Sauerstoffsensoren

Eine detaillierte Anleitung zur Funktionsweise von Sauerstoffsensoren & Was sie tun

Was ist ein Sauerstoffsensor?

Sauerstoffsensoren (allgemein als „O2-Sensor“ bezeichnet, da O2 die chemische Formel für Sauerstoff ist) sind im Abgaskrümmer des Fahrzeugs montiert, um zu überwachen, wie viel unverbrannter Sauerstoff sich im Abgas befindet, wenn das Abgas aus dem Motor austritt.

Durch die Überwachung des Sauerstoffgehalts und das Senden dieser Informationen an den Computer Ihres Motors informieren diese Sensoren Ihr Auto darüber, ob das Kraftstoffgemisch fett (zu wenig Sauerstoff) oder mager (zu viel Sauerstoff) ist. Das richtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist entscheidend, damit Ihr Auto so reibungslos läuft, wie es sein sollte.

Da der O2-Sensor eine wichtige Rolle bei der Motorleistung, den Emissionen und der Kraftstoffeffizienz spielt, ist es wichtig zu verstehen, wie sie funktionieren, und sicherzustellen, dass Sie ordnungsgemäß funktionieren.

Wo befinden sich Sauerstoffsensoren?

Die Anzahl der Sauerstoffsensoren eines Fahrzeugs variiert. Jedes Auto, das nach 1996 hergestellt wird, muss vor und nach jedem Katalysator einen Sauerstoffsensor haben. Während die meisten Fahrzeuge über zwei Sauerstoffsensoren verfügen, verfügen die mit Doppelabgas ausgestatteten V6— und V8-Motoren über vier Sauerstoffsensoren – einen vor und nach dem Katalysator an jeder Motorbank.

Was macht ein Sauerstoffsensor?

Der Sensor 02 des Fahrzeugs misst die Sauerstoffmenge im Abgas und meldet diese Rückmeldung an den Computer Ihres Fahrzeugs. Der Computer verwendet diese Informationen dann, um Ihr Luft / Kraftstoff-Gemisch anzupassen.

Sauerstoffsensoren erzeugen ihre eigene Spannung, wenn sie heiß werden (ungefähr 600 ° F). An der Spitze des Sauerstoffsensors, der in den Abgaskrümmer eingesteckt wird, befindet sich eine Zirkoniumkeramikbirne. Die Innen- und Außenseite des Kolbens ist mit einer porösen Platinschicht beschichtet, die als Elektroden dienen. Das Innere der Glühlampe wird intern durch den Sensorkörper zur Außenatmosphäre entlüftet.

Wenn die Außenseite des Kolbens den heißen Abgasen des Abgases ausgesetzt ist, bewirkt der Unterschied im Sauerstoffgehalt zwischen dem Kolben und der Außenatmosphäre innerhalb des Sensors, dass Spannung durch den Kolben fließt.

Wenn das Kraftstoffverhältnis mager ist (nicht genügend Kraftstoff im Gemisch), ist die Spannung relativ niedrig — ungefähr 0,1 Volt. Wenn das Kraftstoffverhältnis fett ist (zu viel Kraftstoff im Gemisch), ist die Spannung relativ hoch — ungefähr 0,9 Volt. Wenn sich das Luft / Kraftstoff-Gemisch im stöchiometrischen Verhältnis befindet (14,7 Teile Luft zu 1 Teil Kraftstoff), erzeugt der Sauerstoffsensor 0,45 Volt.

Der vorgeschaltete Sauerstoffsensor (Sauerstoffsensor 1)

Sauerstoffsensor 1 ist der vorgeschaltete Sauerstoffsensor in Bezug auf den Katalysator. Es misst das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des aus dem Abgaskrümmer austretenden Abgases und sendet die Hoch- und Niederspannungssignale an das Antriebsstrangsteuermodul, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu regeln. Wenn das Antriebsstrangsteuermodul ein Niederspannungssignal (Mager) empfängt, kompensiert es dies durch Erhöhen der Kraftstoffmenge im Gemisch. Wenn das Antriebsstrangsteuermodul ein Hochspannungssignal (Rich) empfängt, lehnt es das Gemisch an, indem es die Kraftstoffmenge reduziert, die es dem Gemisch zusetzt.

Die Verwendung des Eingangs des Sauerstoffsensors durch das Antriebsstrangsteuermodul zur Regelung des Kraftstoffgemisches wird als geschlossener Regelkreis bezeichnet. Dieser geschlossene Regelkreis führt zu einem konstanten Flip-Flop zwischen fett und mager, wodurch der Katalysator die Emissionen minimieren kann, indem das durchschnittliche Gesamtverhältnis des Kraftstoffgemisches im richtigen Gleichgewicht gehalten wird.

Wenn jedoch ein kalter Motor gestartet wird oder ein Sauerstoffsensor ausfällt, tritt das Antriebsstrangsteuermodul in den Open-Loop-Betrieb ein. Im Open-Loop-Betrieb empfängt das Antriebsstrangsteuermodul kein Signal vom Sauerstoffsensor und ordnet ein festes fettes Kraftstoffgemisch an. Der Open-Loop-Betrieb führt zu erhöhten Kraftstoffverbräuchen und Emissionen. Viele neuere Sauerstoffsensoren enthalten Heizelemente, die ihnen helfen, schnell auf Betriebstemperatur zu kommen, um den Zeitaufwand für den Open-Loop-Betrieb zu minimieren.

