16.09.2009 | 15:00:00 | ID: 3423 | Ressort: Landwirtschaft | Agritechnica

Entwicklungstendenzen bei Traktoren und Transportfahr-zeugen

Hannover (agrar-PR) - Prof. Dr.-Ing. Hermann J. Knechtges, Hochschule für Wirtschaft und Umwelt, Nürtingen-Geislingen

Die Entwicklung von Traktoren unterliegt weltweit sehr unterschiedlichen Trends. Auf der einen Seite gewinnen in den hoch entwickelten Märkten extrem leistungsfähige Maschinen mit Leistungen von mehr als 400 kW in der Bauform Knicklenker oder Gleisbandlaufwerk, mit bis zu 380 kW als Allradlenker und bis zu 250 kW in der Standardbauform an Bedeutung. Auf der anderen Seite werden in Asien Traktoren in einfacher Ausrüstung in sehr hoher Stückzahl produziert. Während nur ca. ein Viertel des weltweiten Traktorbestandes (ca. 30 Mill.) dort angesiedelt ist, werden ca. 60 % des weltweiten Produktionsvolumens (ca. 1,5 Mill.) dort hergestellt.

 
Der Trend zu hoher Leistung ist in Deutschland ungebrochen und hat sich in 2007/08 nochmals verstärkt. Hier ist jedoch zu berücksichtigen, dass die homologierte Leistung in der Vergangenheit auf der DIN-Leistung, dann auf der vergleichbaren ECE R24 Leistung und jetzt auf der deutlich höheren Leistung nach 2000/25 EC basiert. Unberücksichtigt bleibt jedoch die Boostleistung, die in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit und Zapfwellenleistung freigeschaltet wird. Diese ermöglicht bei vielen Traktoren eine Leistungssteigerung von ca. 6 % bis zu 17 %, was im Mittel dazu führt, dass die Mittelwerte aus der aktuellen Zulassungsstatistik in etwa mit den früheren Angaben verglichen werden können.
 
Abgasstufe 3 B mit SCR oder Dieselpartikelfilter?
Schon jetzt werden die ersten Traktoren angeboten, die die ab 2011 vorgeschriebene Abgasstufe 3B erfüllen. Hierzu nutzt Fendt bei der neuen Baureihe Vario 800 die aus dem LKW-Bereich bekannte SCR-Technologie, bei der eine Harnstofflösung (Ad Blue) in den Abgasstrom gespritzt wird. Auch die anderen Marken des AGCO-Konzerns werden diese Technik nutzen, während John Deere zur Erfüllung von Stufe 3 B die Stickoxide durch gekühlte Abgasrückführung innermotorisch reduziert und keine flächendeckende Versorgung mit Ad Blue benötigt. Um die Partikelgrenzwerte einzuhalten, wird John Deere einen Dieselpartikelfilter in das Abgassystem integrieren, was einen geringfügig höheren Verbrauch bedingt, dem anderenfalls die Kosten der Harnstofflösung entgegenstehen. Mit der SCR-Technik und einem Dieselpartikelfilter lassen sich prinzipiell auch die noch strengeren Abgrenzwerte der Stufe 4 erfüllen, während deren Einhaltung ohne SCR grundsätzlich zwar möglich ist, dies jedoch eine extrem aufwendige Abgasnachbehandlung mit NOx-Speicherkatalysatoren erfordert. Welchen Weg hierzu die verschiedenen Hersteller gehen werden, dürfte noch nicht bei allen Anbietern entschieden sein.
 
