O2-Sonde nach KAT Bauteilbeschreibung

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Ansicht Abgasanlage vorn

158 Stirnwandkatalysator

G3/3 O2-Sonde links, vor KAT

G3/4 O2-Sonde rechts, vor KAT

G3/5 O2-Sonde links, nach KAT

G3/6 O2-Sonde rechts, nach KAT

Anordnung

Die O2-Sonden nach KAT sind seitlich in die Stirnwandkatalysatoren eingeschraubt. Sie ragen in die Hohlräume zwischen den beiden Katalysatoreinsätzen der Stirnwandkatalysatoren.

Aufgabe

Die O2-Sonden nach KAT (Führungs- und Diagnosesonden) erfassen den Restsauerstoffgehalt im Abgas für folgende Aufgaben:

– Zweisondenregelung

– Überwachung der Katalysatorwirkung

Aufbau

1 Sensorelement (Nernst-Konzentrationszelle)

2 Obere Isolierbuchse

3 Dichtpaket

4 Sondengehäuse

5 Untere Isolierbuchse

6 Äußeres Schutzrohr

7 Inneres Schutzrohr

Die O2-Sonde nach KAT ist als potentialfrei isolierte und planare (flache) Sprung-Lambdasonde ausgeführt.

Die aktive Sondenkeramik besteht aus einem gasdurchlässigen Keramikkörper aus Zirkoniumdioxid. Das innere Schutzrohr mit mehreren Schlitzen schützt den Keramikkörper vor mechanischer Beanspruchung und vor Temperatursprüngen.

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Steckverbindung

1 Spannung Sondenheizung

2 Masse Sondenheizung

3 Masse Signalspannung

4 Signalspannung

Funktion

Die Sondenkeramik wird ab ca. 300 °C für Sauerstoffionen leitend. Ist auf beiden Seiten der Sondenkeramik der Sauerstoffanteil unterschiedlich groß, entsteht durch die besonderen Eigenschaften der Sondenkeramik an den Grenzflächen die Signalspannung (Nernst-Spannung). Diese ist das Maß für den Restsauerstoffgehalt im Abgas.

Die Elektronik im Steuergerät ME (N3/10) gibt eine sogenannte Sondengegenspannung von ca. 450 mV an die Sprung-Lambdasonde. Bei kalter Sprung-Lambdasonde ist der Sondeninnenwiderstand so hoch, dass, unabhängig von der Gemischzusammensetzung (λ), die Signalspannung gleich der Sondengegenspannung ist.



Bei ausgesteckter Sprung-Lambdasonde kann die Sondengegenspannung am Steuergerät ME gegen die Masse der Signalspannung gemessen werden.

Lambdasondenheizung

Um die Sondenkeramiken schnell auf Betriebstemperatur zu bringen, werden die Sprung-Lambdasonden mit einer Heizleistung von ca. 7 W beheizt.

Die Lambdasondenheizungen werden vom Steuergerät ME mit einem Massesignal angesteuert.

Bei sehr kalter Abgasanlage (solange Kondenswasser vorhanden ist) sind die Lambdasondenheizungen der Sprung-Lambdasonden zur Vermeidung von Beschädigungen (Thermoschock) ausgeschaltet.

Die Spannungsversorgung der Lambdasondenheizungen erfolgt von "Kl. 87 M2".

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Schematische Darstellung Funktionsprinzip

1 Sondenkeramik

2 Elektroden an Grenzflächen

3 Auspuffrohr

Pfeile schwarz: Abgase

weiß: Außenluft

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Signalspannungsverlauf

A Fettes Gemisch

B Mageres Gemisch

λ Lambda (Kraftstoff-Luftverhältnis)

Die Signalspannung hat beim Übergang vom mageren zum fetten Gemisch (λ=1) einen steilen Spannungssprung. Diese Eigenschaft wird für die Lambdaregelung genutzt.