Der nachgeschaltete Sauerstoffsensor (Sauerstoffsensor 2)

Sauerstoffsensor 2 ist der nachgeschaltete Sauerstoffsensor in Bezug auf den Katalysator. Es misst das aus dem Katalysator austretende Luft-Kraftstoff-Verhältnis, um sicherzustellen, dass der Katalysator ordnungsgemäß funktioniert. Der Katalysator hält das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 14,7: 1 aufrecht, während das Antriebsstrangsteuermodul aufgrund der Eingabe des vorgeschalteten Sauerstoffsensors (Sensor 1) ständig zwischen fetten und mageren Luft-Kraftstoff-Gemischen wechselt. Daher sollte der nachgeschaltete Sauerstoffsensor (Sensor 2) eine konstante Spannung von etwa 0,45 Volt erzeugen.

Symptome eines schlechten O2-Sensors

Wenn ein o2-Sensor ausfällt, gibt es eine Vielzahl von Diagnose-Fehlercodes (DTCs), die angezeigt werden können. In den meisten Fällen führt ein fehlerhafter O2-Sensor zu einer Kontrollleuchte mit einem Fehlercode, den Sie mit einem OBD2-Scanner wie FIXD lesen können. Basierend auf diesem Fehlercode zeigt er an, wie er fehlgeschlagen ist, und fährt dann mit der Diagnose fort.

Symptome eines fehlerhaften O2-Sensors können Folgendes sein:

• Magerer oder fetter Fahrzustand
• Schlechte Beschleunigung
• Motorstillstand
• Schwarzer Rauch aus dem Endrohr (fetter Fahrzustand) Schwarzer Rauch ist überschüssiger Kraftstoff, der aus dem Auspuff austritt
• Grober Leerlauf
• Abwürgen des Fahrzeugs
• Reduzierte Kraftstoffeffizienz

Um festzustellen, ob Sie einen schlechten Sauerstoffsensor im Vergleich zu einem mageren oder fetten Laufzustand haben, müssen Sie zunächst die Funktion Ihres O2-Sensors mit einem Scan-Tool überprüfen.

So testen Sie Sauerstoffsensoren

Da der O2-Sensor eine wichtige Rolle dabei spielt, dass Ihr Motor so effizient und sauber wie möglich läuft, ist es wichtig sicherzustellen, dass er ordnungsgemäß funktioniert. Die meisten Sauerstoffsensoren halten in der Regel 30.000 bis 50.000 Meilen oder 3-5 Jahre, wobei neuere Sensoren bei ordnungsgemäßer Wartung und Instandhaltung noch länger halten. Die Kosten für den Austausch eines Sauerstoffsensors liegen zwischen 155 und 500 US-Dollar, je nachdem, ob Sie selbst basteln oder in ein Geschäft gehen.

Sie können test die sauerstoff sensor zu hause mit einem voltmeter oder OBD2 scan tool wie die FIXD Sensor. Gehen Sie zum Live-Datenfeed in der FIXD-App, um die Spannung und Reaktionszeit Ihrer O2-Sensoren anzuzeigen.

Typischerweise schaltet ein vorderer (stromaufwärts) O2-Sensor 1, der ordnungsgemäß funktioniert, mit einer ziemlich gleichmäßigen Geschwindigkeit von fett zu mager, wodurch eine wellenartige Formation entsteht. Die vom O2-Sensor erzeugte Spannung sollte zwischen 0,1 V und 0,9 V liegen, wobei 0,9 V auf der fetten Seite und 0,1 V auf der mageren Seite liegen sollten. Wenn Ihre Messwerte innerhalb dieses Bereichs liegen, funktioniert der O2-Sensor ordnungsgemäß.

Der hintere (nachgeschaltete) Sauerstoffsensor 2 ist ein Katalysatormonitor, und wenn alles normal funktioniert, schwebt dieser Sensor um ein halbes Volt. Diese Messung kann jedoch je nach Hersteller schwanken.

Zusätzliche Tipps zum Testen des O2-Sensors

Wenn der O2-Sensor nicht schnell auf Tests reagiert:

Wenn der Sensor während des Tests träge oder langsam zu reagieren scheint und andere Symptome ohne Fehlercode auftreten, kann dies ein Problem eines „faulen“ O2-Sensors sein, das andere Probleme verursachen kann.

Wenn die O2-Sensorspannung zu fett oder zu mager ist:

Versuchen Sie, die entgegengesetzte Bedingung einzuführen, um festzustellen, ob das Problem am Sauerstoffsensor liegt oder ob es sich um ein Problem mit dem Luft-Kraftstoff-Gemisch handelt. Wenn Ihr O2-Sensor beispielsweise mager bleibt, fügen Sie der Situation Kraftstoff hinzu, um zu sehen, ob er anspricht. Wenn sich der O2-Sensor auf der reichen Seite befindet, versuchen Sie, ein Vakuumleck oder mehr Sauerstoff einzuführen, um zu sehen, wie und ob der Sensor reagiert.

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Ehefrau, Mutter, Content Manager & Leitender Texter bei FIXD. Von der Garage bis zum Fitnessstudio liebe ich es, Menschen beim Lernen und Wachsen zu helfen. Traumauto: ’69 Acapulco Blue Mustang.