Defekt an der Lambdasonde

Ein Defekt an der Lambdasonde (Sauerstoffsensor) führt zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch, verringerter Fahrzeugdynamik, instabilem Motorlauf im Leerlauf und erhöhter Abgasbelastung. Häufige Ursachen für den Ausfall des Sauerstoffsensors sind mechanische Beschädigungen, eine Unterbrechung des elektrischen Stromkreises (Signalleitung) oder eine Verschmutzung des sensiblen Teils des Sensors durch Verbrennungsrückstände. In einigen Fällen, zum Beispiel bei den Fehlercodes P0130 oder P0141, leuchtet die Motorkontrollleuchte (Check Engine) auf dem Armaturenbrett auf. Das Fahrzeug kann zwar mit einer defekten Lambdasonde weitergefahren werden, dies führt jedoch zu den oben genannten Problemen und Folgeschäden.

Funktion der Lambdasonde

Die Lambdasonde ist im Abgaskrümmer installiert (genaue Position und Anzahl variieren je nach Fahrzeugmodell) und überwacht den Restsauerstoffgehalt im Abgas. In der Automobilindustrie steht der griechische Buchstabe „Lambda“ für das Verbrennungsluftverhältnis. Aus diesem Grund wird der Sauerstoffsensor häufig „Lambdasonde“ genannt.

Die vom Sensor gelieferten Informationen über den Sauerstoffgehalt im Abgas werden vom Motorsteuergerät (ECU) verwendet, um die Kraftstoffeinspritzung zu korrigieren. Ist viel Sauerstoff im Abgas vorhanden, ist das dem Zylinder zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch zu mager (Spannung am Sensor 0,1…0,3 Volt). Ist wenig Sauerstoff vorhanden, ist das Gemisch zu fett (Spannung am Sensor 0,6…0,9 Volt). Dementsprechend erfolgt eine Anpassung der eingespritzten Kraftstoffmenge. Dies wirkt sich nicht nur auf die Motordynamik aus, sondern auch auf die Funktion des Katalysators.

In den meisten Fällen liegt der effektive Arbeitsbereich des Katalysators bei 14,6…14,8 Teilen Luft auf einen Teil Kraftstoff. Dies entspricht einem Lambda-Wert von eins.

Bei einigen Fahrzeugen sind konstruktionsbedingt zwei Sonden vorgesehen. Eine befindet sich vor dem Katalysator (Regelsonde), die zweite dahinter (Monitorsonde/Diagnosesonde). Die Aufgabe der ersten besteht darin, das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu korrigieren, während die zweite die Effizienz des Katalysators überwacht. Die Sensoren selbst sind in ihrer Bauweise in der Regel identisch.

Beeinflusst die Lambdasonde den Motorstart?

Wenn die Lambdasonde abgeklemmt wird, steigt der Kraftstoffverbrauch und die Abgaswerte verschlechtern sich; manchmal läuft der Motor im Leerlauf unruhig. Dieser Effekt tritt jedoch erst nach dem Aufwärmen auf, da die Lambdasonde erst bei Temperaturen über +300°C arbeitet. Um das Erreichen der Betriebstemperatur zu beschleunigen, verfügen die Sonden über ein integriertes Heizelement, das beim Motorstart aktiviert wird. Unmittelbar beim Starten des Motors wird das Signal der Lambdasonde daher noch nicht berücksichtigt.

Die Motorkontrollleuchte (MKL) leuchtet bei einem Defekt der Lambdasonde auf, wenn im Speicher des Steuergeräts konkrete Fehler hinterlegt sind, die mit einer Beschädigung der Verkabelung oder des Sensors selbst zusammenhängen.

Symptome einer defekten Lambdasonde

Ein Ausfall der Lambdasonde geht in der Regel mit folgenden Symptomen einher:

• Verschlechterung der Zugkraft und verringerte Fahrdynamik.
• Instabiler Leerlauf. Die Drehzahl kann schwanken („Sägen“) und unter den optimalen Wert fallen. Im kritischen Fall hält das Auto den Leerlauf nicht und geht ohne Gasgeben aus.
• Erhöhter Kraftstoffverbrauch.
• Erhöhte Abgasemissionen. Die Abgase werden sichtbar (gräulicher oder bläulicher Farbton) und riechen stechend nach unverbranntem Kraftstoff.

Diese Anzeichen können auch auf andere Defekte hinweisen. Zur genauen Bestimmung eines Fehlers am Sauerstoffsensor sind daher Prüfungen mit einem Diagnosegerät (OBD-Scanner) und einem Multimeter (zur Prüfung des Heizkreises und des Signals) erforderlich.

Probleme mit der Sensorverkabelung werden normalerweise vom Steuergerät erkannt. Typische Fehlercodes sind: P0136, P0130, P0135, P0141. In jedem Fall muss der Stromkreis des Sensors (Spannungsversorgung und Unversehrtheit der Kabel) sowie das Arbeitsdiagramm (Oszillogramm) überprüft werden.