Der Einspritzdruck der abgas- und verbrauchsoptimierten Motoren erreicht mit 2000 bar (Fendt 800) ein Niveau, das bisher nur bei PKW’s vorzufinden war. Die Anforderungen an das Kühlsystem steigen insbesondere mit zunehmender Abgasrückführrate, was zu aufwendigen Kühlerpaketen mit variablem Lüfterleistungsbedarf führt. Die Firma Hägele entwickelte hierzu den Umschaltlüfter Cleanfix Pulstronic, der nicht nur zur Kühlerreinigung den Flügelanstellwinkel umkehren kann, sondern dessen Flügel entsprechend des Kühlleistungsbedarfs in jeder Zwischenstellung positioniert werden können. Dazu werden die PWM- oder CAN-Bussignale des Motorcontrollers ausgewertet und über einen Positionssensor die optimale Flügelstellung ausregelt. Im Gegensatz zur Viscokupplung fällt so bei keiner Lüfterleistung energieverzehrender Kupplungsschlupf an. Mit den an den Flügelenden angebrachten „Flex Tips“ werden zudem die Luftrezirkulation im Randbereich der Lüfterhutze reduziert und die Effizienz zusätzlich gesteigert.
 
Elektrifizierung des Traktors
Zur letzten Agritechnica unternahm John Deere den ersten Schritt zur Elektrifizierung des Traktors, indem ein leitungsfähiges Bordnetz die Versorgung der internen Antriebe übernahm und bis zu 5 kW für externe Nutzer zur Verfügung stellte. Jetzt zeigt Amazone den Prototyp einer elektrifizierten Feldspritze, die jedoch 17 kW elektrische Leistung benötigt, die bisher kein Traktor aus dem Bordnetz liefern konnte. Belarus aus Weißrussland stellt einen neuen 220kW Traktor vor, bei dem auch der Fahrantrieb elektrisch erfolgt. Dieser hat genug elektrische Leistungsreserven, um nahezu alle Wünsche der Gerätehersteller zu erfüllen. So wird auch die Frontzapfwelle auf Wunsch mit einem 55-kW-Elektromotor angetrieben. Bei Fahrzeugstillstand können bis zu 172 kW an externe Verbraucher abgegeben werden, womit der Zapfwellengenerator zur Notstromversorgung überflüssig wird. Claas installiert am neuen Xerion ein zweites 24 V-Stromnetz, das bis zu 2,4 kW elektrische Leistung zur Verfügung stellt. Es können somit die im NFZ-Bereich verbreiteten Serienkomponenten in der Agrartechnik verwendet werden.
Leistungsverzweigte Stufenlosgetriebe von 70 PS bis 522 PS
Im Leistungssegment zwischen 70 PS und 105 PS werden in Europa jährlich ca. 50.000 Traktoren in meist einfacher Ausstattung verkauft. Mit den neuen Vario 200 Traktoren setzt Fendt mit einem leistungsverzweigten Stufenlosgetriebe, gefederter Vorderachse, gefederter Kabine, EHR mit Schwingungstilgung und ebenen Kabinenboden bei weniger als 2,5 Gesamthöhe in dieser Klasse neue Maßstäbe. In der Schmalspurversion für Sonderkulturen ist der stufenlose Fahrantrieb von besonderer Bedeutung, da der Fahrer sich auf die Bedienung der komplizierten Anbaugeräte konzentrieren kann und das automatische Motor- und Getriebemanagement auch am steilen Hang für die optimale Produktivität sorgt.
Am oberen Ende der Leistungsskala ist der neue Xerion 4500/5000 mit bis 384 kW Motormaximalleistung (ECE R24) angesiedelt. Der allradgelenkte Großtraktor hält auch mit einer 800er Bereifung an den gleich großen Rädern die für die Straßenfahrt vorgeschriebene Außenbreite von 3 m ein und ermöglicht mit 50 km/h Höchstgeschwindigkeit das schnelle Umsetzen auf öffentlichen Straßen. Der stufenlose Fahrantrieb in Verbindung mit der drehbaren Kabine bietet besondere Vorteile bei Sonderapplikationen mit hohem Leistungsbedarf, wie Forstfräse / -mulcher oder Schneefräse. Mit der mittigen Sattelkupplung lassen sich Stützlasten darstellen, die ausreichende Traktion auch bei schweren Sattelaufliegern ermöglichen.
 
