Schadstoffminderung bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen · 2015. 8. 4. · Schäffer 4042...

Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVDForschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART

Schadstoffminderung bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen

20. September 2007Marco Landis

2Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTSchadstoffminderung bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen

Inhalt

• Fahrzeugflotte

• Altersverteilung

• Entwicklung der Emissionen

• Partikelfilter

• Ausblick

Bestand an dieselbetrieben Maschinen in der Schweiz (Jahr 2000)

23'000

12'000

110'000

Traktoren

Mähdrescher

Spritzen

Feldhäcksler

Zweiachsmäher

Transporter & Ladewagen

Hoflader

Altersverteilung der Traktoren in der Schweiz (Jahr 2000)

10'000

20'000

30'000

40'000

50'000

60'000

< 5 Jahre 5 - 10 Jahre 10 - 15 Jahre 15 - 20 Jahre > 20 Jahre

130 - 560

75 - 130

37 - 75

18 - 37

Leistungsklasse [kW]

Entwicklung des Standardtraktors

Leistung der Traktoren bei den Traktotrentests

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Prüfjahr

Entwicklung des Standardtraktors

LastfaktorTransportarbeit Deutz Agrotron K100

Anhängelast 6.5t, Strecke: Bichelsee-Rüetschberg-Tänikon-Ifwil-Bichelsee

100.00

120.00

140.00

0 500 1000 1500 2000 2500

Drehzahl [min-1]

Nenndrehzahl

Dynamik

Transportarbeit Deutz Agrotron K100 Anhängelast 6.5t, Strecke: Bichelsee-Rüetschberg-Tänikon-Ifwil-Bichelsee

0 200 400 600 800 1000 1200 1400Zeit [s]

DrehmomentDrehzahl

AbgastemperaturHolzspalten

Hürlimann 908 XT 63kW

1472 1473 1474 1475 1476 1477 1478 1479 1480 1481

Betriebsstunden [h]

r [°C

Transporte Fendt 411 Vario, 81k W

1335.8 1336 1336.2 1336.4 1336.6 1336.8 1337 1337.2 1337.4

Be triebsstunden [h]

r [°C

Messungen am Traktor

AbgasmessungISO 8178 8-Stufen-Test Typ C1

60 % 75 % 100 %Zwischen-drehzahl

Nenn-drehzahl

= Gewichtung in % 15

Leerlauf

Entwicklung Schwärzungszahl

Schwärzungszahl Bosch bei Volllast und 70% nNenn

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Testjahr

SaugerTurboTurbo + LLK

Übernahme der Europäische Vorschriften

Entwicklung NOx

Entwicklung der NOx-Emissionen Testzyklus ISO 8178-C1

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

Prüfjahr

MotortechnikZusammenhang zwischen Hubraum, Leistung und Prüfjahr

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Prüfjahr

SaugerTurboTurbo +LLK

Prüfjahr

Zusammenhang zwischen Hubraum, Leistung und Prüfjahr

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Projekt Partikelfilternachrüstung auf TraktorenProjekt mit Unterstützung durch das BAFU

Evaluierung von wirksamen und kostengünstigen Partikelfiltersystemen für landwirtschaftliche Traktoren

Ausgangslage:

Es sind noch keine integrierten Partikelfiltersysteme ab Werk zu bekommen.

Fendt Farmer 411 Vario

Motorhersteller: Deutz

Zylinder/Hubraum: 4 / 4038 cm3

Kühlung: Wasser

Nennleistung: 81 kW (110 PS)

Abgasstufe: II

Filtersystem: VorgeschalteterOxydations-katalysator

Hürlimann 908XT

Motorhersteller: Same/Hürlimann

Kühlung: Wasser

Abgasstufe: Keine

Filtersystem: Additivbeimischung aus Zusatztank

Lindner Geotrac 65

Motorhersteller: Perkins

Kühlung: Wasser

Abgasstufe: I

Filtersystem: Katalytische Beschichtung

Schäffer 4042 (Hoflader)Motorhersteller: Kubota

Kühlung: Wasser

Nennleistung: 28.6 kW (39 PS)

Abgasstufe: I

Filtersystem: Diesel-Brenner

Valtra 6350-4

Motorhersteller: SISU

Kühlung: Wasser

Abgasstufe: I

Filtersystem: Katalytische Beschichtung

Deutz Agrotron K100

Motorhersteller: Deutz

Kühlung: Wasser

Abgasstufe: II

Filtersystem: elektrische Regeneration

John Deere 6620Motorhersteller: John Deere

Kühlung: Wasser

Abgasstufe: II

Filtersystem: Additivbeimischung aus Zusatztank

Valtra 6350-4Motorhersteller: SISU

Kühlung: Wasser

Baujahr: 2005

Abgasstufe: II

Filtersystem: CRT

Same Dorado 75

Motorhersteller: Same Deutz-Fahr

Kühlung: Luft

Baujahr: 2000

Abgasstufe: keine

Filtersystem: beschichteter Filter

Reduktion des PartikelausstossesFilterwirksamkeit

10'000

100'000

1'000'000

10'000'000

100'000'000

Messpunkt1

Messpunkt2

Messpunkt3

Messpunkt4

Messpunkt5

Messpunkt6

3 ] (lo

Vor Filter

Nach Filter

Umgebung

90 %80 %

45 %40 %35 %

95%75%50%Drehzahl

FAT 6-Stufen-Test

18IV15

Gewichtung in %15VI

Messpunkt

90 %80 %

45 %40 %35 %

95%75%50%Drehzahl

FAT 6-Stufen-Test

12III12III

15II15II

18IV18IV15

20VI20VI

Gewichtung in %15VI15VI

Messpunkt

Fazit Partikelfilterprojekt

Ergebnisse sind ein Zwischenstand nach bis zu 1100 Betriebsstunden einzelner Traktoren

• Partikelfilter halten über 99 % der Russpartikel zurück

• Zwei Fahrzeuge mit keinen Problemen

• Leichte Störungen, wie zu hoher Gegendruck bei erstem Aufbauversuch, Störungen in der Filterüberwachung

• Bei drei Fahrzeugen Filterschäden

Fazit Partikelfilterprojekt

Es gibt kein universelles Filtersystem. Jeder Einbau muss individuell auf das Fahrzeug abgestimmt werden.

AusblickEntwicklung der Abgasgrenzwerte bei Traktoren

(75 -130 kW)

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0NOx [g/kWh]

Stufe 1(10.2002)

Stufe 2(7.2003)

Stufe 3A (NOx+HC)(01.2007)

Stufe 3B(01.2012)

Stufe 4(01.2014)

Motortechnik für Stufe 3A

• Abgasrückführung (intern oder extern)

• Hochdruckeinspritzung, meist Common-Rail

• Ladeluftkühlung

• variable Turboladergeometrie

• keine Abgasnachbehandlung

Motortechnik für Stufe 3B und 4

• Abgasrückführung + Partikelfilter

• SCR-System

• SCRT-System

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Fragen und Diskussion

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