Lambdasonde vervangen: stap-voor-stap instructies

Trilt de motor bij stationair draaien, als de motor warm is of is je brandstofverbruik hoger dan normaal? Dit kan een eerste teken zijn van een defecte of verouderde lambdasonde. In dit artikel laten we zien wat een lambdasonde doet, hoe je een defect herkent en hoe je zelf de defecte lambdasonde kunt vervangen.

Wat doet een lambdasonde en hoe werkt hij?

Een lambdasonde is een sensor die het restzuurstofgehalte in het uitlaatgas meet. Daarom wordt de lambdasonde altijd in het uitlaatsysteem geschroefd. Strikt genomen meet de lambdasonde niet direct het restzuurstofgehalte in het uitlaatgas, maar vergelijkt hij het restzuurstofgehalte in het uitlaatgas met het zuurstofgehalte in de omgevingslucht. Daarom zit het sensorelement niet alleen in het uitlaatgas, maar ook in de omgevingslucht. Zodra een bedrijfstemperatuur van 350 °C is bereikt, beginnen zuurstofatomen uit de omgevingslucht door de oxidekeramiek, d.w.z. het zirkoniumdioxide, van het sensorelement in het uitlaatgas te stromen.

Het oxidekeramiek is echter alleen doorlaatbaar voor zuurstofionen. De zuurstofatomen moeten daarom eerst extra elektronen opnemen om zuurstofionen te worden. Alleen dan kan de zuurstof in de vorm van zuurstofionen het keramische element binnendringen. Zodra de zuurstofionen het uitlaatgas hebben bereikt, moeten ze hun overtollige elektronen weer afgeven, zodat ze terugkeren naar de neutrale, gewenste toestand. Hierdoor ontstaat een elektrische spanning tussen de twee platina-elektronen, die wordt doorgegeven aan de motorbesturing.

Naast de bedrijfstemperatuur is voor de stroom van zuurstofatomen of ‑ionen ook een verschil tussen het zuurstofgehalte in de omgevingslucht en het restzuurstofgehalte in het uitlaatgas nodig. Hoe hoger het restzuurstofgehalte in het uitlaatgas of hoe magerder het verbrande brandstof-luchtmengsel, hoe minder zuurstofionen er door het keramiek stromen en hoe minder elektrische spanning er tussen de elektroden wordt opgewekt.

Omgekeerd betekent dit dat hoe lager het restzuurstofgehalte in het uitlaatgas of hoe rijker het verbrande brandstof-luchtmengsel, hoe meer zuurstofionen er door het keramiek stromen en hoe meer elektrische spanning tussen de elektroden wordt opgewekt. Tijdens het gebruik ligt de elektrische spanning tussen de 0,1 en 0,9 volt.

Wat is de lambdawaarde?

De lambda-waarde is een eenheidloze quotiënt dat de verhouding weergeeft tussen de beschikbare luchtmassa en de luchtmassa die nodig is voor de volledige verbranding of de stoichiometrische luchtbehoefte.

Lambda-waarde minder dan 1: Als de motor te rijk loopt (d.w.z. te veel brandstof krijgt), is er te weinig lucht beschikbaar om de brandstof volledig te verbranden. Dit betekent dat de beschikbare luchtmassa kleiner is dan de vereiste luchtmassa en dat er een tekort aan lucht is. In het geval van een luchttekort is de lambdawaarde dus minder dan één.

Lambda-waarde groter dan 1: Andersom spreken we van een teveel aan lucht als de motor te weinig brandstof krijgt en daardoor te arm loopt. Bij een teveel aan lucht is de lambdawaarde groter dan 1.

Lambdawaarde gelijk aan 1: Onder ideale omstandigheden, d.w.z. wanneer de motor precies de hoeveelheid brandstof krijgt die hij nodig heeft om de brandstof volledig te verbranden, spreken we van lambda gelijk aan één.

