Das Diagramm zeigt, warum die möglichst strikte Einhaltung von Lambda = 1 so wichtig ist. Man könnte es auch berechnen, wie die aus den von Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoff (HC) freiwerdenden Kohlenstoffe und dem Sauerstoff der Stickoxide (NO_X unschädliches Kohlendioxid (CO₂) und zusammen mit dem dann noch vorhandenen Wasserstoff (H) Wasser (H₂O) gebildet werden kann und Stickstoff (N) übrig bleibt.

Im Grunde sorgt das Steuergerät zusammen mit dem Signal der Zweipunktsonde für exakt die Anteile, die nachher beim Durchgang durch den Drei-Wege-Kat wieder zu unschädlichen Stoffen zusammengesetzt werden können. Wird von Lambda = 1 abgewichen, ist entweder zu viel CO bzw. HC vorhanden oder NO_X hat ein Maximum. Beides sorgt dafür, dass der jeweilige und der/die auszugleichende(n) Schadstoff(e) nicht abgebaut werden kann/können.

Nicht verantwortlich ist die Lambdasonde bezüglich der Forderung nach weniger CO₂-Ausstoß für den Klimaschutz. Allerdings behindert die Lambdaregelung eine Möglichkeit, wie sie oben im Diagramm angedeutet wird, nämlich das Mischungsverhältnis etwas in Richtung 'mager' (λ > 1) zu verschieben. Denn dann gewinnen die bösen Stickoxide die Überhand und müssen nachher wesentlich aufwendiger als beim Drei-Wege-Kat herausgefischt werden.

Hier sollen Sie einen Eindruck gewinnen, wie diese beschriebene, nach dem Erfinder des Prinzips sogenannte Nernst-Sonde aussieht, wenn man den luftdurchlässigen Schutzmantel aus Blech entfernt. Da kommt nur so etwas wie ein hoher Hut aus Keramik zum Vorschein, Zirkoniumdioxid, um genau zu sein. In dessen Innenraum ist in unserem Bild noch der Heizstab eingezeichnet.

Was soll dieses Zirkoniumdioxid bewirken? Es hat die Grundeigenschaft, dass es negativ geladene Sauerstoffatome durchlässt, die als Sauerstoff-Ionen bezeichnet werden. Das ist der eigentliche Grund, warum man eine Lambdasonde in bescheidenem Maß auch als Stromerzeuger bezeichnen kann. Jedenfalls für ein Multimeter bzw. die Auswertung durch das Motor-Steuergerät reicht es.

Aber warum machen sich denn die Sauerstoff-Ionen auf den beschwerlichen Weg durch die Keramik? Die wird von außen mit dem Abgas des Motors beaufschlagt und von innen mit normaler Außenluft. Jetzt fehlt nur noch, die Elektrodenschicht innen und außen auf dem Zirkondioxid zu erwähnen und schon bewirkt der Unterschied an Sauerstoffatomen innen und außen einen Spannungsunterschied.

Legen Sie jetzt die eine Elektrodenschicht an das Gehäuse der Sonde oder die Masse der Heizung und führen das andere nach draußen, dann können Sie dort die jeweilige Spannung abgreifen. Da die andere, noch vorkommende Bauform, die der Planarsonde, im Wesentlichen der einer Breitbandsonde entspricht, behandeln wir die im nächsten Kapitel.

Die deutlich seltener vorkommende Widerstands-Sprungsonde verzichtet auf die Referenz durch Außenluft, sondern nutzt die Veränderung des Widerstands bei unterschiedlicher Zusammensetzung des Gemischs. Da man Widerstand im Prinzip immer über den Spannungsfall, in diesem Fall bei einer Versorgungsspannung von 5V misst, kommt dabei eine wesentlich größere Auflösung mit einem Idealwert etwa in der Mitte zustande.

Wo kommen denn nun Zweipunktsonden vor? Zunächst einmal exakt da, wo die Abgase aller Zylinder zusammenkommen (Bild oben). Sind diese, wie z.B. bei einem V-Motor zu weit voneinander entfernt, dann nimmt man eben zwei (Bild unten), immer auf möglichst gute Ausnutzung der Motortemperatur bedacht.

Ursprünglich sah man z.B. mit dem Übergang von der Zentral- auf die zylinderselektive Einspritzung die Notwendigkeit, pro Zylinder eine Sonde einzusetzen, aber das ist so nicht realisiert worden. Man darf vermuten, dass die Veränderung der von der Sonde ausgegebenen Werte so schnell erfolgt, dass ein Steuergerät sehr genau erfährt, welcher Zylinder jetzt gerade z.B. für eine leichte Anfettung verantwortlich zeichnet.

Hier noch eine Anmerkung zur Regeltechnik. Unterschiedliches Tempo, in dem einzelne Komponenten eines Regelkreises arbeiten, ist von ziemlicher Bedeutung. Typisch ist die Verzögerung, die durch die Auswirkung eines geänderten Einspritzsignals auf die Verbrennung, deren Agase bzw. Zusammensetzung und Messung derselben bedingt ist. Hier muss die viel schnellere Elektronik künstlich gebremst werden, sonst kommt es zu Überregelungen.