selbst ist es leider nicht ganz so einfach wie in einer Fachwerkstatt, dieses Bauteil zu prüfen. Die Werkstatt kann dafür nämlich entweder einen speziellen Lambdasondentester oder aber einen Abgasprüfstand benutzen. Als Hobbyschrauber haben Sie aber zumindest mit dem Multimeter eine gute Chance, schwerwiegende Defekte der Lambdasonde zu erkennen. Zunächst sollten Sie aber, wie immer, mit einer Sichtprüfung beginnen. So erkennen Sie Ablagerungen, Kabeldefekte oder auch Schäden beziehungsweise Verrußungen des Sondenschutzrohres. Ablagerungen entstehen oftmals dann, wenn Öl in die Brennkammern gelangt (beispielsweise durch Defekte der Kolbenringe) oder wenn Sie ungeeignete Kraftstoffzusätze verwenden.
Im nächsten Schritt folgt eine elektronische Kontrolle. Dabei schließen Sie Ihr modernes, reaktionsschnelles Digitalmultimeter an die Lambdasonde (rot) sowie die Masse des Fahrzeugs (schwarz) an. Der Messbereich sollte dabei im Bereich von 1-2 Volt Gleichspannung liegen. Schalten Sie Ihre Zündung ein und der Motor ist noch kalt, sollte die Sondenspannung etwa 0,45 V betragen. Ist Ihr Fahrzeugmotor dann auf Betriebstemperatur sollten die Messwerte im Bereich von 0,1 bis 0,9 V liegen und pendeln. Die optimale Motordrehzahl beträgt dabei etwa 2500 Umdrehungen pro Minute. Verfügt Ihr Bauteil über eine integrierte Heizung, sollten Sie einerseits die Spannungsversorgung durch das Fahrzeug (etwa 10 V an den weißen Kabeln) und andererseits den Innenwiderstand der Heizung (2 bis 4 Ω zwischen den weißen Kabeln) messen.
Fazit
Lambdasonden sind wichtige Bauteile, welche helfen, nicht nur Ihre Abgasnachbehandlung, sondern auch das Einspritzverhalten Ihres Motors zu optimieren. Dies bringt mehr Motorleistung, senkt den Kraftstoffverbrauch und erhöht die Umweltfreundlichkeit Ihres Fahrzeugs. Bei einem möglichen Defekt sollten Sie daher möglichst schnell handeln. Stellen Sie einen möglichen Defekt fest, so sollten Sie diese schnellstmöglich austauschen (lassen). Darüber hinaus sollten Sie aus denselben Gründen auch Ihren Partikelfilter regelmäßig reinigen und dessen Funktion überprüfen.
Kommentieren