 Stoichiometrischeluchtbehoefte voor 1 kg brandstof Lambdawaarde in bedrijf (zonder speciale uitvoeringen)
Benzinemotor14,7 kgλ = 0,997 bis λ = 1,004
Dieselmotor14,5 kgλ = 1,3 bis λ = 6

Welke soorten lambdasondes zijn er?

Sprongsonde

De spanningsprongsensor, ook wel sprongsonde genoemd, is de klassieke lambdasonde. Deze komt uitsluitend voor in benzinemotoren en motoren die met λ = 1 worden aangedreven. Hij wordt sprongsonde genoemd, omdat de opgewekte elektrische spanning tijdens het gebruik tot 7 keer toe van 0,1 naar 0,9 volt per seconde springt. De sensor werkt vanaf een temperatuur van 350 °C en het sensorkeramiek is gemaakt van zirkoniumdioxide.

De regelsonde bevindt zich tussen de uitlaatklep en de katalysator. De controlesensor informeert de motorregeleenheid of het mengsel te rijk of te arm was, en de motorregeleenheid kan op deze informatie reageren door het mengsel te verhogen of te verlagen. Hiervoor worden de injectietijden van de injectoren gewijzigd, zodat ze ofwel langer openen en meer brandstof inspuiten, ofwel korter openen en minder brandstof inspuiten. De motorbesturing probeert de lambdawaarde stationair te houden en het deellastbereik op λ = 1, zodat de katalysator optimaal kan werken.

Weerstandssprongsonde

Een ander type sprongsonde is de weerstandsprongsonde. De weerstandssprongsonde gebruikt titaniumdioxide in plaats van zirkoniumdioxide. En in tegenstelling tot de sprongsonde wordt bij dit ontwerp geen elektrische spanning opgewekt, maar verandert de elektrische weerstand van het keramiek met het restzuurstofgehalte in het uitlaatgas. Om de weerstand te meten moet er een spanning worden aangelegd door de motorbesturing. Bovendien hebben weerstandssprongsondes een bedrijfstemperatuur van 500 °C tot 800 °C nodig, daarom worden ze alleen in combinatie met een lambdasondeverwarming gebruikt. Het grote voordeel van weerstandssprongsondes is dat ze geen omgevingslucht nodig hebben als referentie voor de meting.

Diagnostische sonde

Sinds de Euro 4‑emissienorm kan een benzinemotor niet meer zonder monitorsonde, ook wel bekend als een diagnostische sonde. De taak van de diagnostische sonde is om de motorbesturing te informeren over de foutloze werking van de katalysator. Aangezien de katalysator zuurstof kan opslaan, werkt hij als een demper op het restzuurstofgehalte. De storingsvrije werking van de katalysator wordt daarom altijd aangegeven door een bijna constante spanning van 0,6 tot 0,8 volt op de lambdasonde.

Breedbandlambdasonde

De breedbandlambdasonde werkt anders. Deze sonde wordt gebruikt in alle voertuigen met een lambdawaarde groter dan 1. Het gaat hierbij vooral om dieselmotoren, gasmotoren en armmengselmotoren. De sonde heeft een vlakke in plaats van een vingersensor en heeft altijd een lambdasondeverwarming, aangezien de bedrijfstemperatuur tussen 700 °C en 800 °C ligt. De sonde bevindt zich meestal vlak achter de uitlaatkleppen of de turbolader.

Een breedbandlambdasonde bestaat in principe uit twee sprongsondes, elk met een sensorkeramiek van zirkoniumdioxide, waarbij de ene een meetcel en de andere een pompcel wordt genoemd. Tussen pompcel en meetcel zit een hele smalle diffusiespleet, die een gesloten ruimte vormt. Slechts een kleine opening in de pompcel verbindt de diffusieopening met de uitlaatpijp. Aan de andere kant van de diffusieopening bevindt zich de meetcel, die verbonden is met de omgevingslucht.

