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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
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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
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Thomas Machl 14
Versuchsanordnung
27.10.2010
Stoppelacker
Zugpendel ZugstangeZugseil
Zugkraftmess-dose (FZug)
GPS (vreal,GPS)
Ballastgewicht(variabel)
Reifeninnendruck(variabel)
vtheor.
nZW
vreal,Radar
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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
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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: [email protected]
AGCO Fendt GmbHJohann-Georg-Fendt-Straße 4D-87616 MarktoberdorfTel: +49 (0)8342-77-0Mail: [email protected]