Normaal kun je zeggen dat als een lambdasonde spanning afgeeft en wisselt van spanning dat de sonde gewoon goed werkt. (zie ook JO)
Het is het bekende oorzaak-gevolgd verhaal. Het motormanagement probeert een ideaal mengsel te bereiken en schakelt steeds tussen rijker en armer. Gemiddeld is het mengsel dan correct. Meet nog eens bij 2000 rpm. Meet bij datzelfde toerental de achterste sonde. De spanning mag dan niet echt veel veranderen.
CO, CO2, HC en O2. Aan de hand van deze 4 waarden kun je vaak al wel behoorlijk goed zeggen wat er waarschijnlijk misgaat. Je hebt dan wel enige technische kennis nodig. Jij hebt het alleen over CO.
Als de lambdasonde defect is, kun je goedkope vervanging-onderdelen vinden in onze online shop. (Foto: NGK)
Inhoudsopgave
- De lambasonde in het kort
- Taak en basisprincipe van de lambdasonde
- Hoe heeft de lambdasonde haar naam gekregen?
- Wat is de juist lambda-waarde?
- De lambdasonde en de katalysator zorgen voor schone lucht
- Verschillen tussen lambdasensoren
- Oorzaken en symptomen van defecten
- Vervanging van de lambdasonde
- Verder rijden zonder te vervangen?
- Foutmelding ondanks het vervangen van de lambdasonde?
- De lambdasonde in het kort
- Oorzaken en symptomen van defecten
- Vervanging van de lambdasonde
De lambasonde in het kort
De lambasonde is een sensor die het zuurstofgehalte in de uitlaatgasstroom van een auto meet. De motorregeling regelt het brandstof-luchtmengsel met behulp van de verkregen lambdawaarde. In het juiste lambda-venster kan een katalysator de uitstoot van schadelijke stikstofoxiden, koolwaterstoffen en koolmonoxide met meer dan 95 procent verminderen. We leggen in detail uit hoe dit belangrijke auto-onderdeel werkt.
Koop goedkope zuurstofsensoren van gespecialiseerde merken zoals NGK of Bosch. (Foto: NGK)
Taak en basisprincipe van de lambdasonde
De lambdasonde meet de hoeveelheid zuurstof die na verbranding in de uitlaat achterblijft en stuurt een analoog, elektrisch signaal naar de motorregeleenheid. Daar wordt het geïnterpreteerd samen met andere parameters voor mengselvorming om de injectiehoeveelheid voor de brandstof te regelen. Omdat de lambdasonde indirect de relatie tussen lucht en brandstof regelt, wordt deze ook wel de regelsensor genoemd. In moderne voertuigen wordt de regelsonde aangevuld met een regelsonde of diagnosesonde achter de katalysator.
Hoe heeft de lambdasonde haar naam gekregen?
De lambdasonde krijgt zijn naam omdat deze de verbrandingsluchtverhouding λ (lambda) meet. De verbrandingsverhouding beschrijft de massaverhouding van lucht en brandstof in een verbrandingsproces. Uit λ kunnen we bijvoorbeeld het verloop van verbranding, temperaturen, vervuiling of efficiëntie afleiden. In de uitlaattechniek voor auto's betekent λ = 1 dat er zoveel lucht beschikbaar is als nodig is voor de volledige verbranding van de brandstof. Men spreekt dan van een stoichiometrisch mengsel. Uiteraard verschilt deze verhouding afhankelijk van de gebruikte brandstof. Bijvoorbeeld voor de verbranding van één deel ethanol zijn negen delen lucht nodig, voor benzine is dit ongeveer 14,7 delen. Benzine heeft dus meer lucht nodig dan ethanol om volledig te verbranden.
Wat is de juiste lambdawaarde?
Er is geen algemeen antwoord op deze vraag, omdat de lambdawaarde drie verschillende doelvariabelen van een motor beïnvloedt: prestaties, verbruik en milieu-impact. Om de context te begrijpen, moeten eerst enkele termen worden gedefinieerd. Als de lambdawaarde onder 1 daalt, spreekt men van een "rijk mengsel" omdat niet alle brandstof wordt verbrand. Met een teveel aan lucht, d.w.z. de lambda-waarde is groter dan 1, anderzijds spreekt men van een "arm mengsel" omdat er meer lucht beschikbaar is dan nodig is voor de verbranding. Het lambda-venster (lambda ligt tussen 0,97 en 1,03) is het ideale bereik voor de katalysator waarin de beste reinigingsprestaties worden bereikt. Ze verminderen het aandeel koolwaterstoffen, stikstofoxiden en koolmonoxide in het uitlaatgas met meer dan 95%. Door chemische reacties op de edelmetaalplaten gemaakt van platina, palladium en rhodium zet de voertuigkatalysator deze uitlaatgassen om in onschadelijk water, kooldioxide, stikstof en zuurstof. Dit werkt alleen optimaal bij hoge temperaturen en een stoichiometrische lucht-brandstofverhouding (λ = 1).