Ursachen für einen Defekt der Lambdasonde

Die Lebensdauer einer Lambdasonde beträgt etwa 100.000 km, es gibt jedoch Faktoren, die diese erheblich verkürzen:

• Fehler im Stromkreis. Unterbrechung der Versorgungs- oder Signalkabel, Beschädigung des Heizkreises. Bei defekter Heizung arbeitet der Sensor mit großer Verzögerung (erst nach Erwärmung durch Abgase). Auch ein Kurzschluss ist möglich.
• Interner Kurzschluss des Sensors. In diesem Fall fällt er komplett aus.
• Verschmutzung des Sensorelements. Wenn der Sensor mit Ruß oder Ablagerungen von Additiven bedeckt ist, reagiert er nicht mehr korrekt auf die Gemischzusammensetzung („Vergiftung“ der Sonde).
• Thermische Überlastung. Tritt meist aufgrund von Zündungsproblemen auf, wenn Kraftstoff im Krümmer nachverbrennt.
• Mechanische Beschädigungen. Schläge beim Fahren im Gelände oder durch Unfälle.
• Verwendung von silikonhaltigen Dichtmitteln bei der Montage, deren Dämpfe den Sensor schnell zerstören („Silikonvergiftung“).
• Mehrfache erfolglose Startversuche (Ansammlung von Kraftstoff im Krümmer).
• Kontakt der Keramikspitze mit technischen Flüssigkeiten (Öl, Frostschutzmittel).

Die Lebensdauer wird zudem drastisch reduziert durch: verschlissene Ölabstreifringe, Eindringen von Kühlmittel ins Öl und ein dauerhaft überfettetes Gemisch.

So bestimmen Sie einen Defekt der Lambdasonde

Sichtprüfung und Multimeter-Test

1. Bewerten Sie die Rußmenge am Sondenkopf. Wenn zu viel Ruß vorhanden ist, arbeitet der Sensor nicht korrekt (er reagiert „träge“).
2. Bestimmen Sie die Farbe der Ablagerungen. Weiße oder graue Ablagerungen weisen auf Additive im Kraftstoff oder Öl hin. Glänzende Ablagerungen deuten auf Blei im Kraftstoff hin – ein solcher Sensor muss ersetzt werden.
3. Prüfen Sie mit einem Multimeter die Unversehrtheit der Verkabelung. Normalerweise hat der Sensor 4 Drähte: zwei für die Heizung (weiß), einen für das Signal (schwarz) und Masse (grau). Die Farben können je nach Hersteller variieren.
4. Prüfen Sie den Widerstand der Heizung. Trennen Sie den Stecker und messen Sie den Widerstand zwischen den Heizdrähten. Er sollte im Bereich von 2…14 Ohm liegen (der genaue Wert hängt vom Modell ab). Ist der Stromkreis unterbrochen (unendlicher Widerstand), ist der Sensor defekt und muss ausgetauscht werden.
5. Prüfen Sie die Spannungsversorgung: Am steuergerätseitigen Stecker muss bei eingeschalteter Zündung an den Kontakten der Heizung Spannung anliegen (meist 12V).

Video: Lambdasonde prüfen

Prüfung mit dem Oszilloskop

Am genauesten zeigt ein Oszilloskop die Funktion des Sensors an. Sie können ein professionelles Gerät oder einen Laptop-Aufsatz verwenden. Hauptbedingung ist ein betriebswarmer Motor.

Diagramm einer korrekt funktionierenden Lambdasonde

Bei einem intakten Sensor sollte die Spannung ständig zwischen 0,1 und 0,9 V pendeln. Die Kurve ähnelt einer gleichmäßigen Sinuswelle mit einer Schaltfrequenz von mindestens 1 Mal pro Sekunde im Leerlauf.

Diagramm einer stark verschmutzten Lambdasonde (träge Reaktion)

Diagramm bei zu magerem Gemisch

Diagramm bei zu fettem Gemisch

Diagramm bei magerem Gemisch

Wenn die Linie im Diagramm flach ist und sich beim Gasgeben nicht ändert, ist der Sensor „tot“ oder es liegt eine Leitungsunterbrechung vor. Erfolgen die Wechsel sehr langsam, ist der Sensor „vergiftet“ bzw. gealtert.

Reparatur und Wiederherstellung der Lambdasonde

Wichtig zu wissen: Wenn die Heizung der Sonde durchgebrannt ist (Stromkreisunterbrechung) oder die Keramik zerstört ist, ist eine Reparatur nicht möglich. Die einzige Lösung ist der Austausch gegen ein Neuteil (vorzugsweise Original oder ein qualitativ gleichwertiger Ersatz, z. B. von Denso oder Bosch).

Wenn der Sensor jedoch elektrisch intakt ist, aber aufgrund von Ablagerungen „träge“ reagiert (verzögerte Messwerte), kann man versuchen, ihn zu reinigen.

Reinigung mit Phosphorsäure

Versuch zur Wiederherstellung eines verschmutzten Sensors:

• Geben Sie eine kleine Menge Phosphorsäure (oder einen aktiven Rostumwandler auf Säurebasis) in ein Glasgefäß.
• Tauchen Sie nur den Arbeitsteil des Sensors (die Spitze mit den Löchern) in die Säure. Tauchen Sie keinesfalls das Gehäuse oder den Kabeleingang ein.
• Lassen Sie die Säure 15–20 Minuten einwirken, damit sich der Ruß löst.
• Spülen Sie die Spitze gründlich mit Wasser ab und trocknen Sie sie vor dem Einbau.

Wenn dieser Vorgang die Reaktionsgeschwindigkeit des Sensors nicht wiederherstellt (Überprüfung per Oszilloskop), muss das Teil ausgetauscht werden.