Die Vorteile des leistungsverzweigten Stufenlosgetriebes lassen sich beim neuen John Deere 8RT jetzt auch bei Gleisbandtraktoren nutzen. Das pneumatisch gefederte und niveaugeregelte Gummibandlaufwerk lässt Spurweiten von bis zu 4 m zu und bietet somit beste Voraussetzung für die Umsetzung für Controlled Traffic Farming (CTF).
Das neue modular konzipierte Getriebe von Valtra gibt es wahlweise als 5-stufiges Teillastschaltgetriebe (Direct 4x5) oder als leistungsverzweigtes Stufenlosgetriebe (Versu) mit vier Fahrbereichen.
 
CNH erweitert das Leistungsspektrum seiner Stufenlosgetriebe mit einer neuen, auf dem Doppelkupplungsprinzip basierenden Version, auf bis zu 165 kW, das in den Modellen Puma (Case IH) und T 7000 (New Holland) eingebaut wird.
 
Komplette Bedienung an rechter Armlehne
Die Zusammenfassung möglichst vieler Bedienfunktionen an der rechten Armlehne setzt sich zunehmend durch. Die mit dem Sitz verbundene Armlehne trägt dabei ein großes blendfreies ISO-Bus-Terminal (bis 10,4“ Bildschirmdiagonale, Fendt 800), manchmal als Touchscreen, über das nahezu alle Einstellungen vorgenommen werden. Da sich der Bildschirm mit dem Sitz bewegt, kann dieser vom Fahrer ermüdungsfrei gelesen werden. Armlehne und Display schwenken bei Drehen des Sitzes mit und befinden sich immer in der ergonomisch optimalen Position. In der Menüführung, in der Art der Auswahl der Untermenüs und der Symbolik unterscheiden sich die Traktorhersteller teilweise deutlich. Hier gibt es Lösungen mit einem zentralen Bedienknopf, ähnlich dem i-drive des PKW’s (Same Deutz Fahr) über Touch Screen (z.B. Fendt, CNH) bis hin zur Zusammenfassung der Bedienfunktionen in Gruppen mit vielen Einzelschaltern. Die immer wieder zu benutzenden Schalter sind meist am zentralen Joystick angeordnet, dessen Form sich stetig weiter entwickelt hat, bis hin zu einem Multifunktionsgriff mit Handablage und Drei-Finger-Bedienung (z.B. am Claas Xerion). Der Gangwechsel im LS-Getriebe kann bei Claas jetzt auch vom Kreuzschalthebel aus initialisiert werden, wodurch die Frontladerarbeit vereinfacht und Kraftstoff gespart werden können.
 
