Lambdasonde prüfen mit Multimeter

So lässt sich die Lambdasonde im Auto mithilfe eines Multimeters überprüfen

Multimeter sind besonders vielseitige Messgeräte, die in den verschiedensten Situationen zum Einsatz kommen können. Sie sind daher nicht nur bei Hobbyheimwerkern und Bastlern beliebt, sondern können auch im Bereich der Kfz-Elektronik nützliche Werkzeuge sein, um einzelne Bauteile auf ihre Funktionsfähigkeit zu überprüfen. So lässt sich beispielsweise nicht nur die Autobatterie mit einem Multimeter testen, sondern auch die Lambdasonde prüfen.
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Grundsätzliches zur Lambdasonde

Die Lambdasonde sendet wichtige Signale für Regelung der Kraftstoff Gemischzusammensetzung an die Motorsteuerung, indem sie den Restsauerstoffgehalt im Abgas ermittelt. Dazu werden der Sauerstoffgehalt in den Abgasen mit dem Sauerstoffgehalt der aktuellen Umgebungsluft verglichen. Aus den zwei Messergebnissen wird dann das Verhältnis von Verbrennungsluft zu Kraftstoff bestimmt.

Das optimale Verbrennungsluftverhältnis besteht aus 14,7 kg Luft zu 1 kg Kraftstoff und wird als stöchiometrisches Gemisch bezeichnet. Abgekürzt wird es mir dem griechischem Buchstaben λ (Lambda).

Der Restsauerstoffgehalt der Abgase (etwa 0,3 – 3 Prozent) wird mit dem Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft (etwa 20,8 Prozent) verglichen. Entspricht der Restsauerstoffgehalt des Abgases 3 Prozent, dann spricht man von einem mageren Gemisch. Aufgrund der Differenz zum Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft entsteht eine Spannung von 0,1 Volt. Entspricht der Restsauerstoffgehalt des Abgases weniger als 3 Prozent, dann spricht man von einem fetten Gemisch. Die Spannung steigt im Verhältnis der erhöhten Differenz auf 0,9 Volt an.

Es gibt zwei verschiedene Messverfahren, die bei der Lambdasonde zum Einsatz kommen:

  • Spannungssprung-Sonde (Nernstsonde) mit einer leitenden Zirkoniumdioxid Membran, bei der die unterschiedliche Sauerstoffkonzentration an beiden Seiten der Sonde eine messbare Spannung erzeugt.
  • Widerstandssprung-Sonde mit einer halbleitenden Titandioxid Keramik, bei der die Messwerte über den Spannungsabfall in der Widerstandskombination ermittelt werden.

Lambdasonden kommen bereits seit den 1970er Jahren hauptsächlich bei Ottomotoren in Fahrzeugen zum Einsatz. Ursprünglich wurde die Lambdasonde im Abgaskrümmer verbaut. Seit der Einführung von aktuellen EOBD Richtlinien muss zusätzlich die Funktion des Katalysators überwacht werden, weshalb moderne Fahrzeuge in der Regel mit mehreren Lambdasonden ausgestattet sind.

Lambdasonden sind zudem nicht nur bei Ottomotoren und Dieselmotoren in Fahrzeugen, sondern auch im Bereich Hausheiztechnik, beispielsweise bei Hackschnitzel-, Biomasse-, oder Pelletheizungen zu finden.

Lambdasonden Defekte und deren Ursachen

Obwohl die Lambdasonde als in sich geschlossenes Bauteil relativ robust ist, kann es zu Defekten kommen. Bei Verdacht auf Fehlfunktion sollte die Lambdasonde überprüft werden.

Folgende Symptome können auf einen Defekt der Lambdasonde hinweisen:

  • Höherer Kraftstoffverbrauch
  • Schlechtere Motorleistung
  • Höhere Abgasemissionen bei der Abgasuntersuchung (AU)
  • Aufleuchten der Motorkontrollleuchte
  • Anzeige eines Fehlercodes

Folgende Ursachen können für eine defekte Lambdasonde verantwortlich sein:

  • Kurzschlüsse der Elektronik im Inneren der Sonde
  • Kurzschlüsse der Elektronik außerhalb der Sonde
  • Fehlende Spannungsversorgung durch Verschmutzte oder defekte Kontakte
  • Fehlende Masseversorgung durch Verschmutzte oder defekte Kontakte
  • Überhitzung der Lambdasonde
  • Ablagerungen oder Verschmutzungen an der Sonde
  • Mechanische Beschädigung
  • Verwendung von inkompatiblen Kraftstoffadditiven

 

Lambdasonde prüfen – Anleitung

Bei Verdacht auf einen Defekt sollte die Lambdasonde überprüft werden.

