Die Lambdasonde besteht aus 2 Teilen.

Ein Teil ragt in den Abgasstrom, der andere ist isoliert von Blech mit einem Isolator an der Umgebungsluft. Ist von Hersteller zu Hersteller technisch etwas anders gelöst.

Die Lambdasonde ermittelt die Abgaskonzentration durch eine vergleichende Sauerstoffmessung:

Der Sauerstoffgehalt der Außenluft (ca. 20,8%) wird mit dem Restsauerstoff im Abgas verglichen. Der Sauerstoff der Außenluft bildet somit den Referenzwert, der konstant bleibt. Befindet sich zum Beispiel ein Restsauerstoffgehalt von 2% (mager) im Abgas so entsteht aufgrund der Differenz ein Spannungssignal von ca. 0,1 V. Sind weniger als 2% Restsauerstoff vorhanden (fett) so macht sich das durch eine erhöhte Differenz zum Außenluftsauerstoff und einer Sondenspannung von ca. 0,9% bemerkbar. Diese Unterschiede werden über ein Spannungssignal an das Steuergerät weitergegeben.. Das Steuergerät korrigiert dann Zündung und Einspritzung entsprechend.
Auf beiden Seiten der Elektroden wird der Sauerstoffgehalt der Luft gemessen. Schwankt die Differenz, so entsteht an den Elektroden eine elektrische Spannung, die sich im Minivoltbereich bewegt.
Wie geht das?
Die Lambdasonde besteht im Wesentlichen aus einem Spezialkeramikkörper, dessen Oberflächen mit gasdurchlässigen Platinelektroden versehen sind. Der Festelektrolyt ist in einem Stahlgehäuse eingebracht. Der äußere Teil des Keramikkörpers befindet sich im Abgasstrom, der innere Teil steht mit der Außenluft in Verbindung. Die Wirkung der Sonde beruht auf zweierlei physikalischen Faktoren:
Zum einen ist das keramische Material porös und lässt so eine Diffusion des Luftsauerstoffs zu,
zum anderen wird die Keramik bei Temperaturen von ca. 300° leitend.
Diese herkömmliche Lambdasonde arbeitet im Prinzip wie ein Galvanisches Element, nur dass sie keinen flüssigen sondern einen festen Elektrolyten, nämlich Zirkondioxyd (ZrO2), besitzt. Dieser Keramikelektrolyt lässt ab 300°C Sauerstoffionen durch, sperrt jedoch gegen Durchlass für Elektronen. Die Sauerstoffionen wandern von innen (Außenluft) nach außen (Abgas), weil im Abgas eine geringere Konzentration (geringerer Partialdruck) von Sauerstoff besteht (Ausgleichsbestreben! - Gesetz von Dalton). Die vorher abgestreiften Elektronen (die ja nicht durch den Elektrolyten hindurchkönnen), werden von einer elektrisch leitenden Schicht aufgefangen. So bildet sich auf der Innenseite der Sonde ein Elektronenüberschuss und auf der Außenseite , wo die Sauerstoffionen ankommen, ein Elektronenmangel, also insgesamt eine elektrische Spannung. Diese wird über Leitungen zur Auswertung zum Steuergerät geleitet.
Die Ionenwanderung verursacht ein sprunghaften Anstieg der Sondenspannung. Dieser Spannungssprung wird zur Lambdaregelung benutzt. Übrigens bezeichnet man solche Sonden auch als Spannungssprungsonden.



Mike