De lambdasonde, hoe werkt die en hoe te vervangen?

De lambdasonde is gemonteerd in de uitlaat van auto's met een verbrandingsmotor. Deze meet continu hoeveel zuurstof er nog in de uitlaatgassen zit zodat de juiste verhouding van brandstof en zuurstof kan worden berekend. Zoals alle onderdelen bij auto's gaat ook deze wel eens kapot. Kun je dit zelf repareren? Kun je er ook zonder? En hoe werkt het?

De lambdasonde

Auto's met een verbrandingsmotor zetten de energie uit benzine, diesel of lpg via een verbranding om in beweging. Bij een verbranding is altijd zuurstof nodig. De verhouding tussen brandstof en zuurstof moet goed zijn om zo veel mogelijk energie uit de brandstof te krijgen: te weinig zuurstof kan namelijk leiden tot het weggooien van onverbrande brandstof en te veel zuurstof kan leiden tot te hoge temperaturen in de motor. Daarom is er een lambdasonde geplaatst in de uitlaat direct na het motorblok. Deze sensor meet hoeveel zuurstof er nog in de uitlaatgassen zit. Onder de motorkap is die vaak snel te zien: het metalen buisje dat in het uitlaatspruitstuk is gemonteerd met het draadje aan de andere kant.

Bij veel benzinemotoren is er een tweede sensor na de katalysator geplaatst. De katalysator verandert immers de chemische samenstelling van de uitlaatgassen, deze tweede sensor heeft onder andere als functie om de prestaties van de katalysator te monitoren. Om deze te spotten zul je onder de auto moeten kijken.

Werking

In de lambdasonde bevindt zich een element van zirconium dioxide, een soort verroest zirconium dus. Zoals de naam al doet vermoeden bevinden zich meer dan genoeg zuurstofatomen in dit element. Dit element staat met de ene kant in direct contact in met de uitlaatgassen in de uitlaat en met 'normale' lucht aan de andere kant. Als de auto in bedrijf is wordt het element opgewarmd met een elektrische heater en door de uitlaatgassen. Vanaf ongeveer 300 graden Celsius wordt het zirconium dioxide geleidend voor zuurstofionen. Dit betekent dat zuurstofionen van de ene kant naar de andere kant kunnen transporteren. En dit gebeurt natuurlijk vooral als er weinig zuurstof aanwezig is in het uitlaatgas, want dan is het verschil in zuurstof tussen beide kanten van het element het grootst. Aangezien dit een ionenstroom betreft kan er een spanning over de twee uiteinden van het element gemeten worden (ongeveer 0.9 V). Als er veel zuurstof in het uitlaatgas zit is het verschil veel kleiner en zal de spanning ook veel lager zijn (ongeveer 0.1 V).

Zelf vervangen?

Stap 1: diagnose

Brandt het motormanagementverklikkerlampje op het instrumentenpaneel? Dit kan meerdere oorzaken hebben. Veel auto's kunnen via het dashboard een foutcode weergeven. Het loont de moeite dit voor je auto uit te zoeken zodat kan worden vastgesteld of de lambdasonde defect is. Ook is het belangrijk welke kapot is, die voor of na de katalysator.

Als je een uitleesapparaat hebt is diagnose nog gemakkelijker, dergelijke apparaten zijn soms al voor een paar tientjes te koop bij Chinese elektronicagroothandels. Tijdens het rijden kunnen de lambdasondes worden uitgelezen. De bedoeling is dat na het starten van de motor de spanning binnen enkele minuten tussen 0.1 V en 0.9 V varieert. Als de sonde op 0 V of rond de 5 V blijft hangen is die waarschijnlijk defect. Als de sonde pas na kilometers rijden binnen deze spanning komt is waarschijnlijk de heater kapot, de lambdasonde werkt dan pas als de uitlaat op temperatuur is.

Stap 2: materiaal en gereedschap

De lambdasonde is vrij gemakkelijk zelf te vervangen. Hiervoor heb je wel de volgende onderdelen nodig.

• Sleutels (meestal sleutel 22), bij voorkeur een momentsleutel
• Zijkniptangetje (om wat draadjes/tie-wraps door te knippen)
• Lambdasonde (let bij de aanschaf op dat de connector en de weerstand van de heater overeenkomen, prijs varieert van 50 euro tot 300 euro)
• Eventueel een metalen buis om de arm van de sleutel te verlengen
• Als het om de sonde na de katalysator gaat: assteunen

Stap 3: demontage

Gebruik een sleutel om de lambdasonde los te draaien (linksom, tegen de klok in). Door roest en andere invloeden kan de lambdasonde erg vast gaan zitten. Behandelen met wat kruipolie kan helpen. Zorg er ook voor dat de sleutel goed past, een verstelbare moersleutel (baco) is niet altijd de beste keus. Verder kan het handig zijn de draad door te knippen en een ringsleutel er omheen te plaatsen zodat de bout niet mal gedraaid wordt. De motor laten draaien voor de demontage is ook een handige methode om de sonde losser te krijgen. De metaallegering van de uitlaat is namelijk anders dan die van de sonde, dit zorgt ervoor dat het schroefdraad wat 'ruimer' wordt. Let er natuurlijk op dat alles erg warm is, dus wees voorzichtig!

Volg de draad naar de dichtsbijzijnde connector en ontkoppel deze. In het geval van de lambdasonde na de katalysator: krik de auto omhoog en plaats de assteunen. Zorg ervoor dat de auto aan beide kanten (links en rechts) omhoog gekrikt is en dat de handrem is aangetrokken. Kijk altijd uit als er onder de auto gewerkt wordt!

Stap 4: montage

Zoals bij bijna alle onderdelen van de auto geldt: check altijd het vervangen onderdeel. Bij de lambdasonde is het handig even de weerstand van de heater te meten. Doe dit door met de multimeter alle combinaties van de vier draden af te gaan. Als alle verbindingen hoogohmig zijn was waarschijnlijk de heater in de lambdasonde kapot. Een waarde tussen 2 en 20 ohm is normaal. Controleer of de nieuwe lambdasonde een vergelijkbare waarde heeft. Controleer ook de corrosie van de electroden in de connector, dit kan immers ook het probleem zijn.

Schroef de nieuwe lambdasonde in de uitlaat (rechtsom, met de klok mee). Het is aan te raden om het aanhaalmoment aan te houden van de fabrikant, meestal rond 50 Nm. Mocht je geen momentsleutel hebben, gebruik dan de volgende vuistregel: 50 Nm is gelijk aan 200 N op 25 cm, dat is dus zo'n 20 kg kracht zetten op een sleutel van 25 cm.

Sluit de connector aan en werk de draad netjes weg op dezelfde wijze als bij de oude sonde. Het kan nodig zijn om de foutcodes te wissen, raadpleeg hiervoor het internet hoe dit gedaan kan worden voor de specifieke auto. Start de motor en kijk of het motormanagementverklikkerlampje niet meer brandt.

Doorrijden?

Vooral als de eerste lambdasonde, direct in het uitlaatspruitstuk, defect is gaat de motor in 'noodloop'. Dit betekent dat de motor dus een vooraf afgestelde hoeveelheid brandstof en lucht binnenkrijgt en dit dus niet meer netjes geregeld wordt. Op lange termijn is dit minder goed voor de motor en rijdt de auto minder efficiënt. De lambdasonde verwijderen en dan rijden is ten zeerste af te raden, er zit dan immers een gat in de uitlaat.