Kalter motor

Die optimale Arbeitstemperatur liegt bei λ=1-Sonden zwischen 550 und 700 °C. Dadurch ist es möglich, bereits in der Warmlaufphase des motors einen emissionsoptimierten Betrieb zu gewährleisten. Deshalb sind alle neueren Sonden mit einem elektrischen Heizelement ausgestattet, das die Sonde bereits kurz nach dem Kaltstarten auf die erforderliche Temperatur bringt.Da bei kaltem Motor die Temperatur noch weit unter 300 °C liegt, arbeitet die Sonde und damit die Regelung bei Kaltstart nicht oder nur sehr träge. Breitbandtypen werden 100 bis 200 Grad heißer betrieben.

Funktion

Dies hat den Vorteil, dass die Referenzluft nicht durch Öl- und Kraftstoffdämpfe verunreinigt werden kann und damit den Messwert nicht verfälscht. Moderne Lambdasonden sind entsprechend gegen Kraftstoffdämpfe, die die Funktion beeinträchtigen würden, abgedichtet.Die Innenseite ist dem Abgasstrom ausgesetzt, während die Außenseite bei den älteren λ=1- und Breitbandsonden mit der Außenluft in Verbindung steht. Da aber auch hier als Referenzgröße der Sauerstoffgehalt der Außenluft benötigt wird, kann diese trotz Abdichtung über die Kabellitzen der Elektrokabel in die Sonde gelangen.

Durch den λ=1-Regelkreis wird die Gemischzusammensetzung in genau diesem Bereich gehalten. In einem sehr schmalen Übergangsbereich um λ=1, dem sogenannten λ-Fenster, ist die Kennlinie extrem steil. Der Konzentrationsunterschied erzeugt eine Ionendiffusion.Bei Temperaturen über etwa 300°C wird die Yttrium-dotierte Zirkondioxid-Keramik der Sonde für Sauerstoffionen leitend. Dadurch lässt sich an den innen und außen angebrachten Platin-Elektroden eine elektrische Spannung abnehmen, die Sondenspannung. Diese wird über die Verkabelung an das motorsteuergerät weitergeleitet. Sie liegt bei λ>1 (mageres Gemisch, zuviel Luft) zwischen 0 und 150 mV, bei λ<1 (fettes Gemisch, zuviel Kraftstoff) zwischen 800 und 1000 mV. Die Spannung ändert sich dort fast sprunghaft.