Terwijl de pompcel door de motorbesturing van stroom wordt voorzien en zo de resterende zuurstof uit het uitlaatgas in de diffusieopening pompt, meet de meetcel het zuurstofgehalte in de diffusieopening. De motorbesturing probeert nu het zuurstofgehalte in de diffusieopening op λ = 1 te houden. Hiervoor kan de motorbesturing de pompstroom van de pompcel aanpassen en ook de polariteit omkeren om zuurstof uit de diffusieopening weer in het uitlaatsysteem te pompen. Hierdoor kunnen zelfs zuurstofarme uitlaatgassen tot λ = 0,7 kunnen worden gemeten. In de praktijk wordt niet het restzuurstofgehalte gemeten, maar de pompstroom. En die wordt gebruikt om conclusies te trekken over het zuurstofgehalte. De breedbandlambdasonde wordt vooral gebruikt in moderne dieselvoertuigen om de motorregeling te optimaliseren.

Wanneer en hoe vaak moet de lambdasonde worden vervangen?

Lambdasensoren zijn onderhevig aan een verouderingsproces waardoor ze in eerste instantie trager worden. Ze functioneren nog steeds, maar de motor draait meestal niet meer optimaal bij een stationair toerental en verbruikt ook merkbaar meer brandstof, wat ook de katalysator kan beschadigen. Om dit te voorkomen moeten lambdasondes om de 30.000 km en tijdens elke inspectie worden gecontroleerd. De fabrikant bepaalt vaste vervangingsintervallen voor de verschillende lambdasondes. 

LambdasondeVerwisselinterval
Onverwarmde lambdasondeelke 50.000 – 80.000 km
Verwarmde lambdasonde (3‑polig)elke 100.000 – 160.000 km
Verwarmde lambdasonde (4‑polig)elke 160.000 km
Vlakke lambdasondes elke 160.000 km – 250.000 km
Vlakke breedband lambdasonde elke 160.000 km – 250.000 km
[lambdasonde-teaser]

Kan ik verder rijden met een defecte lambdasonde?

Met een defecte monitorsonde kun je voorlopig zonder problemen verder rijden. Een defecte monitorsensor betekent niet dat het uitlaatgasreinigingssysteem niet meer werkt, maar alleen dat de werking van de katalysator niet meer kan worden gecontroleerd. Er is alleen een beperking wanneer de motorbesturing in de noodloop gaat, of wanneer de algemene inspectie moet plaatsvinden.

De situatie is anders met een controlesonde of breedbandsonde. Deze lambdasondes zijn ook verantwoordelijk voor het motormanagement. Het is zeker mogelijk om naar de dichtstbijzijnde garage te rijden, maar langere afstanden moeten worden vermeden, omdat bijvoorbeeld de katalysator of het deeltjesfilter kan worden beschadigd. In het ergste geval kunnen zelfs de uitlaatkleppen beschadigd raken. Men spreekt dan van “verbrande kleppen”.

Het opsporen van een defect

Hoe herken ik een defecte lambdasonde?

Belangrijk 

Afhankelijk van de fabrikant kan het activeren van het motorcontrolelampje ertoe leiden dat de motorbesturing in de noodloopstand gaat en dat de auto alleen kan worden verplaatst met een aanzienlijk vermogenverlies en een verhoogd verbruik.

Alle lambdasondes zijn uitlaatgasgerelateerde componenten en worden daarom ook bewaakt door de motorbesturing. Als er een fout wordt gedetecteerd, gaat het motorcontrolelampje (MIL) op het dashboard branden. In dit geval is de defecte lambdasonde duidelijk te identificeren met behulp van een diagnosetester. Moderne auto’s met een dual-flow uitlaatsysteem kunnen wel tot zes lambdasondes hebben. Het is daarom belangrijk om precies te weten welke lambdasonde defect is.

De klassieke symptomen van een defecte of verouderde controlesensor bij benzinemotoren zijn:

  • Trillen tot onregelmatig stationair draaien als de motor warm is
  • Merkbaar hoger brandstofverbruik
  • Slechte responsiviteit in deellastbereik

Monitorsondes verdienen alleen aandacht als het motorcontrolelampje erdoor oplicht. In de meeste gevallen zal de monitorsonde het echter melden wanneer de katalysator defect is.

