氧传感器基本功能

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Übersicht

Dieses Dokument enthält Informationen zu:

• Allgemeines

• Funktion

Allgemeines

Die Lambdasonde vor Katalysator erfasst den Restsauerstoffgehalt im Abgas für folgende Aufgaben:

• Lambdaregelung

• Selbstanpassung der Gemischbildung

• Wirkungskettenprüfungen (für Europäische On-Board-Diagnose)

Die Lambdasonde nach dem Katalysator (Führungs- und Diagnosesonden) erfasst den Restsauerstoffgehalt im Abgas für folgende Aufgaben:

• Zweisondenregelung

• Überwachung der Katalysatorwirkung

Funktion

Lambdasonde vor Katalysator

Die Lambdasonde vor Katalysator ist als potenzialfrei isolierte und planare (flache) Breitband-Lambdasonde ausgeführt. Das Sensorelement besteht aus einer Kombination aus Nernst-Konzentrationszelle (Sensorzelle) und einer Sauerstoffpumpzelle. Durch den Diffusionsspalt gelangt das Abgas in die Messkammer der Konzentrationszelle. Durch Anlegen der Versorgungsspannung an die Platinelektroden der Pumpzelle wird Sauerstoff in die Messkammer hinein oder herausgepumpt. Liegt in der Messkammer bereits λ = 1 vor, so ist kein Sauerstofftransport notwendig. In diesem Fall ist der Pumpstrom = 0 mA.

Das Steuergerät Verbrennungsmotor regelt in der Folge die Spannung so, dass die Gemischzusammensetzung in der Messkammer konstant auf den Wert λ = 1 eingestellt ist. Bei magerem Abgas pumpt die Pumpzelle Sauerstoff aus der Messkammer. Diesen Vorgang erkennt das Steuergerät Verbrennungsmotor anhand des negativen Pumpstroms.

Ist dagegen das Abgas fett, wird Sauerstoff in die Messkammer gepumpt. Der Sauerstoff entsteht durch die katalytische Zersetzung von Kohlendioxid (CO2) und Wasser. Diesen Vorgang erkennt das Steuergerät Verbrennungsmotor anhand des positiven Pumpstroms. Der jeweils benötigte Pumpstrom ist das Maß für das Luftverhältnis Lambda.

Lambdasonde nach Katalysator

Die Lambdasonde nach Katalysator ist als potenzialfrei isolierte und planare (flache) Sprung-Lambdasonde ausgeführt. Das Sensorelement besteht aus einer Sondenkeramik, welche ab ca. 300 °C für Sauerstoffionen leitend wird. Ist auf beiden Seiten der Sondenkeramik der Sauerstoffanteil unterschiedlich groß, entsteht durch die besonderen Eigenschaften der Sondenkeramik an den Grenzflächen die Signalspannung (Nernst-Spannung). Die Elektronik im Steuergerät Verbrennungsmotor gibt eine so genannte Sondengegenspannung von ca. 450 mV an die Lambdasonde. Die Signalspannung der Lambdasonde hat beim Übergang vom mageren zum fetten Gemisch einen steilen Spannungssprung. Durch diese Eigenschaft kann nur der Gemischzustand bewertet werten. Eine quantitative Bewertung des Gemischverhältnisses kann nur über Lambdasonde vor Katalysator erfolgen.

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Lambdasondenheizung

Um die Sondenkeramiken schnell auf Betriebstemperatur zu bringen, werden die Lambdasonden mit einer Heizleistung von ca. 7 bis 10 W beheizt. Das Steuergerät Verbrennungsmotor steuert die Heizungen der Lambdasonden mit einem Massesignal an. Bei sehr kalter Abgasanlage und so lange Kondenswasser vorhanden ist, sind die Lambdasondenheizungen zur Vermeidung von Beschädigungen durch einen Thermoschock ausgeschaltet. Die Spannungsversorgung der Lambdasondenheizungen erfolgt über das Motormanagement.