Beitrag von Taunus-Biker
Was ist ne Lambda-Sonde
Eine Lambdasonde ist ein Sensor zur Bestimmung das Sauerstoffgehalts im
Abgas.
Die Luftzahl l (Lambda) ist definiert als:
wobei das stöchometrisch Massenverhältnis im Benzinmotor bei 14,7:1
liegt.
Wozu braucht man die Sonde
Zur Bestimmung des aktuellen Gemischs. Bei Katalysator-Motoren hängt dann ein
Regelkreis dran, der das Gemisch immer im sog. Katalysatorfenster bei
l = 1 hält. Bei Moppeds ohne Kat hilft die Sonde aber
auch bei der Vergaserabstimmung. Man benötigt dazu dann eine Anzeige des
l -Werts und kann im Fahrbetrieb Aufschluß über die
Vergaserabstimmung erhalten.
Wie funktioniert die Sonde
Die Sonde ist ein potentiostatischer Sensor und besteht aus zwei
Pt-Elektroden, die durch eine Festelektrolyt getrennt sind. Die aktive Elektrode
steht mit dem Abgas in Kontakt und an ihr findet eine katalytische Reaktion
statt. Das Elektrolyt ist ein Ionenleiter für Sauerstoffionen. Durch die
Ionenwanderung entsteht dann eine Spannung
zwischen den Elektroden, die direkt gemessen werden kann.
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Wie sieht die Sonde aus
Die meisten Sonden verwenden eine sehr ähnlich Bauform. Hier sind mal die
Typen von NTK und Bosch
abgebildet.
Das Einschraubgewinde in den Krümmer ist üblicherweise ein M18x1,5 Gewinde. Die
Sonden sind in verschiedenen Ausführungen zu bekommen, die sich in der Anzahl
der Anschlußleiter unterscheiden:
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1 Kabel: Signalkabel, Masse über Gehäuse
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2 Kabel: Masse als Leiter herausgeführt
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3 Kabel: eingebaute Heizung, Masse über Gehäuse
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4 Kabel: eingebaute Heizung, Masse als Leiter
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Einbau der Sonde
Die Sonde wird in den Krümmer eingebaut. Da die Sonden eine recht hohe
Arbeitstemperatur brauchen, sollte der Ort recht nah am Auslaß gewählt
werden. Oder man verwendet eine beheizte Sonde.
Schweißadapter sind bei den Sondenvertreibern erhältlich.
Bei den Ducati Modellen ist im Krümmer bereits ein Zugang vorgesehen, der
jedoch ein sehr kleinen Gewinde (G1/8") besitzt. Ich habe mir aus
Sechskant-Messing einen Adapter gedreht. Das Schutzrohr der Sonde ist jedoch
viel zu dick und passt nicht in den Adapter. Es muß daher entfernt werden
und die Keramik freigelegt werden. An der Funktion der Sonde ändert das nix,
aber sie wird dadurch natürlich mechanisch sehr empfindlich. Sobald der
Adapter auf die Sonde geschraubt ist, ist sie aber wieder recht gut
geschützt.
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Aufbau einer Lambdameter * Anzeige
Zur Anzeige ist jedes Voltmeter geeignet das einen hohen Innenwiderstand
besitzt. Die Sonde kann nämlich kaum Strom erzeugen. Einfach
Digitalvoltmeter besitzen jedoch üblicherweise einen Innenwiderstand von 20
MΩ und sind gut geeignet. Besser abzulesen ist jedoch ein Bargraph, der sich
leicht selber bauen läßt.
Eine geeignete Schaltung, die mit 20 LED's das aktuelle Gemisch anzeigt ist
rechts zu sehen.
* Lambdameter: Geschützter Name
Der Firma LENZ
Motorentechnik in
Feldkirchen
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Die Anzeige wird z.Z. im Dot-mode betrieben, ein Umbau auf Bargraph ist aber
problemlos möglich. Dazu wird Pin 9 der LM3914-ICs nicht beschaltet und der
Pull-up-Widerstand an Pin 11 fällt weg.
Die nötigen Bauteile kann man z.B. bei Conrad bestellen. Die Bestellnummern hab
ich mal hier aufgelistet (Stand 1998):
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Anzahl |
Bezeichnung |
Conrad
Bestellnummer |
| 1 |
7805 Spannungsregler 5V |
17 92 05-66 |
| 2 |
LM3914 LED-Aussteuerung |
17 64 51-66 |
| 1 |
LM324 Operationsverstärker |
17 58 38-66 |
| 1 |
LED-Zeile rot |
18 57 60-66 |
| 1 |
LED-Zeile grün |
18 57 79-66 |
| 1 |
LED-Zeile gelb |
18 57 95-66 |
| 1 |
Gehäuse, Kunststoff |
52 28 56-55 |
| 1 |
Spindeltrimmer 100k |
42 51 33-66 |
| 1 |
Lochrasterplatine |
52 77 69-66 |
| 2 |
Buchsenleisten 20-polig |
74 02 41-66 |
| 1 |
Anschlußklemme 3-polig |
72 99 57-66 |
| 2 |
IC-Fassung 18-polig |
18 95 37-66 |
| 1 |
IC-Fassung 14-polig |
18 95 10-66 |
| 2 |
Widerstand 20k 1% |
42 08 91-66 |
| 1 |
Widerstand 1k 1% |
41 82 50-66 |
| 1 |
Widerstand 2k 1% |
42 07 78-66 |
| 1 |
Elko 10µ |
47 23 60-66 |
| 1 |
Kondensator 100n |
45 30 99-66 |
| 1 |
Kondensator 1µ |
45 53 18-66 |
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| Das Layout sieht bei mir so aus: |
und auf der anderen Seite so: |
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Abstimmung mittles Lambda-Anzeige
Im Leerlauf
findet nur eine unvollständige Verbrennung statt, so daß das Gemisch etwas
angefettet werden muß. Ein Lambdawert von ca. 0.85 - 0.9 entspricht dabei den
üblichen CO-Vorschriften. Eine etwas fettere Einstellung kann evtl. zu einem
besseren Startverhalten und Rundlauf führen.
Bei Vollast sollte
das Gemisch ebenfalls etwas fetter sein, da die Verdampfungswärme des Sprits zur
Motorinnenkühlung beiträgt. Außerdem gibt der Motor bei einem Lambdawert von ca.
0.8 - 0.85 seine maximale Leistung ab. Jedoch arbeitet er bei Lambda ~ 1 - 1.1
am wirtschaftlichsten, da hier der optimale Wirkungsgrad erreicht wird. Deshalb
kann im mittleren
Drehzahlbereich, also im Bereich des
maximalen
Drehmoments, das
Gemisch etwas magerer eingestellt werden. Der Motor dankt es einem mit einem
etwas geringeren Spritverbrauch. Leistungsfetischisten stellen hier aber auch
lieber das Lambda auf etwas < 1 ein. ;-)
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