Wolfgang Aumer

Entwicklung alternativer Antriebe für mobile Landmaschinen

Der steigende Bedarf an Biomasseerzeugung und Versorgung mit Nahrungsmitteln erfordert in Zukunft eine weitere Steigerung der Produktivitat und Effizienz mobiler Landmaschinen. Die Notwendigkeit, wesentlich grosere Maschinenleistung in einem durch die Strasenverkehrsordnung limitierten Bauraum unterzubringen, und die grosen Fortschritte in der Entwicklung elektrischer Antriebe und der zugehorigen Leistungselektronik sowie der hydraulischen Antriebe machen neue Antriebskonzepte auf der Basis hybrider Antriebsstrange moglich. Der folgende Beitrag der TU Dresden gibt einen Einblick in die zukunftsweisenden und alternativen Antriebstechnologien fur mobile Landmaschinen.

Laborversuche zur Funktionsüberprüfung im Materialfluss

Nachfolgend wird der Nachweis des Einsatzes des elektrischen Antriebes in der Dreschtrommel fur deren Einsatz erbracht. Dazu wurden Dreschversuche im Labor in Abhangigkeit des Durchsatzes des Dreschgutes unternommen. Beginnend mit der Beschreibung der Versuchseinrichtung wird die Versuchsplanung und –durchfuhrung aufgezeigt. Die Ergebnisse wurden mit denen konventioneller Antriebsstrange verglichen, deren Daten im Feld in selbstfahrenden Mahdreschern neuester Generator ermittelt wurden.

Entscheidungshilfen für die Bewertung von Antriebssträngen

In mobilen Arbeitsmaschinen werden mechanische und hydraulische Antriebe sehr haufig eingesetzt. In diesem Kapitel werden Entscheidungshilfen fur den Einsatz elektrischer Antriebssysteme in Landmaschinen erarbeitet. Es erfolgt dabei eine Einteilung in Komplexitatsklassen, die die erhohte Komplexitat mechanischer bzw. hydraulischer Antriebsstrange im Vergleich zu elektrifizierten ausdrucken. Hierzu wird zu Beginn beschrieben, wie die Effizienz in mobilen Arbeitsmaschinen bewertet wird. Mit der Amortisation der Kosten fur den Anwender endet dieses Kapitel.

Entwicklungsstudie der Funktionsintegration für den Dreschtrommelantrieb

In diesem Kapitel wird gezeigt, wie die Funktionsintegration anhand des Dreschtrommelantriebes in die Praxis umgesetzt wurde. Die Zielstellung ist, einen direkten Vergleich fur den Antriebsstrang des Funktionselementes Dreschtrommel zu ermoglichen. Ausgehend von der Leistungsquelle Dieselmotor bis zur Dreschtrommel, wurden der konventionelle mechanische und der elektrische Antriebsstrang inklusive des Antriebsmotor hinsichtlich Leistungsgewicht, Leistungsdichte, Wirkungsgrad und Kosten untersucht und bewertet. Fur den mechanischen Dreschtrommelantriebsstrang wurden die derzeit auf dem Markt verfugbaren selbstfahrenden Mahdrescher als Vergleichsmasstab herangezogen.

Funktionsintegration von Antrieben in mobilen Arbeitsmaschinen

In diesem Kapitel wird die Funktionsintegration genauer definiert. In einer Gegenuberstellung zwischen der Differenzial- und Integralbauweise mit der Funktionsintegration werden die Vor- und Nachteile sichtbar. Es folgt die Beschreibung der Funktionsintegration nach Wirkraumen und Wirkflachen. Abschliesend werden die moglichen Antriebsarten miteinander verglichen und auf ihre Fahigkeit bezuglich der Funktionsintegration untersucht.

Antriebssysteme in mobilen Arbeitsmaschinen

Die schematische Leistungsaufteilung, vom Leistungserzeuger uber die Leistungsverteilung bis hin zum Leistungsverbraucher wird nachfolgend anhand eines selbstfahrenden Mahdreschers aufgezeigt. Anschliesend werden die Funktionsprinzipe der Mechanik, Hydraulik und der Elektrik beschrieben. Naher eingegangen wird dabei auf die Komponenten des elektrischen Antriebssystems.

Forschungen und Entwicklungen zu elektrischen Antrieben in Landmaschinen

Der Einsatz elektrischer Antriebe in mobilen Landmaschinen wurde bereits im 19. Jahrhundert untersucht und umgesetzt. Nachfolgend wird der Stand der Technik und Wissenschaft zu elektrischen Antrieben in mobilen Landmaschinen aufgezeigt. Beginnend mit historischen Entwicklungen, uber den Antrieb von Funktionselementen bis hin zu Traktionsantrieben, sowie Forschungsstudien werden deren Intentionen dargestellt.

Prüfstanduntersuchungen für die Ermittlung der Kennfelder

Das elektrische und thermische Kennfeld des entwickelten Dreschtrommelantriebes wurde auf dem Prufstand aufgenommen. Die Beschreibung des Prufstandes und die Vorgehensweise zur Ermittlung der Kennfelder werden in diesem Kapitel erlautert. Dazu werden der Prufaufbau und die einzelnen mechanischen Verlustquellen beschrieben. Abschliesend werden die Ergebnisse prasentiert.

Funktionsintegration eines elektrischen Antriebes in eine Dreschtrommel

Der Kostendruck in der Landwirtschaft zwingt dazu, die Produktivitat und Effizienz der Agrartechnik in Mahdreschern weiter zu steigern. Die Notwendigkeit, wesentlich grosere Maschinenleistungen in einem eingeschrankten Bauraum unterzubringen, erfordert neue Antriebskonzepte. Am Beispiel einer elektrisch direkt angetriebenen Dreschtrommel wird die Moglichkeit der Integration elektrischer Antriebe in die Funktionselemente gezeigt.