Untersuchung der Zugleistungsübertragung am Standardgroßtraktor unter Feldbedingungen B.Sc. T....

Untersuchung der Zugleistungsübertragung am Standardgroßtraktor unter Feldbedingungen

B.Sc. T. Machl, Dipl.-Ing.agr. M. Heckmann,

Dipl.-Ing. (FH) R. Honzek, Prof.Dr.agr. H. Bernhardt

VDI-Tagung LAND.TECHNIK 2010

Braunschweig, 27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 2

Übersicht

1 Einführung

2 Zielstellung

3 Material und Methode

4 Ergebnisse

4.1 Allgemeine Beobachtungen

4.2 Effekte der Ballastanbringung

4.3 Effekte der Reifeninnendruckanpassung

4.4 Interaktion von Ballast und Reifeninnendruck

5 Fazit

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 3

1 Einführung

- Leistungsentwicklung bei Großtraktoren -

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 5

1979:

185 kW

1995:

190 kW

2002:

220 kW

2010:

290 kW

27.10.2010

Bildquelle: AGCO Fendt, 2010; Archiv Landtechnik Weihenstephan

InstallierteMotorleistung

Pichlmaier, 2009

Technische Universität München

Thomas Machl 6

2 Zielstellung

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 7

Zielstellung

• Quantifizierung der Effekte von Ballast- und Reifen-innendruckmanagement auf Zugleistungsübertragung

• Vergleich beider Maßnahmen in verschiedenen Geschwindigkeitsbereichen– Primärbodenbearbeitung (8 km/h)– Stoppelbearbeitung (15 km/h)

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 8

3 Material und Methode

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 9

Verwendeter Traktor

• Typ:Fendt 936 Vario

• Max. Zapfwellenleistung:

240 kW• Leergewicht:

10.800 kg• Bereifung:

Trelleborg TM 900v: 600/70 R 34h: 710/75 R 42

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 10

Ballast und Reifeninnendruck

Frontballast (FB) [kg]

0 1250 2500

Reifeninnendruck a u a u a u

Angepasste Reifenfüllung (a)Mindestdruck für:• Fahrgeschwindigkeit 10 km/h• „hohe“ Drehmomentbelastung

Unangepasste Reifenfüllung (u)Mindestdruck für:• Fahrgeschwindigkeit: 65 km/h• „normale“

Drehmomentbelastung

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 11

Versuchsflächen

A (Lt2) B (Ls3)0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

25,7 % 24,0 %

33,4 % 31,8 %

40,9 % 44,2 %

Korngrößenverteilung

Ton Schluff Sand

Zu

sam

men

setz

un

g F

einb

oden

[M

asse

-%]

27.10.2010

A

B

Quelle: Bayerische Vermessungsverwaltung, 2010

Technische Universität München

Thomas Machl 12

Traktorexte

rne

Datenquelle

n

Traktorinterne

Datenquellen

Zugkraft

Realgeschwindig-keit (DGPS)

Theor.

Geschwindigkeit

Realgeschwindig-keit (Radar)

Zapfwellendrehzahl

Zugleistung X X X

Schlupf X X X

Leistungszustand Motor X

Parameter

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 14

Versuchsanordnung

27.10.2010

Stoppelacker

Zugpendel ZugstangeZugseil

Zugkraftmess-dose (FZug)

GPS (vreal,GPS)

Ballastgewicht(variabel)

Reifeninnendruck(variabel)

vtheor.

nZW

vreal,Radar

Technische Universität München

Thomas Machl 15

Versuchsanordnung

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 16

Versuchsanordnung

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 17

Typischer Verlauf einer Messfahrt

27.10.2010

Bayerische Vermessungsverwaltung, 2010

Fahrtrichtung

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

20

40

60

80

Messfahrt 8 km/h unballastiert

Zeit [s]

Zug

kraf

t [k

N]

Technische Universität München

Thomas Machl 18

4 Ergebnisse

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 19

Verlauf relevanter Parameter (8 km/h)

0 10 20 30 40 50 60 70 800

150

300

0

4

8

12

16

Zugkraft Zugleistung MotorleistungGeschwindigkeit (real) Geschwindigkeit (theor.)

Zeit [s]

Zug

kraf

t [k

N]

bzw

. Le

istu

ng [

kW]

Ges

chw

indi

gkei

t [k

m/h

]

Grenzlastregelung

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 20

Verlauf relevanter Parameter (15 km/h)

0 10 20 30 40 50 60 70 800

150

300

0

4

8

12

16

Zugkraft Zugleistung MotorleistungGeschwindigkeit (real) Geschwindigkeit (theor.)