Kfz-Werkstätten haben dabei verschiedene Möglichkeiten:

  • Lambdasonde prüfen mit Abgastester
  • Lambdasonde prüfen mit Lambdasondentester

Es muss aber nicht immer gleich der teure Werkstattbesuch sein.
Man kann auch selbst mithilfe eines Multimeters die Lambdasonde prüfen.

1. Lambdasonde optisch überprüfen

Bevor man eine elektronische Prüfung der Lambdasonde mit dem Multimeter vornimmt, sollte allerdings zuerst optisch der Zustand des Schutzrohr Gehäuses überprüft werden. Bereits hier lassen sich eventuelle Probleme erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten:

info01Stark verrußtes Schutzrohr

Ein stark verrußtes Schutzrohr weißt auf die Verbrennung eines zu fettem Gemischs hin. In diesem Fall muss die Lambdasonde ausgetauscht und neu eingestellt werden, um wieder ein optimales Verbrennungsluftverhältnis herzustellen und ein erneutes verrußen zu vermeiden.

info01Ablagerungen auf dem Schutzrohr

Ablagerungen auf dem Schutzrohr weißen auf Probleme mit den Inhaltsstoffen des verwendeten Kraftstoffs hin. Beispielsweise können helle Ablagerungen auftreten, wenn der Motor Öl verbrennt oder inkompatible Additive im Kraftstoff vorhanden sind. In diesem Fall muss die Sonde komplett erneuert werden und die Ursache für die Ablagerungen behoben werden.

info01Beschädigungen am Schutzrohr

Beschädigungen am Schutzrohr weißen auf eine unsachgemäße Montage der Lambdasonde hin, wodurch die Funktionsfähigkeit beeinträchtigt werden kann. Dies kann der Fall sein, wenn nicht das vorgeschriebene Spezialwerkzeug verwendet oder das Anzugsdrehmoment nicht beachtet wurde. Die Sonde sollte professionell ausgetauscht werden.

Deuten keinerlei äußere Anzeichen auf einen Defekt hin, so kann eine elektronische Prüfung durch Messen der Lambdasonde mit dem Multimeter erfolgen.

2. Lambdasonde prüfen mit Multimeter

Für dieses Vorgehen wird lediglich ein modernes, schnell anzeigendes Multimeter samt Messleitungen benötigt.

Das Multimeter wird gegen Masse an die Lambdasonde angeschossen.

lambdasonde messen mit multimeterDazu wird die rote Messleitung des Multimeters parallel an die Signalleitung der Lambdasonde (schwarzes Kabel) angelegt. Die schwarze Messleitung des Multimeters wird als Masse an das Gehäuse des Motorraums angelegt.

Der Messbereich des Multimeters sollte auf 1 oder 2 Volt eingestellt werden.

Nach dem Einschalten der Zündung bei noch kaltem Motor und Sonde sollte eine Grundspannung von etwa 450 mV anliegen.

Wenn der Motor bzw. die Sonde anschließend auf Betriebstemperatur kommt, dann sollten die Messwerte zwischen 0,1 und 0,9 Volt hin und her pendeln.

Dies lässt auf die ordentliche Funktion und einen Lambdawert von 1 schließen. Um ein aussagekräftiges Messergebnis zu erhalten, sollte der Motor auf etwa 2500 Umdrehungen pro Minute gehalten werden. Auf diese Weise wird die optimale Betriebstemperatur erreicht.

Bei Lambdasonden mit Heizung können auch der Innenwiderstand und die Spannungsversorgung des Heizelements mit dem Multimeter gemessen werden.

Dazu müssen die Stecker von der Lambdasonde getrennt werden.

Lambdasondenseitig kann mit dem Multimeter an den beiden Kabeln des Heizelements der Widerstand gemessen werden. Dieser sollte zwischen 2 und 14 Ohm liegen. Fahrzeugseitig kann mit dem Multimeter die Spannungsversorgung gemessen werden. Diese sollte ungefähr bei 10 Volt liegen.

Grundsätzliche Anschlussmöglichkeiten und Kabelfarben bei der Lambdasonde:

Unbeheizte Sonden
1 schwarzes Kabel – Signal (Masse über das Gehäuse)

oder

2 schwarze Kabel – Signal und Masse

Beheizte Sonden
1 schwarzes Kabel – Signal (Masse über das Gehäuse)
2 weiße Kabel – Heizelement

oder

2 schwarze Kabel – Signal und Masse
2 weiße Kabel – Heizelement

Grundsätzlicher Hinweis

Vor dem Anlegen des Messgeräts sollten unbedingt immer die herstellerspezifischen Angaben im Fahrzeughandbuch beachtet werden!

Informieren Sie sich im Multimeter Test über passende Geräte, die zum Prüfen der Lambdasonde mit einem Multimeter geeignet sind.