De klassieke symptomen van een defecte of verouderde breedbandlambdasonde zijn:

  • Trillen tot onregelmatig stationair draaien als de motor warm is
  • Merkbaar hoger brandstofverbruik
  • Slechte responsiviteit in deellastbereik
  • Zwarte rook uit de uitlaat (dieselmotor)

Hoe vind ik de defecte lambdasonde?

Om de locatie van de defecte lambdasonde nauwkeurig te kunnen vaststellen, worden alle foutmeldingen voorzien van exacte informatie over de positie in het uitlaatsysteem, bijvoorbeeld: bank 1, sensor 1. Sensor 1 is altijd de controlesonde en sensor 2 of sensor 3 is altijd een diagnostische sonde of monitorsonde.

Bank 1 (oftewel cilinderbank 1) is in een single-flow uitlaatsysteem relatief eenvoudig te bepalen, omdat er geen bank 2 is. Bij dualflow-systemen is het iets ingewikkelder. In geval van een V‑motor verwijst bank 1 naar de eerste rij cilinders. In de regel is de eerste rij cilinders de rij aan de linker- of passagierszijde, wanneer je voor de openstaande motorkap staat. Bij dwars gemonteerde V‑motoren wijst bank 1 vervolgens richting spatbord. Bij lijnmotoren is de 1e cilinder ook de 1e cilinder aan de andere kant. Het uitlaatsysteem is daarom bank 1 voor de eerste cilinder en bank 2 voor de laatste cilinder.

Een lambdasonde kan slechts in beperkte mate worden getest met een multimeter. Het enige dat correct kan worden gemeten is de weerstand van de lambdasondeverwarming. Als oriëntatie kun je ook kijken naar het sprongspanningssignaal. Dit werkt echter veel beter met een oscilloscoop, die waarschijnlijk bijna niemand thuis heeft. En die te duur is voor eenmalig gebruik.

Het is beter om de parameters van de sonde op het diagnostische apparaat te laten weergeven. De parameters van de lambdasondes kunnen door elk diagnostisch apparaat dat geschikt is voor EOBD worden weergegeven. De verwachte spanningswaarden zijn als volgt:

Type lambdasensorVerwachte spanningswaarden
SprongsondeSpanningssprongen tussen 0,1 V en 0,9 V
WeerstandssprongsondeSpanningssprongen tussen 0,4 V en 3,9 V
MonitorsondeBijna constante spanning tussen 0,6 V en 0,8 V
BreedbandsondeConstante spanning rond 0,45 V

Opmerking: de daadwerkelijke aanpassing van het mengsel in een breedbandsonde wordt gedaan via de pompstroom. Die moet tussen ‑1 mA en 3 mA liggen, afhankelijk van de belastingstoestand van de motor. Bij λ = 1 is de pompstroom 0 mA.

Hoe kan ik een lambdasonde controleren?

Als het motorcontrolelampje brandt, moet je altijd eerst het storingsgeheugen van de motorbesturing uitlezen. Sinds 2001 is elk nieuw geregistreerd voertuig in Europa uitgerust met de Europese boorddiagnose EOBD. Dit betekent dat de belangrijkste uitlaatgasrelevante storingscodes voor elk voertuig gelijk zijn en met het meest economische diagnoseapparaat kunnen worden gelezen en geïnterpreteerd.

Alle EOBD-foutcodes beginnen met “P0”, gevolgd door drie cijfers. Foutcodes die de lambdasonde beïnvloeden kunnen er als volgt uitzien: P003X, P004X, P005X, P006X, P013X, P014X, P015X, P016X.

We hebben de meest voorkomende storingsmeldingen, de mogelijke oorzaken en hoe de storingen te herstellen zijn samengevat in een tabel.