De conversie vindt plaats volgens de volgende formules: 2 CO → 2 CO2, CmHn + (m + n / 4) O2 → m CO2 + n/2 H2O, 2 NO + 2 CO → N2 + 2 CO2
Verschillen tussen lambdasensoren
1. Spanningssprongsonde - lambdasonde van zirkoniumdioxide. Spanningssprongsonden worden ook Nernst-sondes genoemd naar Walther Nernst en werken met zirkoniumdioxide als membraan. Bij hoge temperaturen kan dit materiaal elektrolytisch zuurstofionen geleiden. De referentielucht is normaal de omgevingslucht. 450 mV is optimaal. Als de lambda toeneemt met een arm mengsel, daalt de spanning. Rond lambda = 1 is de spanning-curve niet lineair en springt afhankelijk van het lucht-brandstofmengsel. Gemiddeld wordt de ideale 450mV bereikt door een periodieke verandering van een rijk en arm mengsel.
2. Weerstandssonde - titaniumdioxide lambdasonde. Deze heeft een halfgeleidend keramiek van titaniumdioxide; de elektrische weerstand verandert evenredig met de hoeveelheid zuurstof in het uitlaatgas. Bij hoge O2-concentraties is de weerstand hoog. Een karakteristieke sprong kan ook worden gemeten bij het veranderen van een rijk naar een arm mengsel. Weerstandssondes vereisen geen referentielucht en werken bij circa 700 graden Celsius.
3. Breedband-lambdasonde. Omdat springsondes leiden tot oscillatie rond lambda = 1, werden breedband lambdasondes ontwikkeld. Ze laten exacte waarde toe en kunnen direct door benzine-injectie gebruikt worden. Brede band sondes zijn complexer en bestaan uit meerdere lagen en een geïntegreerde verwarming. Optimale bedrijfstemperatuur ligt tussen 550 en 700 graden Celsius, sommige modellen warmer. Breedband-lambdasondes hebben vaak eigen controllers.
Oorzaken en symptomen van een defecte lambdasonde
Zoals elk onderdeel in een auto kan een lambdasonde kapot gaan. Vaak zijn te hoge temperaturen veroorzaakt door defecte injectoren of verkeerd ingestelde ontstekingstijden. Een beschadigde lambdasonde is in eerste instantie merkbaar door aanzienlijk hoger brandstofverbruik en milieuvervuiling omdat de katalysator niet optimaal kan werken. Rookwolken en foutmeldingen op het dashboard zijn mogelijk. De motorregeling zal meestal het brandstof-luchtmengsel verrijken en in noodmodus werken.
Bij een defecte lambdasonde zijn onregelmatig draaiende motor en verkeerde ontsteking denkbaar. Bij uitlaatgasinspectie wordt een gebroken lambdasonde als defect aangeduid.
Vervanging van de lambdasonde
Om de lambdasonde te vervangen, wordt een bezoek aan de garage aanbevolen, omdat de auto op een hefbrug moet staan. De sensor is strak en moet worden schoongemaakt met een staalborstel voordat je deze losschroeft. De oude lambdasonde veilig vervangen, kun je ook roestverwijderaar gebruiken. Trek de stekker uit het contact en schroef de lambdasonde los. Nadat de basis grondig is gereinigd, kan de nieuwe lambdasonde worden gebruikt. Omdat het met een koppel moet worden vastgedraaid, zijn er lambdasondes met een uitsparing voor de kabel. Na de wijziging moeten ook de foutcodes in de besturing worden verwijderd. Een videodemonstratie toont de procedure met een VW Golf IV.
Hoe u een zuurstofsensor vervangt | AUTODOC tips
Verder rijden zonder te vervangen?