ABS am Standardtraktor
Bisher waren ABS-Systeme nur bei schnellen Systemtraktoren mit trockenen Bremsen etabliert. Diese basieren auf der am LKW üblichen Technik. Bei Standardtraktoren hat sich jedoch in den letzten Jahren die verschleißfestere und verschmutzungsunempfindlichere, gekapselte, nasse Lamellenbremse durchgesetzt. Zudem wird die Bremsleistung an Vorder- und Hinterachse durch die automatische Zuschaltung des Allradantriebs ausgeglichen, was bei den für Traktoren typischen, je nach Geräteanbau erheblichen Achslastunterschieden, von besonderer Bedeutung ist. Um die Schleppverluste der üblicherweise schnell drehenden nassen Bremsen in der Hinterachse zu minimieren, verlagerte Fendt am Modell 800 (60 km/h) diese auf die langsam drehende Seite, was allerdings ein hohes Bremsmoment bedingt. Der zwangsläufig großflächige Betätigungskolben benötigt einen großen Volumenstrom, den Fendt aus dem Getriebeölkreislauf abzweigt. Die ABS-Modulation übernehmen dabei von Bosch-Rexroth entwickelte Relais-Ventile, die für den großen Ölvolumenstrom ausgelegt sind. Eine Druckluftanlage ist hierzu nicht erforderlich. Im CNH-Konzern werden die nassen Bremsen mit einer eigenen Druckflüssigkeit versorgt. Aufgrund des gemeinsamen Ölhaushaltes von Getriebe und Hydraulik kann das Getriebeöl nicht immer die Sauberkeitsansprüche erfüllen, die hydraulische ABS-Relaisventile benötigen. Dies trug dazu bei, dass der CNH-Konzern einen völlig anderen Weg zur Realisierung des ABS-Systems wählte. Dem bestehenden Hydraulikbremssystem wird ein Druckluft-ABS von Knorr-Bremse vorgeschaltet, das mit speziellen Luft-Hydraulikkonvertern die Bremshydraulik ansteuert. New Holland wird mit einer weiteren Ausbaustufe dieses Systems den besonderen Ansprüchen der Landwirtschaft gerecht. So wird es erstmalig möglich, trotz ABS die beim Wendevorgang beliebte Einzelradbremsung vorzunehmen. Im Automatikmodus wird proportional zum Lenkeinschlag das kurveninnere Rad gezielt verzögert, ohne dass jedoch ein Blockieren mit Spurschäden auftritt. Das System dient ebenfalls als Anfahrhilfe am Berg, schont den Boden und entlastet den Fahrer. Es bietet die Voraussetzung, um weitere intelligente Anwendungen darzustellen, wie z.B. die elektronisch proportional gesteuerte Differenzialsperre, mit der der Traktor am Seitenhang ohne Hundeganglenkung in der Spur bleibt, oder z.B. die Lenkunterstützung beim automatischen Vorgewendemanöver in Kombination mit automatischen Spurführungssystemen.
 
ESP mit Steer by Wire
Die Lenkung der Räder ohne mechanische oder hydraulische Verbindung zwischen Lenkrad und Rädern wird auch Steer by Wire genannt. Diese Lenksysteme müssen strenge Auflagen bezüglich der Sicherheit erfüllen. Wenn die Signalverarbeitung elektrisch erfolgt, dann lassen sich in die Lenkung zusätzliche Funktionalitäten integrieren, die mechanisch oder hydraulisch kaum oder gar nicht darstellbar sind. So nutzt z.B. Claas Steer by Wire am Xerion, um eine drehbare Kabine und eine lenkwinkelabhängige Zuschaltung der Hinterachslenkung zu realisieren. Valtra baut mit Steer by Wire eine Rückfahreinrichtung ohne Hydraulikleitung am zweiten Lenkrad auf. Mit Steer by Wire ermöglicht John Deere in der Baureihe 8R eine geschwindigkeitsabhängige variable Lenkübersetzung, die die Lenkarbeit am Vorgewende oder bei Frontladerarbeiten reduziert und bei hoher Fahrgeschwindigkeit feinfühlig reagiert. Erstmalig greift ein Controller, gestützt auf die Signale von Beschleunigungssensoren, aktiv in den Lenkungsregelkreis ein, um die Fahrsicherheit zu verbessern. Das bei den bisher üblichen vollhydrostatischen Lenkungen unbefriedigende Geradeausfahrverhalten wird verbessert, wodurch sich die Lenkaktivität reduziert und der Fahrer deutlich entlastet wird. Das Lenkmoment wird fahrsituationsbedingt aktiv moduliert, so dass der Fahrer eine Rückmeldung über seine Lenkmanöver am Lenkrad fühlt. Schnelle Ausweichmanöver führten bisher manchmal zu unkontrollierbarem Aufschaukeln (Übersteuern) des Fahrzeuges, was jetzt aktiv unterdrückt wird und eine ähnliche Wirkung wie das ESP am PKW hat. Dies kommt besonders bei der schnellen Fahrt mit schweren Mehrachsstarrdeichselanhängern zum Tragen. Dieser aktive Eingriff in den Lenkungsregelkreis wurde bisher auch im PKW- und Nutzfahrzeugbereich noch nicht dargestellt, sondern lediglich als zukünftiges Entwicklungsziel formuliert.
 