Storingsmelding Mogelijke oorzakenProbleem oplossen
Storing in verwarmingscircuit lambdasonde- Stekker geoxideerd
– Kabelbreuk
– Lambdasensor verwarming defect
- Controleer stekker en kabel, reinig of repareer indien nodig
– Lambdasonde vervangen
Lambdasonde verwarmingssignaal te laag- Stekker geoxideerd
– Kabelbreuk
– Lambdasensor verwarming defect
– Zelden: motorbesturingseenheid defect
- Controleer stekker en kabel, reinig of repareer indien nodig
– Lambdasonde vervangen
Lambdasonde verwarmingssignaal te hoog - Kortsluiting in de kabelboom
– Lambdasensor verwarming defect
– Zelden: motorbesturingseenheid defect 
- Controleer stekker en kabel, reinig of repareer indien nodig
– Lambdasonde vervangen
Lambdasonde verwarming
Weerstand verwarmingselement
Lambdasonde verwarming defect Lambdasonde vervangen
Fout in stroomcircuit lambdasensor- Connector geoxideerd
– Kabelbreuk
– Lambdasensor defect 
- Controleer stekker en kabel, reinig of repareer indien nodig
– Lambdasonde vervangen
Lambdasensorspanning te laag - Te veel zuurstof in de uitlaatgassen
– Uitlaatsysteem lekt voor de lambdasonde
– Vaak: flexibele stang of uitlaatspruitstuk lekt 
Controleer uitlaatsysteem op lekkage en reparatie
Lambdasensorspanning te hoog - Kortsluiting in de kabelboom
– Te weinig zuurstof in het uitlaatgas
– Inlaatsysteem lekt na de luchtmassameter
– Frequente oorzaak: defecte zuig- of turboslangen 
- Controleer het aanzuigsysteem op lekkage en reparatie
– Controleer stekker en kabel, reinig of repareer indien nodig
Lambdasonde reactie traagLambdasonde is erg oudVervang lambdasonde
Lambdasonde functioneert niet - Lambdasonde defect
– Lekkage in het uitlaatsysteem
– Onderbreking of aardlek in de kabelboom
– Motorfout 
- Uitlaatsysteem controleren op lekkage en repareren
– Controleer stekker en kabel, reinig of repareer indien nodig
– Lambdasonde vervangen

Defecte lambdasonde vervangen: stapsgewijze instructies

  1. Zoek de te vervangen lambdasonde.
  2. Beveilig het voertuig tegen wegrollen, schakel de motor uit en open de motorkap.
    Let op: Laat de sleutel niet in de auto liggen. Sommige voertuigen vergrendelen zichzelf na een bepaalde tijd.
  3. Spuit de lambdasonde met injectorvloeistof en gloeibougievloeistof in en laat deze tien minuten inwerken.
  4. Meestal zijn de lambdasondes niet zwaar gemonteerd, daarom kun je de kabel direct naar de stekker volgen en loskoppelen.
  5. Leg de kabel bloot en noteer hoe deze is gelegd (bijvoorbeeld door een foto te maken).
  6. Om de oude lambdasonde te verwijderen kun je de stekker of de hele kabel van de oude lambdasonde afknippen, zodat je met een ringsleutel of een lange moer bij de oude lambdasonde kunt komen.
  7. Reinig de schroefdraad van de uitlaatpijp indien nodig met een draadafsnijder.
  8. Schroef de nieuwe lambdasonde er met de hand in. Zorg ervoor dat je de kabel niet verdraait.
    Opmerking: De schroefdraad van een lambdasonde wordt altijd gesmeerd met een speciaal vet. De fabrikant brengt het vet in de fabriek altijd aan op de schroefdraad van de lambdasondes en beschermt deze met een plastic beschermkap.
  9. Draai de lambdasonde aan met een momentsleutel en een lambdasondebus. Lambdasondes worden met 40 nm tot 60 nm aangedraaid.
  10. Leg de kabel zoals voorheen en zorg ervoor dat de kabel voldoende speling heeft en de uitlaat niet raakt.
  11. Steek de stekker in het stopcontact en wis indien nodig het storingsgeheugen.
Belangrijk 

