Funktionsweise einer Lambdasonde

Es gibt zwei Typen von Lambdasonden. Sie unterscheiden sich durch die keramischen Elemente, mit denen die Zusammensetzung der Abgase gemessen werden.  

Zirkondioxid-Sonden: 

Die Außenseite des Zirkondioxid-Elementes steht im direkten Kontakt zum Abgas. Die Innenseite hat Luftkontakt. Beide Seiten des Elements sind mit einer dünnen Platinschicht überzogen. Sauerstoff-Ionen passieren das Element und hinterlassen eine elektrische Ladung auf der Platinschicht. Die Platinschicht fungiert als Elektrode; das Sondersignal wird vom Element zum Anschlussdraht der Sonde weitergeleitet.

Das Zirkondioxid-Element wird für Sauerstoff-Ionen ab einer Temperatur von ca. 300°C leitfähig. Ist die Sauerstoffkonzentration auf den beiden Seiten des Zirkondioxid-Elements unterschiedlich, entsteht aufgrund der besonderen Eigenschaften des Elements eine Spannung. Bei einem mageren Verhältnis von Kraftstoff zu Luft wird eine geringe Spannung erzeugt. Ist das Verhältnis fett, ist die Spannung hoch.

Der charakteristische Spannungssprung findet bei einem Kraftstoff-Luft-Verhältnis von ca. 1:14,5 statt. Dieses Verhältnis kann auch mit der Luftzahl charakterisiert werden (λ = 1 entspricht einem Kraftstoff-Luft-Verhältnis vom 1: 14,5, d.h. es findet eine vollständige Verbrennung statt). 

Daher der Name Lambdasonde  Durch den Gemischbildner reguliert die Motorsteuerung das Verhältnis von Kraftstoff zu Luft. Die hierfür erforderlichen Informationen erhält die Steuerung durch die Lambdasonde. Die Sonde erzeugt erst Spannung bei Erreichen ihrer Betriebstemperatur von über 300°C. Deshalb benötigt das Element nach dem Start des Motors eine gewisse Zeit, bis es durch die Abgase aufgeheizt ist. 

Die meisten Sonden verfügen heute über einen internen Keramikheizer, der die Zeitspanne verkürzt, bis die Sonde ihre Arbeit aufnehmen kann.

Titandioxid-Sonden: 

Das Titandioxid-Element erzeugt keine Spannung wie das Zirkondioxid-Element. Statt dessen ändert sich der elektrische Widerstand des Titandioxid-Elements in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration im Abgas. Bei Lambda 1,0 findet eine starke Veränderung des Widerstandes statt. Wird eine Spannung an das Element angelegt, ändert sich die Ausgangsspannung entsprechend der Sauerstoffkonzentration im Abgas. Die Titandioxid-Sonde benötigt im Vergleich zur Zirkondioxid-Sonde keine Referenzluft, da sie sich im Wirkmechanismus unterscheidet. 

Deshalb fallen auch die Abmessungen der Titandioxid-Sonde kleiner aus. Das Sondenelement, seine Platinelektroden und das Heizelement werden mit der Dickfilm-Mehrschicht-Technologie von NTK auf einem Keramik-substrat aufgebaut. Die beheizten Sonden von NTK sind ein Beispiel für die langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der Dickfilm-Mehrschicht-Technologie. Sie bieten die Garantie für Qualität und Zuverlässigkeit. Sonden aus Titandioxid und Zirkondioxid sind aufgrund ihrer unterschiedlichen Größe und Steuerstrategien, die zur Auswertung des Sondensignals verwendet werden, nicht austauschbar.