Lambdasonden werden auch als Sauerstoffsensoren bezeichnet, weil sie den Sauerstoffanteil im Abgas messen. Diese Sensoren wurden vor vielen Jahrzehnten von der Robert Bosch GmbH entwickelt.
Sie werden zur Bestimmung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verwendet und sind wiederum ein integraler Bestandteil des geschlossenen Regelkreises der Kraftstoffeinspritzung, da ihre Echtzeitmessung bestimmt, ob das Verbrennungsgemisch RICH oder LEAN läuft, und anhand dieser Rückmeldung passt die ECU die Einspritzimpulse an, um eine optimale Verbrennung zu erreichen...
Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis für eine theoretisch optimale Verbrennung in Ottomotoren beträgt 14,7 Teile Luft zu 1 Teil Kraftstoff oder 14,7:1, wobei die Teile in der Masse der Luft und der Masse des Kraftstoffs gemessen werden. Dieses theoretisch optimale Verhältnis wird als stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis bezeichnet.
Die Grafik auf der linken Seite stammt aus einem Bosch-Dokument ""Lambdasonden, Typ LSM 11"
Ein REICHES Gemisch verursacht einen Sauerstoffbedarf in der Sonde und macht sich daher durch eine höhere Sondenspannung bemerkbar als ein Mageres Gemisch, das sich durch eine niedrige Spannung am Ausgang der Sonde bemerkbar macht. Es gibt 2 Grundtypen von Lambdasonden
Die Wikipedia-Seiten Sauerstoffsensor und AFR-Sensor sind eine gute Quelle für grundlegende Informationen über die allgemeine Theorie und die Details der Funktionsweise von Lambdasonden.
Es gibt KEIN PERFEKTES Diagramm... deshalb können wir Ihnen auch KEIN Referenzdiagramm mit den Anweisungen geben: "So sollte es aussehen, und wenn es nicht EXAKT so aussieht, dann gibt es ein Problem". Wenn Sie jedoch die grundlegende Funktionsweise verstanden haben, können Sie eine fundierte Entscheidung über die Angemessenheit und Korrektheit dessen treffen, was Sie in den Diagrammen sehen...! Im Allgemeinen können die Schmalband-Lambdasonden nur einen kleinen Bereich auf beiden Seiten des stöchiometrischen Verhältnisses messen, und ihre Spannungsausgänge sind auf einen Bereich zwischen Null und 1 Volt begrenzt. Der Ausgang wird im Allgemeinen als Millivolt (mV) angegeben.
Die elektronische Steuereinheit (ECU) misst die Lambda-Spannung und verwendet diese, um die Einspritzdüsenimpulsbreite (und damit die effektive Kraftstoffmenge) systematisch zu erhöhen, bis sie über einen festgelegten Durchschnittswert oberhalb des Nennbetriebspunktes ansteigt... Sobald sie diese "fettere" Maximaleinstellung erreicht hat, beginnt sie, den Basiswert des Einspritzdüsenimpulses zu verringern, bis sie einen minimalen "Mager-Schwellenwert" erreicht, bevor sie den Zyklus erneut zu wiederholen beginnt, wobei die ECU versucht, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf seinem vorbestimmten Sollwert zu halten, indem sie um den vorbestimmten Sollwert herum stört...
Mit diesem Wissen und dem Wissen, dass einige Steuergeräte einen minimalen Sollwert von 150 oder 200 mV und einen maximalen Sollwert von 600 mV bis zu 700 mV haben, einige sogar 800 mV, können wir eine allgemeine, aber fundierte Entscheidung über die Gültigkeit des Lambdasonden-Spannungssignals treffen.
Nachfolgend finden Sie eine Grafik eines Lambdasonden-Spannungsprotokolls einer der Sonden einer S1000RR.
Das obige ist ein ganz normales Sauerstoffsensor-Spannungssignal... Und um zu zeigen, wie sehr sie sich unterscheiden können, hier ein weiteres, diesmal eines der Lambda-Spannungssignale einer HP2. Sie können den Unterschied sehen, aber auch dieses ist völlig in Ordnung!
Ich habe dieses spezielle Diagramm des HP2 ausgewählt, da es auch den Beginn der Regelkreisfunktion zeigt... was mich zu einem weiteren sehr wichtigen Punkt bringt...
HINWEIS: Das Motorsteuergerät arbeitet während des Kaltstart-Anreicherungszyklus im Open-Loop-Betrieb, daher sollte die Funktion der Lambdasonde nur bei Betriebstemperatur ausgewertet werden!
Kurz gesagt, wir suchen Folgendes:
Wir wollen Folgendes nicht sehen:
Hier haben wir ein Signal von der gleichen HP2 wie oben, aber der Lambdasonde des anderen Zylinders.
Der Unterschied zum vorherigen Signal ist deutlich zu erkennen und die Tatsache, dass etwas nicht stimmt, springt einem sofort ins Auge!
Nun stellt sich die Frage: Ist der Sensor defekt oder handelt es sich um eine korrekte Messung eines sehr falschen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses? Diese Frage ist nicht immer so einfach zu beantworten und ist nicht Teil dieser Diskussion, aber ich möchte trotzdem ein wenig Zeit darauf verwenden. Der Schlüssel ist, bei der Fehlersuche LOGISCH und SYSTEMATISCH vorzugehen! (Dies gilt für JEDE Art der Fehlersuche!). In diesem Fall sollten Sie sich die Umstände ansehen. Wenn der Leerlauf rau ist, ist es höchstwahrscheinlich, dass Sie wirklich ein sehr schlechtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis haben (mit Ihrem oben gewonnenen Wissen, weil die Spannung sehr niedrig ist, ist dies in der Tat ein sehr Mageres Gemisch). Wenn Sie die Lambdasonde in Verdacht hätten, könnten Sie die beiden Lambdasonden tauschen.
Im obigen Fall war der Sensor jedoch gut - wie in den meisten Fällen... und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis war in der Tat sehr mager, offenbar aufgrund eines "klebrigen Drosselklappengestänges".
Zunächst einmal einige Definitionen
Lambda ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
Der Lambda-Regelungsfaktor (auch als Luftüberschussfaktor bezeichnet) ist das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen und dem idealen Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
Thus, a Lambda > 1, implies a LEAN mixture and oppositely so, a Lambda < 1, implies a RICH mixture.
Unten sehen Sie das Diagramm des Lambda-Regelfaktors für eine der Sauerstoffsensoren der S1000RR. Wir können sehen, dass der Lambda-Faktor kontinuierlich etwas unter 1 liegt, also etwas fett ist (ein etwas fetteres als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis führt bekanntermaßen zu einer höheren Leistung).
Aus offensichtlichen Gründen kann das Steuergerät die Einspritzzeit/Impulsbreite nur innerhalb bestimmter Grenzen anpassen oder ändern, die bei den meisten BMW-Motorrädern entweder +- 0,20 oder +-0,25 betragen, wodurch das Steuergerät den Lambda-Regelfaktor effektiv von 0,8 bis 1,2 bzw. 0,75 bis 1,25 steuern kann.
In ähnlicher Weise sehen wir die Lambda-Regelfaktoren für beide Sauerstoffsensoren unseres HP2-Beispiels. Ganz offensichtlich scheint der blaue Zylinder ziemlich normal zu sein, und ebenso offensichtlich können wir sehen, dass der rote Zylinder definitiv mager läuft, und zwar die meiste Zeit über, da er am maximalen Kompensationsfaktor von 1,25 festhängt.
Damit die Lambdasonden effektiv arbeiten können, müssen sie auf etwa 316 Grad Celsius erhitzt werden. Um dies zu erreichen, verfügen sie über interne Heizelemente, die von der ECU gesteuert werden. Die meisten ECUs zeigen den Zustand der Lambda-Heizung an (1=EIN und 0=AUS). Nachfolgend ist ein Diagramm des Heizungszustands eines der Zylinder des HP2, den wir oben besprochen haben, dargestellt.
Ich hoffe, die obigen Informationen reichen aus, um ein grundlegendes Verständnis für die Lambdasonde zu entwickeln, wie sie mit dem Lambda-Regelfaktor zusammenhängt und wie dieser wiederum von der ECU verwendet wird, um den Motor in einem vorgegebenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu betreiben. Es gibt eine Menge von Informationen an Ihren Fingerspitzen ... das Internet ist eine riesige Quelle von Informationen ... und mit der Terminologie aus diesem Artikel sowie die 2 Wiki-Seiten als Ausgangspunkt gewonnen, Sie zu, kann bald ein Experte auf Lambda-Sonden und das Verständnis ihrer Integration in die größere Kraftstoffeinspritzung Prozess sein.
