Lambdasonde zur Abgasreinigung

Die Lambdasonde ist ein Fingergroßer Metall-/Keramikkörper. Seit 1976 in Serie und Voraussetzung für die Abgasreinigung mit Dreiwege-Katalysatoren. Nach dem aktuellen Stand der Technik ist der geregelte Drei-Wege-Katalysator in Verbindung mit Lambdasonden nach wie vor die beste Methode der Abgasreinigung.

Die Lambdasonde bestimmt den Sauerstoffgehalt in den Abgasen vor der Katalyse. Auf Basis der gemessenen Werte ändert die Einspritzelektronik die Gemischzusammensetzung derart, dass sie beim Lambda-Wert 1 liegt (14,66 kg Luft auf 1 kg Kraftstoff).

Nur bei diesem oder einem möglichst nahen Wert ist eine vollständige Verbrennung des Gemischs gegeben, die dem Katalysator die optimale Reinigung der Abgase ermöglicht.

Foto LambdasondeMit rund 1000 unterschiedliche Sonden im Angebot und 90 Prozent Marktabdeckung ist Bosch Marktführer in Europa.

Für den Einbau in der Werkstatt werden sie mit passendem Stecker und passender Kabel-länge geliefert. Das Gewinde ist mit einer Schutzkappe geschützt und bereits vorgefettet. Damit ist der Austausch der Sonden für die Werkstatt schnell und einfach möglich. In mehr als 30 Jahren hat Bosch bis heute 500 Millionen Lambdasonden produziert. Diese sind generell qualitativer als als Billigangebote auf Ebay.

Wartung und Lebensdauer der Lambdasonden

Zwar halten moderne Lambdasonden problemlos deutlich über 100.000 Kilometer Laufleistung. Aber verunreinigter Kraftstoff sowie Ölrückstände bei der Verbrennung können die Lebensdauer der Sonden reduzieren. Ihre Funktion sollte deshalb regelmäßig in der Werkstatt überprüft werden. Denn nur einwandfrei funktionierende Lambdasonden tragen zu sauberem Abgas, reduziertem Kraftstoffverbrauch und optimaler Motorleistung bei.

Als Weiterentwicklung gilt die beheizte Lambdasonde die in weniger als einer Minute nach Start des kalten Motors voll funktionsfähig. Sie zeichnete sich durch eine doppelt so lange Lebensdauer gegenüber der herkömmlichen Sonde aus: Der in kurzer Zeit auf 400 Grad Celsius aufgeheizte Sensor ist keinen so extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt und hält rund 160.000 Kilometern stand.

Es gibt ebenfalls Modelle mit keramischer Planartechnik. Sie benötigt lediglich zehn Sekunden vom Motorstart bis zur vollen Funktionsfähigkeit. Mit der Breitband-Lambda-Sonde ist es möglich, schnelle Änderungen in der Abgaszusammensetzung einzelner Zylinder zu messen und die Einspritzmenge für die einzelnen Zylinder des Motors individuell zu regeln.

Funktionsweise der Lambdasonde

Moderne Fahrzeuge mit umweltfreundlichen Benzinmotoren sind ohne Lambda-Sonde gar nicht denkbar. Im Abgasstrang vor und hinter dem Katalysator angebracht, misst sie den Sauerstoffgehalt – ein Indiz für die Vollständigkeit der Verbrennung – und macht den optimalen Betrieb von Drei-Wege-Katalysatoren möglich.

Damit bewirkt sie eine weitgehende Vermeidung von schädlichen Abgaskomponenten. Das beste Ergebnis lässt sich mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch im Verhältnis von 14,7:1 erzielen. Bei Kraftstoffüberschuss entstehen Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid, im umgekehrten Fall bilden sich vermehrt Stickoxide.

Die vollständige Verbrennung von einem Kilogramm Benzin erfordert etwa 14,7 Kilogramm Luft. Das Verhältnis des vorliegenden Gemi­sches zum optimalen Gemisch wird Lambda-Wert genannt. Konventionelle Benzin-Brennverfahren werden mit Lambda gleich eins betrieben. Ist Lambda kleiner eins, ist das Gemisch fett und wird unter Sauerstoffmangel verbrannt. Liegt der Wert über eins, wird mager mit Sauerstoffüberschuss verbrannt, wie es zum Beispiel bei Dieselmotoren und Benzin-Magermotor­konzepten der Fall ist. Mit der sogenannten Sprungsonde, die im Übergang vom mageren in den fetten Bereich ein sprungförmiges Sensorsignal liefert, kann das optimale, stöchiometrische Gemisch (Lambda = 1) präzise einge­stellt werden.

Die Sonde reagiert auf den Sauerstoffgehalt im Abgas und ermöglicht den korrigierenden Eingriff der Motorsteuerung in die Zündung und Einspritzung. Seit 2002 wird die Lambdasonde auch bei Dieselmotoren für noch exakter zugemessene Einspritzmengen und niedrigere Emissionen eingesetzt. Zunehmend werden Lambdasonden heute auch in Dieselmotoren zur Emissionsreduzierung eingesetzt. Sie stellen die Rauchbegrenzung sicher, vermeiden das Dieselnageln und sorgen für längere Haltbarkeit der Komponenten des Dieselmotors.

Mit den weiteren Verschärfungen der Abgasgrenzwerte für Dieselfahrzeuge wird sich die Verwendung von Lambdasonden daher in den nächsten Jahren weiter erhöhen.

Eine defekte Lambdasonde führt zu schlechterem Abgasverhalten und zu schleichendem Kraftstoffmehrverbrauch. Die Funktion der Lambdasonden wird deshalb in modernen Fahrzeugen im Rahmen der On-Board-Diagnose (OBD) überprüft. Die Werkstatt erhält so den Hinweis, wenn eine Sonde defekt ist und ausgetauscht werden muss.

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Beitrag zuletzt aktualisiert am 12. Dezember 2016