Integrierte Reifendruckregelung am Standardtraktor
Die Forderung der Praxis nach einer integrierten Reifendruckregelanlage als Werksausrüstung mit den Garantiebedingungen des Gesamtfahrzeuges erfüllt Fendt erstmalig bei Standardtraktoren. Die bedarfsgerechte Anpassung des Reifenluftdrucks bedeutet mehr Sicherheit bei weniger Reifenabrieb auf der Straße und Bodenschonung, verbunden mit einer höheren Effizienz der Zugkraftübertragung auf dem Acker. Das System wird komfortabel über das Varioterminal bedient und bietet neben einer Sicherheitsstruktur auch die Möglichkeit, über den ISO-Bus den Reifendruck im Anhänger einzustellen.
 
In Verbindung mit dem von Grasdorf-Wennekamp angebotenen Soil Load Monitor ließe sich der Reifendruck auch vollautomatisch optimieren. Ein Ultraschallsensor in der Felge misst kontinuierlich die Reifeneinfederung und liefert somit eine Kennzahl, nach der der last- und geschwindigkeitsabhängige minimale Reifendruck eingestellt werden kann. Der temperaturkompensierte Messwert wird kabellos vom rotierenden Rad in die Kabine übertragen. Somit kann der minimal zulässige Reifendruck sicher eingestellt und eine Überlastung des Reifens mit Folgen für Lebensdauer und Sicherheit ausgeschlossen werden.
 
Geräteanbau vereinfacht
Bei heute üblichen schweren hydraulischen Oberlenkern wird der Geräteanbau zu einem Kraftakt, der nicht nur Frauen an die Grenzen ihrer Kräfte bringt und somit Verletzungsgefahren birgt. Dies gilt erst recht bei einem durch kompakte Anbaugeräte extrem eingeschränkten Bewegungsraum. John Deere löst dieses Problem mit einer Entlastungsfeder, die den Oberlenker mit trägt und so das Einklinken mit Hilfe eines Seiles aus der sicheren Kabine ermöglicht. Zusätzlich wird der Oberlenker von einer Zentrierfeder auch seitlich stabilisiert. Lemken stattet die Feldspritze mit einer Oberlenkerarretierung aus, in die der Oberlenker schon eingehängt werden kann, bevor die Unterlenker angekoppelt werden und noch ein ausreichender Bewegungsraum für den/die Fahrer/in vorliegt. Danach werden vom Traktor aus die Unterlenker eingehakt, und der Oberlenker arretiert automatisch in der Arbeitsstellung. Die vollautomatische Kopplung der Zapfwelle lösen GKN Walterscheid, Fendt und Pöttinger mit einem zusätzlichen Träger, der die Gelenkwelle über Reibungselemente in der Abkoppelposition fixiert. Beim erneuten Ankoppeln klinkt sich die Gelenkwelle mit einer neu entwickelten Kupplung automatisch am Traktor an.
 
Valtra stellt eine Kopplungshilfe für den Frontanbau vor, bei der der Fahrer, unterstützt durch eine Videokamera, die Unterlenker einrastet und dann vom Fahrersitz aus über ein Hilfsgestänge hydraulisch Oberlenker, Gelenkwelle und Hydraulikanschlüsse koppelt.
 
Gerät steuert Traktor
John Deere ermöglicht auf der Basis eines erweiterten ISOBUS-Protokolles zertifizierten Geräten den Zugriff auf sicherheitsrelevante Traktorparameter (z. B. Fahrgeschwindigkeit/-Strategie, Hydraulik, Zapfwelle). Diese Möglichkeit nutzt John Deere mit der Rundballenpresse mit dem Ziel, die Leistungsfähigkeit zu steigern und den Fahrer zu entlasten. Nach der Füllung der Presskammer stoppt der Traktor automatisch, im Anschluss an den Wickelvorgang öffnet und schließt sich die Heckklappe, indem die Presse die hydraulischen Steuerventile des Traktors aktiviert. Dadurch kann nicht nur der gesamte Ablauf automatisiert werden, sondern auch die bisher übliche Doppelausstattung mit elektrohydraulischen Steuergeräten an der Presse kann entfallen.
Pöttinger nutzt die neuen Möglichkeiten mit dem „Intelligenten Ladewagen“, der den Traktor bei Bedarf nicht nur stoppt, sondern die Fahrgeschwindigkeit der Kombination nach der Schwadstärke steuert. Hierzu wird an der Traktorfront mit Ultraschallsensoren die Schwadform ermittelt. Durch die vorausschauende Erfassung bleibt dem Traktor ausreichend Reaktionszeit, um die Geschwindigkeit anzupassen. Da nicht nur ein Sollwert für die Geschwindigkeit vorgegeben, sondern auch die Beschleunigung gesteuert wird, arbeitet das System in Kombination mit einem Drehmomentsensor am Schneidrotor am Ladewagen bei allen Fahrgeschwindigkeiten und verbessert die Effizienz des Gesamtprozesses bei einer gleichzeitigen deutlichen Entlastung des Fahrers. Ähnliche Prozessautomatisierungen mit automatischer Geschwindigkeitsvariation sind zukünftig für eine Vielzahl von Geräten denkbar.
 
Mehr Nutzlast durch leichtere Transportfahrzeuge
Bei 40 t zulässigem Gesamtgewicht eines Gespannes kann die Nutzlast nur noch gesteigert werden, wenn die Fahrzeuge leichter werden. Das Mehrgewicht des Abschiebeschildes und der bei dieser Entladetechnik zwingend stabileren Seitenwände können weitgehend eingespart werden, wenn sich das Ladegut mit dem Boden nach hinten schiebt. Bisher nutzte man hierfür den Kratzboden, der jedoch die universelle Nutzung des Anhängers stark einschränkte (nicht körnerdicht). Beim Krampe „Bandit“ erfolgt die Ent- und Beladung des Muldenanhängers über ein Gewebeband, das wechselweise von einem Hydromotor am vorderen und hinteren Ende der Ladefläche aufgewickelt wird und so das Ladegut verschiebt. Empfindliche Güter, wie Kartoffeln, können schonend entladen und Paletten sowie Stückgut an der Heckklappe aufgesetzt und zum Beladen nach vorne transportiert werden. Die benötigte hydraulische Leistung ist dabei deutlich niedriger als beim Abschiebewagen. SIGA verfolgt mit dem „Rollab“ einen ähnlichen Ansatz, bei dem der Kratzboden durch Gummielemente zwischen den Stegen abgedichtet wird. Am Lade- und Silierwagen „Cargos“ von Claas lassen sich das komplette Lade- und Schneidaggregat in 15 Min. demontieren. Die hinteren Dosierwalzen können als komplettes Aggregat abgenommen werden, wodurch der Wagen als Häckselwagen insgesamt 3 t leichter wird.
 
Mehr Fahrsicherheit als große Starrdeichselanhänger könnte der „Agrotrans“ von SIGA bieten. Er ermöglicht eine Drehschemellenkung mit Stützlast für den Traktor bei bis zu 34 t zul. Gesamtgewicht. Fliegl erleichtert die Abdeckung des Ladeguts mit der hydraulisch betätigten Abdeckhaube „Toplift“. Dadurch kann der Fahrtwind das Gut nicht mehr abblasen und die Nahrungsmittel sind vor Vogelkot und Regen geschützt. Dies bedeutet nicht nur mehr Sicherheit für andere Verkehrsteilnehmer, sondern auch das gefährliche manuelle Abdecken in bis zu 4 m Höhe entfällt.

 

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