Schadstoffminderung bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen · 2015. 8. 4. · Schäffer 4042 (Hoflader) Motorhersteller: Kubota Zylinder/Hubraum: 4 / 1857 cm3 Kühlung: Wasser Nennleistung:

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)

2'400

360

3'800

5'000

23'000

12'000

110'000

Traktoren

Mähdrescher

Spritzen

Feldhäcksler

Zweiachsmäher

Transporter & Ladewagen

Hoflader


Altersverteilung der Traktoren in der Schweiz (Jahr 2000)

0

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

Alter

130 - 560

75 - 130

37 - 75

18 - 37

< 18

Leistungsklasse [kW]

Anza

hl


Entwicklung des Standardtraktors

Leistung der Traktoren bei den Traktotrentests

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Prüfjahr

Mot

orle

istu

ng [k

W]


Entwicklung des Standardtraktors


LastfaktorTransportarbeit Deutz Agrotron K100

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

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

0 500 1000 1500 2000 2500

Drehzahl [min-1]

Dre

hmom

ent [

%]

Nenndrehzahl


Dynamik

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

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

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

[%]

DrehmomentDrehzahl


AbgastemperaturHolzspalten

Hürlimann 908 XT 63kW

0

100

200

300

400

500

600

1472 1473 1474 1475 1476 1477 1478 1479 1480 1481

Betriebsstunden [h]

Abg

aste

mpe

ratu

r [°C

]

Transporte Fendt 411 Vario, 81k W

0

100

200

300

400

500

600

1335.8 1336 1336.2 1336.4 1336.6 1336.8 1337 1337.2 1337.4

Be triebsstunden [h]

Abg

aste

mpe

ratu

r [°C

]


Messungen am Traktor


AbgasmessungISO 8178 8-Stufen-Test Typ C1

100%

75%

50%

10%

Last

60 % 75 % 100 %Zwischen-drehzahl

Nenn-drehzahl

Dre

hmom

ent

= Gewichtung in % 15

15

15

10

10

10

10

15

Leerlauf


Entwicklung Schwärzungszahl

Schwärzungszahl Bosch bei Volllast und 70% nNenn

0

1

2

3

4

5

6

7

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Testjahr

SZ (B

osch

)

SaugerTurboTurbo + LLK

Übernahme der Europäische Vorschriften


Entwicklung NOx

Entwicklung der NOx-Emissionen Testzyklus ISO 8178-C1

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

Prüfjahr

NO

x [g

/kW

h] (

bezo

gen

auf Z

apfw

elle

nlei

stun

g)


MotortechnikZusammenhang zwischen Hubraum, Leistung und Prüfjahr

0

5

10

15

20

25

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Prüfjahr

Zapf

wel

lenl

eist

ung

/ Hub

raum

[kW

/dm

3 ]

SaugerTurboTurbo +LLK

Prüfjahr

Zusammenhang zwischen Hubraum, Leistung und Prüfjahr

Zapf

wel

lenl

eist

ung

/ Hub

raum

[kW

/dm

3 ]

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010


Projekt Partikelfilternachrüstung auf TraktorenProjekt mit Unterstützung durch das BAFU

Ziel:

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

1

10

100

1'000

10'000

100'000

1'000'000

10'000'000

100'000'000

Messpunkt1

Messpunkt2

Messpunkt3

Messpunkt4

Messpunkt5

Messpunkt6

Part

ikel

anza

hl [1

/cm

3 ] (lo

g)

Vor Filter

Nach Filter

Umgebung

Dre

hmom

ent

90 %80 %

45 %40 %35 %

Last

95%75%50%Drehzahl

FAT 6-Stufen-Test

12III

15II

20I

18IV15

V

20VI

Gewichtung in %15VI

Messpunkt

Dre

hmom

ent

90 %80 %

45 %40 %35 %

Last

95%75%50%Drehzahl

FAT 6-Stufen-Test

12III12III

15II15II

20I

20I

18IV18IV15

V15V

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

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

PM [g

/kW

h]

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

Documents

Schadstoffminderung bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen · 2015. 8. 4. · Schäffer 4042 (Hoflader) Motorhersteller: Kubota Zylinder/Hubraum: 4 / 1857 cm3 Kühlung: Wasser Nennleistung: