Die Hauptaufgabe von Lambdasonden besteht darin, dem Motorsteuergerät mitzuteilen, wie vollständig das Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrennt. Der O2-Sensor ermittelt den Sauerstoffgehalt in den Abgasen; auf dieser Grundlage wird die Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemischs bestimmt. Theoretisch sollten auf 1 kg Kraftstoff 14,7 kg Luft kommen. Dann verbrennen Kraftstoff und Sauerstoff vollständig, ohne dass ein Überschuss an Schadstoffen entsteht, und der Kraftstoff gelangt nicht unverbrannt in das Auspuffrohr. Das stöchiometrische Verhältnis von 14,7:1 wird als „Luftüberschussfaktor“ bezeichnet und mit dem griechischen Buchstaben „Lambda“ gekennzeichnet. Ist Lambda kleiner als eins, ist das Gemisch fett – der Kraftstoffanteil ist also höher. Ist Lambda größer als eins, ist das Gemisch mager – der Kraftstoffanteil ist also niedriger.
Die Gründe für den Ausfall des Sensors können unterschiedlich sein. Eine fehlerhafte Funktion des O2-Sensors kann zum Beispiel durch verschiedene Ablagerungen ausgelöst werden. Die häufigste Ursache für einen Defekt der Lambdasonde ist jedoch eine Undichtigkeit, die durch den natürlichen Verschleiß des verwendeten Materials entsteht. Mechanische Schäden am Sauerstoffsensor kommen seltener vor, da das Bauteil gut geschützt ist.
Häufige Ursachen und Symptome von Problemen mit dem O2-Sensor
Ursachen für eine Sensorstörung:
- Druckverlust im Fahrzeuggehäuse;
- Luft oder Abgase sind in das Kraftstoffsystem gelangt;
- der Sensor ist durch eine Störung im Zündsystem oder unsachgemäßes Lackieren des Motors überhitzt;
- normaler Verschleiß des Bauteils;
- Ausfall der Stromversorgung – es werden keine Signale an die ECU gesendet;
- Bruch durch mechanische Einwirkung.
Im letzten Fall fällt die Lambdasonde schlagartig aus. Die übrigen Symptome deuten darauf hin, dass das Gerät allmählich versagt.
Woran erkennt man, dass dieses Bauteil bald ausfällt? Zunächst arbeitet der O2-Sensor nicht mehr so, wie er sollte. Das Signal wird manchmal einfach nicht an das elektronische Steuergerät übertragen; dies führt zu einer Korrektur der Leerlaufdrehzahl. Dieser Wert beginnt zu schwanken, und die Schwankungen werden größer. Die Qualität der Verbrennung von Benzin oder Dieselkraftstoff nimmt ab, und das Auto ruckelt.
Sie hören Knallgeräusche im Motor, und das entsprechende Symbol auf dem Armaturenbrett leuchtet auf. Danach funktioniert der Sensor bei gerade gestartetem Motor einfach nicht mehr. Das Armaturenbrett informiert Sie darüber auf alle verfügbaren Arten. Die Leistung des Fahrzeugs nimmt deutlich ab, und wenn Sie das Gaspedal betätigen, hören Sie ein Knallen aus dem Motor.
Die größte Gefahr für den Fahrer ist jedoch eine Überhitzung des Motors, die zum vollständigen Ausfall des Systems führen kann. Wenn Sie einen defekten O2-Sensor ignorieren, verschlechtert sich sein Zustand weiter.
Die Prüfung wird bei laufendem Motor durchgeführt, denn im Ruhezustand des Sensors lässt sich seine Funktionsfähigkeit nicht bestimmen. Wenn die Lambdasonde nicht korrekt arbeitet, wird empfohlen, das Teil zu ersetzen.
Wie viel kostet ein O2-Sensor?
Wenn Sie Ihren alten O2-Sensor in einer Werkstatt durch einen neuen ersetzen lassen möchten, müssen Sie je nach Automarke, Baujahr, Typ der Lambdasonde usw. mit etwa 150 bis 500 US-Dollar rechnen.
Wenn Sie ihn selbst wechseln, wird es deutlich günstiger. Auf der PartSouq-Website finden Sie eine große Auswahl an O2-Sensoren für jedes Fahrzeug zu einem erschwinglichen Preis. Die benutzerfreundliche Oberfläche hilft Ihnen, das passende Teil für das richtige Fahrzeug auszuwählen. Sie können das benötigte Teil über die VIN, die Teilenummer oder einfach über das gewünschte Fahrzeug finden und anschließend im Katalog nach dem Teil suchen.
Wie funktioniert der O2-Sensor?