De wijdverbreide opvatting op internet is dat een lambdasonde op bedrijfstemperatuur moet worden verwijderd, zodat deze niet afbreekt. Omdat lambdasondes altijd in het uitlaatgaskanaal worden geïnstalleerd, bestaat er een groot risico dat je je hierbij gevaarlijk verbrandt. Om veiligheidsredenen is het beter om de te verwijderen lambdasonde met een geschikt oplosmiddel, zoals een injector en gloeibougieverwijderaar, te besproeien in plaats van de motor op te warmen. Regelsondes kunnen vaak van bovenaf via het motorcompartiment worden vervangen. Het wordt aanbevolen om voor monitorsondes een hefplatform te gebruiken. 

Universele lambdasondes

Als de nieuwe lambdasonde te duur lijkt, kun je ook kiezen voor een goedkopere universele lambdasonde, die nu bij veel fabrikanten verkrijgbaar is. Het nadeel is dat het aansluiten van de kabels niet eenvoudig is en het beste door een specialist kan worden gedaan. Bovendien moet je er rekening mee houden dat je altijd de stekker van de oude lambdasonde op de universele lambdasonde moet aansluiten. Dit zorgt niet alleen voor meer werk, maar kan ook leiden tot een extra bron van fouten.

Voor het geval je hebt gekozen voor een universele lambdasonde en de installatie zelf wilt uitvoeren, hebben wij hier de mogelijke kabelkleuren van lambdasondes opgesomd. De combinaties zijn verticaal gegroepeerd, bijv. zwart-grijs-wit, zwart-violet-wit, etc.

PinoutKabelkleuren (mogelijke kleurencombinaties in elk geval verticaal) 
Signaal +Zwart Zwart  Zwart  Zwart  Zwart Geel Geel Geel Blauw Paars Paars Wit
Signaal – / Signaal massaGrijs Grijs Grijs Zwart Zwart Groen Wit Beige Roze Groen
Verwarming + —  Wit Wit Paars Rood Grijs Zwart Zwart Bruin Bruin Zwart
Verwarming – / Verwarming massaWit Wit Wit Wit Wit Zwart Zwart Bruin Bruin Zwart

FAQ

Kan ik verder rijden met een defecte lambdasonde?

Ja, als er slechts één monitorsonde kapot is. Met een defecte controlesonde moet je niet te ver doorrijden.

Hoeveel kost het om een lambdasonde bij de garage te vervangen?

Dat hangt vooral af van de toegankelijkheid. Je kunt ongeveer €100 tot €500 verwachten in een onafhankelijke werkplaats.

Hebben lambdasondes een vaste vervangingsinterval?

Ja, oudere onverwarmde sondes moeten uiterlijk na 80.000 km worden vervangen, verwarmde sondes op zijn laatst na 160.000 km en moderne vlakke lambdasondes op zijn laatst na 250.000 km.

Wat zijn de beste fabrikanten van lambdasondes?

De bekendste fabrikanten van lambdasondes zijn Bosch, Denso en NGK/NTK.

Bestaan er universele breedband lambdasondes?

Nee, want de signaallijnen zijn altijd afgeschermd en kunnen dus niet zomaar aan elkaar gesoldeerd worden.


Disclaimer:

DAPARTO is niet aansprakelijk voor verlies, letsel of schade aan eigendommen die optreedt tijdens het reparatie- of vervangingsproces als gevolg van een onjuiste toepassing of verkeerde interpretatie van de verstrekte informatie.

De informatie is louter informatief en dient niet ter vervanging van een specialist. DAPARTO is niet aansprakelijk voor onjuist of gevaarlijk gebruik van apparaten, gereedschappen en reserveonderdelen. DAPARTO raadt aan om bij alle reparaties altijd zorgvuldig te werk te gaan en alle veiligheidsregels in acht te nemen.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *