Aufgabe

Als Voraussetzung für eine Abgas-Untersuchung (AU) muss der Motor seine Betriebstemperatur erreicht haben. Ferner sollen während des gesamten Testlaufs die Motordrehzahl und die vier Abgase Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoff (HC), Kohlendioxid (CO₂) und Sauerstoff (O₂) gemessen werden.

Funktion

Früher hat man die Motordrehzahl über die Klemme 1 an der Zündspule ermittelt. Falls noch Zündkabel vorhanden sind, ist die Messung mit einer oder mehreren induktiven Zangen möglich. Allerdings sollte man das Messgerät auf die Art der Zündung einstellen, sonst zeigt es z.B. nur die halbe Drehzahl an. Man kann sich diese auch vom Motor-Steuergerät direkt holen. Dazu sind allerdings meist spezielle Adapter und evtl. auch eine Umrechnung nötig. Sehr einfach ist es mit dem klotzähnlichen Sensor, der magnetisch ist und auf den Motor gelegt wird.
Vom Dieselmotor ist die Klemme 'W' am Drehstromgenerator bekannt. Aber auch hier muss umgerechnet werden, weil das Übersetzungsverhältnis zur Kurbelwelle nicht 1 ist. Noch etwas schwieriger wäre eine optische Messung. Hier muss man wenigstens nicht umrechnen. Man kann eine Stelle auf dem Schwungrad oder sonst einem zugänglichen Teil schwärzen oder mit einem Reflexstreifen versehen und dann (auf keinen Fall mit Neonlicht!) beleuchten. Eine Fotodiode nimmt dann in einer einfachen Schaltung die Impulse auf, die auf einem Display ausgegeben werden. Die einfachste Methode ist jedoch die mit dem akustischen Geber, der z.B. auf dem Ventildeckel durch Dauermagnetismus befestigt wird. Er wertet die Schallwellen des Motors so gekonnt aus, das daraus die Motordrehzahl ausgegeben werden kann.
Das Viergas-Messgerät ist für die AU so wichtig, dass es in bestimmten Intervallen gewartet werden muss und sonst seinen Betrieb einstellt. Es saugt über eine kleine Pumpe einen Teil des Abgases ab und bestrahlt diesen mit Infrarotlicht. Deshalb muss man nach dem Einschalten einige Minuten lang warten, bis das Gerät
- sich aufgeheizt hat,
- seine Software getestet hat,
- die Hardware z.B. auf Lecks geprüft hat,
- sich selbst auf die Umgebungsluft geeicht hat.
Warum muss sich das Gerät selbst eichen? Umgebungsluft hat z.B. nicht immer den gleichen Sauerstoffgehalt. Man kann das gut beobachten, wenn der Sauerstoffgehalt nach einem heißen Tag gegen Abend steigt. Auch kann die Luft in einer Werkstatt schon gewisse CO- NOx- und/oder HC-Werte enthalten. Das muss ein Abgastestgerät berücksichtigen, damit es nicht zu Fehlmessungen kommt. Deshalb erst kalibrieren (lassen) und dann erst in den Auspuff stecken.
Während des anschließenden Motorlaufs wird also Abgas abgepumpt und mit Infrarotlicht angestrahlt. Auf dem Weg durch das Abgas wird eine für jeden Abgasanteil (CO, HC und CO₂ ) typische Wellenlänge des Lichts ausgeblendet (absorbiert). Fühler, denen Filter für die verschiedenen typischen Wellenlängen vorgeschaltet sind, messen auf der Gegenseite, wie viel Licht der jeweiligen Wellenlänge ankommt und bestimmen damit den entsprechenden Abgasanteil. Am Ende wird noch der Sauerstoffanteil bestimmt. Durch diesen wird der Innenwiderstand eines elektrochemischen Elements verändert. Aus den vier Abgasanteilen kann dann rechnerisch der Lambdawert ermittelt werden.
Der folgende Teil der AU läuft immer wieder nach dem gleichen Muster ab. Zunächst wird ein stabiler Zustand in der Lambdaregelung erreicht. Durch die Einspritzregelung pendelt Lambda um einen bestimmten Mittelwert. Jetzt kommt das Aufschalten einer Störgröße. Das kann Gasgeben oder -wegnehmen, die Beeinflussung der Luftzufuhr oder die Erhöhung der Last (z.B. durch Einschalten des Fahrlichts) sein. Wichtig ist, ob überhaupt und in welcher Zeit das Lambdasignal wieder zu einer stabilen Regelung zurück findet.