Möchten Sie nun mehr darüber erfahren, wie ein Sauerstoffsensor funktioniert? Wie Sie vielleicht wissen, sind viele Sensoren erforderlich, um einen modernen Motor zu betreiben, aber wahrscheinlich ist keiner so wichtig wie der Sauerstoffsensor. Diese Sensoren messen die Menge an unverbranntem Sauerstoff im Abgas. Der Computer verwendet diesen Messwert, um das Kraftstoffgemisch anzupassen. Steigt der Sauerstoffgehalt im Abgas (bekannt als mageres Gemisch), sinkt die Spannungsmessung des Sensors. Dadurch weist der Computer die Einspritzdüsen an, mehr Kraftstoff zuzuführen. Infolgedessen verringert sich der Sauerstoffgehalt im Abgas (bekannt als fettes Gemisch).
Die Spannung des Sauerstoffsensors steigt durch diese Anreicherung, und der Computer reagiert, indem er den Kraftstofffluss reduziert. Wenn die Kraftstoffmenge abnimmt, kehrt das Gemisch zum mageren Zustand zurück und die Sensorspannung sinkt. Dieser Prozess wiederholt sich, solange der Motor läuft. Diese kontinuierliche Rückkopplungsschleife ist das Herzstück des Kraftstoffregelsystems. Typische magere Spannungsmesswerte liegen bei 0 bis 0,3 Volt, während fette Messwerte im Bereich von 0,6 bis 1 Volt liegen. Bei einem idealen Kraftstoffgemisch (14,7:1) wird eine Spannung von etwa 0,5 Volt erzeugt.
Warum also nicht einfach eine konstante Kraftstoffmenge beibehalten, die sich nur mit der Drosselklappenstellung ändert? Viele Faktoren beeinflussen die für die Aufrechterhaltung des 14,7:1-Verhältnisses erforderliche Kraftstoffmenge. Dazu gehören Kraftstoffqualität, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit. Daher ergibt sich die Notwendigkeit des O2-Sensors! Die Schaltgeschwindigkeit des Sensors variiert, aber die meisten modernen Sensoren schalten durchschnittlich mindestens sechsmal pro Sekunde. Ältere Sensoren schalten langsamer, etwa einmal pro Sekunde, sodass Sie sich vorstellen können, wie neue Sensoren die Abgasemissionen verbessern!
Sauerstoffsensor
Die vor 1982 verwendeten älteren Sauerstoffsensoren waren ungeheizte Ein- oder Zweidrahtsensoren. Diese Sensoren begannen erst dann korrekte Messwerte zu liefern, wenn das Abgas den Sensor auf seine Betriebstemperatur erwärmt hatte. Dadurch arbeitete der Computer länger im „offenen Regelkreis“ (mit vordefinierten Kraftstoffwerten, die den Motor im fetten Bereich laufen ließen). Alle neuen Sensoren sind „beheizte Sauerstoffsensoren“ (HO2S), die ein Heizelement integriert haben, um den Sensor schneller auf Betriebstemperatur zu bringen, normalerweise in weniger als einer Minute, manchmal sogar in nur 10 Sekunden! Das Heizelement verhindert auch, dass der Sensor beim Leerlauf des Motors abkühlt. Diese beheizten Sensoren haben in der Regel eine Drei- oder Vierdrahtausführung.
Es gibt verschiedene Sensortypen mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen und Designs, aber ihr Zweck und ihre Funktion sind gleich. Die dahinterstehende Technik geht über den Rahmen dieser Seite hinaus, aber es gibt einige Punkte zu beachten. Der Sauerstoffsensor vergleicht den Sauerstoffgehalt der Außenluft mit dem des Abgases. Die Außenluft wird dem Sensor über Belüftungsöffnungen im Sensorgehäuse oder über den Verdrahtungsanschluss selbst zugeführt. Einige Sensortypen erzeugen eine Spannung, wenn sich der Sauerstoffgehalt im Abgas ändert, andere haben einen variablen Widerstand. Der neueste Typ, der Breitband-Heizo2-Sensor, hat einen Spannungsbereich von 2 bis 5 Volt. Trotz all dieser Unterschiede und der tatsächlichen Messwerte des Sensors verarbeitet der Computer die Informationen, um die erwarteten Messwerte von 0 bis 1 Volt zu liefern. Es gibt natürlich Ausnahmen. Einige beheizte Titania-O2-Sensoren können bis zu 5 Volt erzeugen. Dieser Messwert wird vom Computer nicht geändert. Eine andere Bauweise desselben Sensortyps ist so konfiguriert, dass sie entgegengesetzte Werte misst: Hohe Spannung zeigt mageres Gemisch, niedrige Spannung fettes Gemisch. Diese beiden Arten von Sauerstoffsensoren sind nicht weit verbreitet und wurden hauptsächlich in einigen Nissan-, Jeep- und Eagle-Anwendungen eingesetzt. Es muss immer Ausnahmen geben! Ingenieure, ja, wir wissen es!
Außerdem werden Sie feststellen, dass bei den meisten Anwendungen ab 1996 ein zweiter Satz Sauerstoffsensoren hinter dem Katalysator positioniert ist. Diese funktionieren genauso wie die vorderen O2-Sensoren, aber ihre Messwerte werden anders verwendet: Ihr Zweck ist nicht die Überwachung des Kraftstoffgemischs des Motors, sondern die Messung der Effizienz des Katalysators. Für eine detailliertere Erklärung der Diagnosehilfen und O2-Überwachung lesen Sie bitte den Artikel über Sauerstoffsensor-Codes. Dieser Artikel bietet Diagnosehilfen, wertvolle Testverfahren und mögliche Ursachen für fette oder magere Sauerstoffsensor-Codes. Wir hoffen, diese Informationen sind hilfreich!