Die Silagekurzgutkette ist das bedeutendste Verfahren für die Ernte von Grüngut. Der Feldhäcksler ist hierin die Schlüsselmaschine, die eine termingerechte und zügige Ernte unter bestmöglicher Umgehung des Wetterrisikos verfolgt. Nach dem Häcksel- und Aufbereitungsprozess ist der Fahrantrieb der energieaufwändigste Antriebsstrang. Dieser muss für eine möglichst hohe Verfahrensleistung stufenlos ausgeführt und in die Radnaben integriert sein, da der Gutfluss in der Maschine, im Hinblick auf eine bestmögliche Häckselqualität, höchste Priorität genießt. Durch eine Umstellung der bisher hydrostatisch im geschlossenen System angetriebenen Hinterachse auf eine elektrische Antriebsarchitektur werden Verbesserungen im Bereich Wirkungsgrad und damit auch Umweltbelastung erwartet. Basis der Untersuchungen war die Aufzeichnung von Lastkollektivdaten zu Projektbeginn mittels verschiedener Sensoren im hydraulischen Antriebsstrang. Über verschiedene Schritte der Datenaufbereitung und -ausarbeitung konnten sowohl Prüfzyklen für vergleichende, stationäre Prüfstandsversuche erarbeitet, als auch der alternative elektrische Antrieb dimensioniert werden. Dabei lag das Augenmerk vor allem auf einem Vergleich der mechanisch ein- und ausgetriebenen Leistung. Das Prüffeld wurde dabei von den umfangreichen Feldversuchen abgeleitet und abtriebsseitig konstant gehalten, sodass bei Wirkungsgradunterschieden die mechanische Eingangsleistung variierte. Die dafür erforderliche Prüfstandumgebung wurde speziell für dieses Projekt entwickelt und aufgebaut. Ein Zielaspekt dabei war, die Versuche möglichst realitätsnah zu gestalten, weshalb diese am Versuchsträger direkt durchgeführt wurden. Nur so war es möglich, die Verschlauchung des hydrostatischen Antriebes unverändert zu prüfen. Als Ergebnisse der Feldversuche ergaben sich verschiedene Lastkollektive, aus denen sich das Betriebsverhalten des Serienantriebsstranges hat ableiten lassen. Des Weiteren konnte das Verhalten der beiden Systeme auf dem Prüfstand aufgezeigt und verglichen werden, wobei sich bereits eine verbesserte Steuer- und Regelbarkeit des elektrischen Antriebes andeutete. Hinsichtlich des Übertragungsverhaltens konnten sowohl für den hydrostatischen, als auch für den elektrischen Antrieb verschiedene Zusammenhänge in Abhängigkeit bestimmter Parameter abgeleitet werden. Bei der Betrachtung des Gesamtwirkungsgrades wird deutlich, dass beide Antriebe vor allem im unteren Leistungsbereich geringe Wirkungsgrade aufweisen, wobei sich der elektrische Antrieb etwas besser, sowohl im absoluten Wert, als auch bei ansteigendem Leistungsbedarf, verhält. Somit ergibt sich im Bereich der häufigsten Betriebspunkte ein Wirkungsgradvorteil zwischen 15 % bis 20 %. Dieser Wert würde sich allerdings etwas relativieren, hätte der Vergleich mit dem derzeitig verfügbaren Serienhydrostaten stattgefunden. Problemfelder auf Seiten der elektrischen Alternative sind demnach noch Bauraum und Leistungsgewicht, welche 5,3 bzw. 2,9-fach gegenüber der hydrostatischen Serienlösung erhöht sind. Wird allerdings nur der elektrische Radnabenmotor einschließlich Getriebe mit dem hydrostatischen Radialkolbenmotor verglichen, so reduzieren sich beide Faktoren auf 2,2. Vor allem beim Bauraum wird dadurch deutlich, dass die erforderliche Peripherie einen großen Anteil an der elektrischen Lösung verursacht.
Effizienzsteigerung und Umweltentlastung am selbstfahrenden Exakt-Feldhäcksler durch Optimierung des Fahrantriebes. Abschlussbericht
2013
49 Seiten, 27 Bilder, 2 Tabellen, 25 Quellen
Report
German
Assistenzsystem für den Überladevorgang bei einem selbstfahrenden Feldhäcksler
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