gf1400s2008a

O2-Sonde beheizt Anordnung/Aufgabe/Aufbau/Funktion

Typ gf · Thema 14.00 · Version 0100 · 1999-09-22

Gültig für: MOTOR 111 im TYP 638

Einordnung

Funktionsgruppe 1 Motor › 14 Auspuffkrümmer, Motorbremse, Abgasreinigungsanlage › 14.00 Allgemeines — Baureihe 638

Gilt auch für Motoren/Getriebe: 111 ***

GF14.00-S-2008A

O2-Sonde beheizt Anordnung/Aufgabe/Aufbau/Funktion

27.4.99

MOTOR 111 im TYP 638

O2-Sonde beheizt Anordnung/Aufgabe/Aufbau/Funktion

S14.00-3000-12

Anordnung

Die O2-Sonde (R22) ist in der Auspuffanlage vor dem Katalysator eingebaut.

Aufgabe

Erfaßt den Restsauerstoffgehalt im Abgas und informiert das Steuergerät PMS.

Aufbau

Die aktive Sondenkeramik (3) besteht aus einem gasundurch-lässigen Keramikkörper aus Zirkoniumdioxid. Ein Schutzrohr (8) mit mehreren Schlitzen schützt den Keramikkörper gegen mecha-nische Beanspruchung (Stöße) und gegen Temperatursprünge.

Die Platinelektrode (5) auf der Abgasseite wirkt wie ein kleiner Katalysator, d. h. das auftreffende Abgas wird dort katalytisch nachbehandelt und in das stöchiometrische Gleichgewicht gebracht. Der innere, offene Raum (7) steht mit der Außenluft in Verbindung.

1 Elektrischer Anschluß

2 Sondengehäuse

3 Aktive Sondenkeramik

4 Elektrode (innen)

5 Elektrode (außen)

6 Heizelement

7 innerer, offener Raum

8 Schutzrohr

R22 O2-Sonde

O2-Sonde beheizt Anordnung/Aufgabe/Aufbau/Funktion

S14.00-3001-01

Funktion

Die Wirkungsweise beruht auf dem Prinzip einer galvanischen Sauerstoffkonzentrationszelle mit einem Festkörperelektrolyt.

Das verwendete Keramikmaterial wird ab etwa 300 °C für Sauerstoffionen leitend. Ist der Sauerstoffanteil an beiden Elektroden (4, 5) der O2-Sonde (R22) verschieden groß, so ent-steht eine elektrische Spannung. Die von der O2-Sonde (R22), je nach Restsauerstoffgehalt im Abgas, abgegebene Spannung erreicht bei:

– fettem Kraftstoff-Luft-Gemisch (λ<1) 800–1000 mV

– magerem Kraftstoff-Luft-Gemisch (λ>1) ca. 100 mV

fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch

mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch

Neben dem Restsauerstoffgehalt im Abgas spielt auch die Tem-peratur der aktiven Sondenkeramik (3) eine entscheidende Rolle, da hiervon die Leitfähigkeit für Sauerstoffionen abhängt. So wird der Verlauf der abgegebenen Spannung in Abhängigkeit von der Luftzahl λ von der Temperatur stark beeinflußt. Die angegebenen Werte gelten deshalb für eine Betriebstemperatur von ca. 600 °C. Aber auch die Ansprechzeit für eine Spannungsänderung bei ei-nem Wechsel der Gemischzusammensetzung ist stark tempera-turabhängig. Liegen diese Ansprechzeiten bei einer Temperatur unter 300 °C im Sekundenbereich, so reagiert die Sonde bei optimaler Betriebstemperatur um 600 °C schon nach einer Zeit <50 ms. Nach dem Start des Motors wird deshalb bis zum Erreichen der Mindest-Betriebstemperatur der O2-Sonde (R22) von etwa 300 °C die Lambda-Regelung gesperrt (Steuerbetrieb).

Um die Betriebstemperatur der O2-Sonde (R22) möglichst rasch zu erreichen, bzw. konstant zu halten, ist diese elektrisch beheizt. Das Heizelement (6) der O2-Sonde (R22) wird vom Steuergerät (PMS) während des gesamten Fahrbetriebs mit Spannung ver-sorgt, d. h. die O2-Sonde ist während des gesamten Fahrbetriebs beheizt.