Zeit [s]

Zug

kraf

t [k

N]

bzw

. Le

istu

ng [

kW]

Ges

chw

indi

gkei

t [k

m/h

]

Grenzlastregelung

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 21

Verlauf von Motor- und Zugleistung

20 30 40 50 60 700

25

50

75

100

8 km/h

Zugleistung

Zugkraft [kN]

Leis

tung

rel

ativ

zur

jew

eilig

en

Max

imal

leis

tung

[%

]

20 30 40 50 60 700

25

50

75

100

15 km/h

Motorleistung

Zugkraft [kN]

Leis

tung

rel

ativ

zur

jew

eilig

en

Max

imal

leis

tung

[%

]

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 22

0 10 20 30 40 50 60 70 800

25

50

75

100

125

15 km/h

Zugleistung FB 2500 kg Schlupf FB 2500 kg

Zugkraft [kN]

Zug

leis

tung

rel

ativ

bzw

. S

chlu

pf [

%]

Effekte der Ballastanbringung

0 10 20 30 40 50 60 70 800

25

50

75

100

125

8 km/h

Zugleistung FB 0kg Schlupf FB 0 kg

Zugkraft [kN]

Zug

leis

tung

rel

ativ

bzw

. S

chlu

pf [

%]

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 23

Effekte der Ballastanbringung

0 kg 1250 kg 2500 kg 0 kg 1250 kg 2500 kgGeschwindigkeitsstufe 8 km/h Geschwindigkeitsstufe 15 km/h

0

25

50

75

100

125

150

100 %+7 %

+14 %

100 %

+11 %

+23

%

-21 % -21 % -21 %

Zugleistung Zugkraft

Zug

leis

tung

bzw

. Z

ugkr

aft

rel.

zur

unba

llast

iert

en K

ontr

olle

[%

]

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 24

0 10 20 30 40 50 60 70 800

25

50

75

100

15 km/h

Zugleistung (u) Schlupf (u)

Zugkraft [kN]

Zug

leis

tung

rel

ativ

bzw

. S

chlu

pf [

%]

Effekte des Reifeninnendrucks (RI)

0 10 20 30 40 50 60 70 800

25

50

75

100

8 km/h

Zugleistung (a) Schlupf (a)

Zugkraft [kN]

Zug

leis

tung

rel

ativ

bzw

. S

chlu

pf [

%]

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 25

Effekte des Reifeninnendrucks (RI)

0 kg 1250 kg 2500 kg 0 kg 1250 kg 2500 kgGeschwindigkeitsstufe 8 km/h Geschwindigkeitsstufe 15 km/h

0

25

50

75

100

-15% -12% -7% -6% -5% -8%

max. Zugleistung Leistungsverlust

Zug

leis

tung

rel

ativ

zu

ange

pass

ter

Kon

figur

atio

n [%

]

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 26

Interaktion von Ballast und RI

u a u a u a u a u a u a0 kg 1250 kg 2500 kg 0 kg 1250 kg 2500 kg

Geschwindigkeitsstufe 8 km/h Geschwindigkeitsstufe 15 km/h

0

25

50

75

100

125

150

-15 %

100 %-6 %

+7 % +6 %+14 %

-16 %

100 % -3 %

+11 % +13 %

+23 %

-26

%

-21

%

-26

%

-21

%

-22

%

-22

%

max. Zugleistung Zugkraft

Zug

leis

tung

bzw

. Z

ugkr

aft

rela

tiv z

ur

unba

llast

iert

en K

ontr

olle

[%

]

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 27

5 Fazit

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 28

Fazit (8 km/h)

• Maximal übertragbare Zugkraft und Zugleistung wird von der begrenzten Fähigkeit des Bodens hohe Radumfangskräfte abzustützen limitiert

• Ballastierung und Absenkung der Reifeninnendrücke verbessern Reifen-Boden-Kontakt und damit die Zugleistungübertragung

• Ballastierung des Zugfahrzeugs nur bei hohen erforderlichen Zugkräften sinnvoll

• Positive Effekte der Ballastanbringung lassen sich nur in Kombination mit gleichzeitiger Anpassung der Reifeninnendrücke beobachten

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 29

Fazit (15 km/h)

• Maximal übertragene Zugleistung wird im Wesentlichen von der verfügbaren Motorleistung limitiert

• Nur eine Absenkung der Reifeninnendrücke, nicht aber das Anbringen von Ballast, wirkt sich positiv auf die Zugleistungsübertragung aus

• Ballastierung nur zur Einhaltung erforderlicher Mindestachslasten sinnvoll

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 30

Dank

• Herrn Roland Schmidt und Anton Ullsperger (AGCO Fendt)

• Herrn Robert Honzek, Benno Pichlmaier und Martin Stoiber (AGCO Fendt)

• Herrn Robert Brandhuber (LfL Bayern)

• Herrn Peter Seidl

27.10.2010

Technische Universität München

Thomas Machl 31

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

27.10.2010

Kontakt:Technische Universität MünchenLehrstuhl für AgrarsystemtechnikAm Staudengarten 2D-85354 Freising-Weihenstephan Tel: +49 (0)8161-71-3440Fax: +49 (0)8161-71-3895Mail: agrarsystemtechnik@wzw.tum.de

AGCO Fendt GmbHJohann-Georg-Fendt-Straße 4D-87616 MarktoberdorfTel: +49 (0)8342-77-0Mail: info@xfendt.de