Unter der schützenden Metallkappe der Lambdasonde befindet sich ein Sensor aus Zirkoniumdioxid. Diese Keramik ist ein Festelektrolyt – sie leitet also elektrischen Strom, ist für Gase jedoch undurchlässig. Dieses empfindliche Element besitzt außen und innen eine gasdurchlässige Kontaktbeschichtung aus Platin, an die die Signalleitungen angeschlossen sind.
Die Arbeitstemperatur des Keramikelements liegt bei etwa 350 Grad Celsius. Frühe O2-Sensoren hatten keine Zwangsbeheizung, sondern wurden durch die Abgase erwärmt. Spätere Versionen verfügen über eine eingebaute Heizung, die sie deutlich früher auf Betriebstemperatur bringt.
Der innere Teil der Keramik steht also mit der Luft in Verbindung, während die äußere Oberfläche den Abgasen ausgesetzt ist. Der Unterschied in der Konzentration der Sauerstoffmoleküle im Abgas und in der Umgebungsluft bewirkt, dass Sauerstoffionen von einem Bereich mit hohem Sauerstoffgehalt zu einem Bereich mit niedrigem Gehalt wandern. Die Ionen bewegen sich durch das Keramikelement, das, wie bereits erwähnt, ein Elektrolyt ist. Der Unterschied im Sauerstoffgehalt außerhalb und innerhalb des Keramiksensors erzeugt die Signalspannung. 0,45 Volt entspricht eins – Lambda ist also gleich eins. Ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch erzeugt eine Spannung von 0,1 Volt, ein fettes Gemisch 0,9 Volt.
Genau so funktioniert ein Schmalband-Sauerstoffsensor. Einfach ausgedrückt kann er Abweichungen von der Stöchiometrie nur in einem sehr kleinen Bereich erfassen. Er registriert lediglich, ob Lambda in die eine oder andere Richtung abweicht.
Lambdasonde auf Basis von Titanoxid
Sauerstoffsensoren auf Basis von Titanoxid wurden eine Zeit lang in Automobilen eingesetzt. In der Regel gibt es in diesem Fall nur einen solchen Sensor im Abgassystem, an den drei oder vier Leitungen angeschlossen sind. Er ist teurer und genauer als ein Zirkoniumsensor. Ein solcher Sensor steht nicht mit der Atmosphäre in Verbindung, erzeugt keine Spannung und verfügt über einen größeren Messbereich.
Breitband-Lambdasonde
Die modernste Lösung ist der Breitband-Sauerstoffsensor, auch als „air/fuel sensor“ (A/F-Sensor) bezeichnet. An seinem Kabelstrang befinden sich 5 bis 6 Leitungen. Dieser Sensor kann die Zusammensetzung des Luft-Kraftstoff-Gemischs über den gesamten Werte- und Spannungsbereich in einem komplexen, empfindlichen Element messen. Diese Sensoren werden hauptsächlich in mager betriebenen Ottomotoren, Benzinmotoren mit Direkteinspritzung und Dieselmotoren eingesetzt, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis präzise zu messen.
Defekter O2-Sensor: Symptome, Ursachen, Austauschkosten FAQ
- Wie viel kostet der Austausch des O2-Sensors?
Der Kauf eines neuen Sensors kostet etwa 20 bis 100 US-Dollar; der Austausch des alten Sensors gegen einen neuen in einer Autowerkstatt liegt im Durchschnitt bei etwa 200 US-Dollar. O2-Sensoren verschiedener Typen für jedes Auto sowie andere elektronische Autoteile finden Sie auf unserer Website.
- Wie lässt sich der O2-Sensor am besten diagnostizieren?
Am besten ist natürlich eine Diagnose mit moderner Ausrüstung in einer Werkstatt. Sie können den Zustand des Sensors auch mit einem Multimeter prüfen. Mehr zur Diagnose erfahren Sie auf unserer Website.
- Wie viele Lambdasonden kann ein Auto haben?
Die meisten Autos haben eine Lambdasonde, doch heute gibt es auch Fahrzeuge mit zwei Sensoren. Der Einsatz von zwei Sauerstoffsensoren ermöglicht eine bessere Kontrolle der Abgase des Fahrzeugs. So lassen sich unter Berücksichtigung aller Faktoren ein möglichst effizientes Luft-Kraftstoff-Gemisch und eine optimale Katalysatorleistung erreichen.
- Welche Lambdasonde sollte man wählen?
Wie Zündkerzen werden Sauerstoffsensoren weltweit nur von wenigen Herstellern produziert. Autohersteller haben Lambdasonden nie selbst hergestellt, und in ihrer Originalverpackung befinden sich stets Sensoren einer dieser Marken: NGK (NTN), DENSO, BOSCH, BERU.