Aangezien de motor zelf, afgezien van misschien meer slijtage, niet wordt beïnvloed door een defecte lambdasonde, is het theoretisch mogelijk om gewoon verder te rijden. Het wordt echter niet aanbevolen om een defecte zuurstofsensor te negeren. Het vervangen van de lambdasonde in een autowerkplaats is relatief goedkoop en kost tussen de 40 en 200 euro. Deze investering betaalt zichzelf terug door besparingen op brandstof. Je kunt een geschikte lambdasonde van merkfabrikanten zoals NGK, Bosch of Febi kopen tegen een lage prijs in onze online shop.
Foutmelding ondanks het vervangen van de lambdasonde?
Als de lambdasonde na de wijziging en de reset van het foutgeheugen nog steeds als "defect" wordt herkend, ligt het probleem waarschijnlijk ergens anders. Controleer bijvoorbeeld de luchtmassameter, die de neiging heeft om vuil te worden wanneer het luchtfilter beschadigd is, of controleer de luchtslangen op lekken. Ook kan scheuren in het uitlaatspruitstuk of de turbocompressor onjuiste waarden doorgeven. In het ergste geval gaat het om de besturingseenheid. Een systeemupdate kan tot oplossing leiden of vervangen moeten worden. Het correct afstellen van de lambda-waarden is cruciaal voor een optimale verbranding en efficiënt brandstofverbruik, zowel op benzine als op LPG. In dit artikel duiken we dieper in de specifieke lambda-waarden die gemeten kunnen worden bij een LPG-installatie en de mogelijke oorzaken wanneer deze waarden afwijken van het gewenste bereik.
Lambda-waarden: Wat zijn de Normen?
De lambda-waarde, ook wel bekend als de lucht-brandstofverhouding, geeft aan of het mengsel te rijk of te arm is. Een ideale lambda-waarde van 1,0 (of 0,98-1,02 volt) duidt op een stoichiometrisch mengsel. Bij benzine worden stationair doorgaans waarden rond de 0,6V tot 1,0V gemeten, afhankelijk van motorbelasting en motormanagement. Bij een LPG-installatie kunnen de gemeten lambda-waarden echter afwijken. Een veelvoorkomend verschijnsel is dat de voorste lambda-sensor (lambda 1) op LPG hogere voltages registreert, soms tot wel 1,15V, wat duidt op een te arm mengsel.
De Rol van de Lambda-sensoren
Een voertuig is doorgaans uitgerust met twee lambda-sensoren: Voorste lambda-sensor (lambda 1) meet de zuurstofconcentratie in de uitlaatgassen direct na de verbrandingskamer en speelt een cruciale rol in de closed-loop regeling. Achterste lambda-sensor (lambda 2) controleert de efficiëntie van de katalysator. De waarden hier gemeten zijn doorgaans lager, wat logisch is aangezien er nabewerking plaatsvindt. Wanneer de motor volgas draait, kan de lambda-waarde van de voorste sensor doorschieten naar hogere voltages, wat wijst op tijdelijk een zeer arm mengsel.
Mogelijke Oorzaken van Afwijkende Lambda-waarden op LPG
1. LPG-Installatie en Afstelling: LPi-installaties gekoppeld aan EOBD kunnen fueltrims niet veranderen; vaak zijn LPi-installaties rijk afgesteld met hogere voltages op de lambda-sensor. Non-EOBD G3-installaties regelen injectietijden bij; een verkeerde aanpassing kan het lampje doen branden. De correctiefactor is cruciaal voor de juiste hoeveelheid ingespoten LPG en is afhankelijk van injector en verdamper. Een verkeerde programmering van de LPG-computer kan direct invloed hebben op de fueltrims van de benzine-ECU.
2. Componenten van het Motormanagement: Luchtmassameter kan defect raken of vervuild raken, wat leidt tot onjuiste metingen. Lambda-sensor kan defect zijn of bedrading problemen veroorzaken. Ook het ontstekingssysteem met bougies en kabels kan misfires geven en de lambda-waarden beïnvloeden.
3. Uitlaatgasemissies en Katalysator: Verhoogd CO-gehalte samen met een te hoge lambda-waarde duidt op een te rijk mengsel; katalysator kan defect raken maar is meestal niet de primaire oorzaak. Lekkages in het uitlaatsysteem kunnen valse lucht aanzuigen en de metingen beïnvloeden. Diagnose en Oplossingen: gebruik een OBD-scanner, controleer lambda-sensoren, LMM en het uitlaatsysteem, en laat de LPG-installatie professioneel afstellen. Vervang componenten indien nodig en reinig injectoren.