Die Lambdasonde ist ein Fingergroßer Metall-/Keramikkörper um Abgase zu reinigen. Seit 1976 in Serie und Voraussetzung für die Abgasreinigung mit Dreiwege-Katalysatoren. Nach dem aktuellen Stand der Technik ist der geregelte 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.  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 LambdasondenZwar 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 LambdasondeModerne 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. Weitere Links:
Beitrag zuletzt aktualisiert am 2. April 2021 Lambdasonden werden hauptsächlich bei der Abgasregelung eingesetzt. Bei Heizkesseln misst eine Lambdasonde den Sauerstoffgehalt des Abgases, sodass immer ein optimales Verbrennungsgemisch vorherrscht. Das Signal der Lambda-Sonde wird dann (u.a. in Brennwertheizungen) zur Bestimmung der notwendigen Drehzahl des Gebläses genutzt, das die Zufuhr der Verbrennungsluft regelt. Eine Lambdasonde (auch "λ-Sonde" genannt) hat die Aufgabe, den Sauerstoffgehalt im Brennraum oder im Abgaskanal zu messen und diesen mit dem Sauerstoffgehalt der momentanen Atmosphärenluft zu vergleichen. Hieraus berechnet die Heizungssteuerung das Verbrennungsluftverhältnis λ (Verhältnis von Verbrennungsluft zu Brennstoff) und passt bei Abweichungen vom Sollwert den Verbennungsvorgang entsprechend an.
In der Regel werden Geräte in Europa mit einem λ > 1,3 eingestellt, um die Schadstoffemissionen den Normen DIN EN 15502 Heizkessel für gasförmige Brennstoffe und DIN EN 676 Gebläsebrenner für gasförmige Brennstoffe einzuhalten. In Heizungssystemen mit Heizkesseln dienen diese Werte der Lambdasonde dazu, dass anhand des Sauerstoffgehalts des Abgases immer ein optimales Verbrennungsgemisch vorherrscht. Das Signal der Lambda-Sonde wird dann (u.a. in Brennwertheizungen) zur Bestimmung der notwendigen Drehzahl des Gebläses genutzt, das die Zufuhr der Verbrennungsluft regelt. Die Lambda-Regelung ermöglicht so u.a. bei Öl- und Gas-Brennwertheizungen, aber auch bei Holzheizungen (z. B. Hackschnitzel und Pelletheizungen) die bei unterschiedlichen Gasqualitäten für eine optimale Verbrennung nötige Zufuhr an Luftmenge. So wird eine Verbrennung mit minimalen Anteil an nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid ermöglicht. Die Reduzierung der Emissionen resultiert aus der erhöhten Kühlung der Verbrennungsgase durch die zugeführte Luft, sodass thermische Stickoxide reduziert werden. Ebenfalls wird der Anteil gesenkt, da mehr Sauerstoffmoleküle im Verbrennungsgemisch vorliegen und die Wahrscheinlichkeit auf eine vollständige Reaktion von Brennstoff und Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser erhöht. So wird zudem vermieden, dass ein unnötig hoher Luftüberschuss entsprechende Abgasverluste verursacht. Lambda-Sonden dienen überdies dazu, einen modulierenden Heizbetrieb zu realisieren, indem bei jeder Leistung die Luftmenge der jeweiligen Brennstoffmenge angepasst werden kann. Die Steuerung der Heizung über eine Lambdasonde ist auch dann sinnvoll, wenn der Brenner nicht mehr optimal verbrennt oder der Schornsteinzugs ungleichmäßig ausgebildet ist. Dann kann bei z. B. bei Ausfall des Gebläses auch die Gaszufuhr gestoppt werden. |
Welche aufgabe hat die lambdasonde
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