Lambda-Wert

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Allgemeine Informationen[Bearbeiten]

(Quellenangabe für den gesamten Abschnitt 1)

Der Lambda-Wert λ (auch Verbrennungsluftverhältnis) ist eine Zahl, mit der die Gemischzusammensetzung bestehend aus Luft und Kraftstoff beschrieben wird. Aus der Zahl lassen sich Rückschlüsse ziehen auf den Verbrennungsverlauf, Temperaturen, Schadstoffentstehung und den Wirkungsgrad. Andere Begriffe sind Luftverhältnis, Luftverhältniszahl, Luftzahl, Luftüberschuss und Luftüberschusszahl.

Das Verbrennungsluftverhältnis setzt die tatsächlich für eine Verbrennung zur Verfügung stehende Luftmasse mL-tats ins Verhältnis zur mindestens notwendigen stöchiometrischen Luftmasse mL-st, die für eine vollständige Verbrennung benötigt wird :

λ = mL-tats / mL-st

Ist λ = 1, so gilt das Verhältnis als stöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis; das ist der Fall, wenn alle Brennstoff-Moleküle vollständig mit dem Luftsauerstoff reagieren, ohne dass Sauerstoff fehlt oder unverbrannter Sauerstoff übrig bleibt. Für Verbrennungsmotoren gilt:

  • λ < 1 (z.B. 0,9) bedeutet "Luftmangel": fettes oder auch reiches Gemisch
  • λ > 1 (z.B. 1,1) bedeutet "Luftüberschuss": mageres oder auch armes Gemisch

Im letztgenannten Fall bedeutet die Ziffer hinter dem Komma, dass (Ziffer*10) % mehr Luft an der Verbrennung teilnimmt, als zur stöchiometrischen Reaktion notwendig wäre. Dies ist gleichzeitig der Luftüberschuss.

Heutige Ottomotoren werden bei einem Luftverhältnis um λ = 1 betrieben. Eine Lambdasonde vor dem Katalysator misst dann den Sauerstoffgehalt im Abgas und gibt Signale zur Steuerung der Luftzufuhr an die Steuereinheit des Autos weiter. Bei einem leicht fetten Gemisch (λ = 0,85) stellt sich die höchste Zündgeschwindigkeit (Reaktionsgeschwindigkeit) des Otto-Kraftstoffes ein. Jenseits der Zündgrenzen (0,6 < λ < 1,6 für Ottomotoren) ist eine regelmäßige Verbrennung nicht mehr gewährleistet. Jenseits dieser Werte beginnen Verbrennungsaussetzer.

Dieselmotoren arbeiten dagegen mit einem mageren Gemisch (Luftüberschuss), von 1,3 < λ < 2,2.


Lambdaregelung[Bearbeiten]

(Quellenangabe für den gesamten Abschnitt 2)

Der Einfluss von λ auf Leistung und Spritverbrauch (Quelle: Wikipedia.de)

Die Lambdaregelung stellt im Abgas eines Verbrennungsmotors [...] einen gewünschten Lambdawert ein.

Als Lambda (λ) bezeichnet man dabei das Verhältnis Luft zu Brennstoff im Vergleich zum stöchiometrischem Gemisch. Beim stöchiometrisches Kraftstoffverhältnis ist genau die Luftmenge vorhanden um den Kraftstoff vollständig zu verbrennen. Dies wird als λ=1 bezeichnet. Bei Benzin beträgt das Massenverhältnis dabei 14.7:1.

Die Lambdaregelung erfasst den tatsächlichen Lambdawert über eine Lambdasonde und verändert die Kraftstoff- oder Luftmenge so, dass der Sollwert eingestellt wird. Dies ist nötig, weil oft ohne Sensor die erforderliche Genauigkeit nicht erreicht werden kann.

Die Einhaltung eines bestimmten Lambdawertes hat großen Einfluss auf die Qualität der Verbrennung und die Möglichkeit einer katalytischen Abgasreinigung.

Für einen abgasarmen Betrieb mit Drei-Wege-Katalysatoren ist ein Lambdawert möglichst genau 1 nötig.
Der Kraftstoffverbrauch erreicht in der Regel sein Minimum bei einem Wert von λ=1,1. Für ein maximales Motormoment, wenn auch mit erhöhtem Kraftstoffverbrauch (wegen Luftmangel unvollständige Verbrennung), ist ein Wert von ca. λ=0,9 optimal.

Bei hoher Motorleistung wird durch einen fetten Motorbetrieb und dadurch kälterem Abgas einer Überhitzung und Zerstörung von Abgaskompontenen wie z. B. Abgaskrümmer, Turbolader, Katalysator vorgebeugt.


Lambda-Wert im T4[Bearbeiten]

Grundsätzlich gelten die o.a. Ausführungen uneingeschränkt auch für den T4.

Der Lambda-Wert wird bei allen Benzinmotoren mit Motorsteuergerät über die sogenannte Lambdasonde Geber G39 (Lambdasonde) vor dem Katalysator gemessen. Lediglich die 5-Zylindermotoren APL und AVT sowie die 6-Zylindermotoren AES und AMV besitzen eine 2. Lambdasonde (Geber G108 (Lambdasonde 2) bzw. Geber G130 (Lambdasonde 2) hinter dem Katalysator; der AES jedoch nur in wenigen Länderversionen wie z.B. Japan.

Bei den Dieselmotoren wird der Lambda-Wert nicht erfasst.


Quellenangabe[Bearbeiten]

  1. Artikel Verbrennungsluftverhältnis. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 24. Juli 2007, 23:57 UTC. URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Verbrennungsluftverh%C3%A4ltnis&oldid=34765021 (Abgerufen: 8. August 2007, 15:53 UTC)
  2. Artikel Lambdaregelung. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 1. Februar 2007, 11:49 UTC. URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Lambdaregelung&oldid=27215366 (Abgerufen: 8. August 2007, 16:22 UTC)