Zirkondioxid-Lambdasonde
Diese Lambdasonde besteht aus einem Festkörperelektrolyten auf Zirkondioxid-Basis. Dieses Material wird ab 300 °C für Sauerstoff-Ionen leitend.
Durch Elektroden, die auf der Innenseite (Referenz/Umgebungsluft) und der Abgasseite (Messgas) auf das Element aufgebracht sind, lässt sich der Sauerstoffgehalt des Abgases messen.
Das Ausgangssignal wird durch Sauerstoff-Ionen erzeugt, die durch das Element wandern und versuchen, den Sauerstoffunterschied (Sauerstoff-Partialdruckdifferenz) auszugleichen.
Die Zirkondioxid-Lambdasonde zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:
- schnelle Betriebsbereitschaft
- Temperaturbeständigkeit
- unempfindlich gegen Wasserschlag
- vergiftungsresistent
- hohe Zuverlässigkeit
Diese Sonden kommen je nach Fahrzeug als Regel- und als Diagnosesonde zum Einsatz.
Arbeitsweise der Zirkondioxid-Lambdasonde
Das Zirkondioxid-Sondenelement ist fingerförmig und hohl. Die Innenseite hat Kontakt zur Umgebungsluft. Die Außenseite liegt im Abgasstrom. Beide Seiten sind mit einer dünnen, porösen Platinschicht überzogen, die als Elektrode fungiert.
Erreicht die Lambdasonde Betriebstemperatur, fließen Sauerstoff-Ionen auf Grund der unterschiedlichen Sauerstoff-Konzentration. Von der Außenluft bewegen sich Sauerstoff-Ionen in Richtung Abgas, um diese auszugleichen.
Durch die entstehende Potenzialdifferenz liegt eine elektrische Spannung (U) an den Platinelektroden an. Ist das Gemisch mager, beträgt das Sondensignal etwa 0,1 Volt. Ist das Gemisch fett, liegt sie bei 0,9 Volt. Bei Lambda=1 findet ein charakteristischer Spannungssprung von 0,8 Volt statt.
Kabelzuordnungen
Zirkondioxid-Lambdasonden der Marke NTK verfügen über bis zu vier Leitungen.
Unbeheizte Sonden mit Massekontakt über das Gewinde kommen mit einer schwarzen Signalleitung aus. Unbeheizte Sonden mit eigenem Massekontakt zur Fahrzeugelektrik verfügen über ein zusätzliches, graues Massekabel.
Beheizte Sonden haben entweder drei oder vier Kabel. Auch hier trägt Schwarz stets das Sondensignal. Zwei weiße Kabel sind für die Stromversorgung des Heizers verantwortlich. Erfolgt die Masseverbindung nicht über das Gewinde, liegt zusätzlich eine graue Masseleitung zur Fahrzeugelektrik vor.
