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DLG/Roger J. Stirnimann, Hochschule Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften | am

Trends bei der Traktorentechnik: Die Motoren werden weiter optimiert

Eine große Messe für Landtechnik gab es in diesem Jahr in Deutschland nicht. So konnte man auch kaum neue Technik begutachten. Doch die Hersteller bleiben bei der Produkt-Entwicklung natürlich nicht stehen.

Die Traktorentwicklung wird weiterhin stark von der Abgasgesetzgebung geprägt. Ende 2021 liefen die letzten Fristen für sogenannte Übergangsmotoren aus, und die Hersteller dürfen 2022 nur noch Traktoren mit Motoren der Abgasstufe Euro V ausliefern.

Common-Rail-Einspritzung, Vierventiltechnik, Turbolader, Ladeluftkühlung und elektronische Motorsteuerung stellen weiterhin die motortechnischen Grundpfeiler dar, um die Anforderungen an Leistung, Verbrauch und Emissionen erfüllen zu können.

Mit der Abgasstufe V sind ab einer Motorleistung von 56 kW auch die Abgasnachbehandlungssysteme Dieseloxidationskatalysator (DOC), Dieselpartikelfilter (DPF) und Selektive Katalytische Reduktion (SCR) unabdingbar. Die Verwendung der Abgasrückführung (AGR) als innermotorische Technologie zur Verminderung der Stickoxidbildung stellt hingegen weiterhin eine „Philosophiefrage“ dar.

Die einen schwören auf die AGR, die anderen lehnen sie eher ab. Bei genauerer Betrachtung der Motorenpaletten fällt aber auf, dass die meisten Hersteller eine „Mischstrategie“ verfolgen. Unterhalb von 56 kW können die Stickoxid-Grenzwerte ohne SCR eingehalten werden, weshalb die Maximalleistungen von Einstiegsmodellen in der Kompaktklasse oft knapp unter dieser Schwelle liegen (z.B. Deutz-Fahr 5080D Keyline oder McCormick X5.085).

DPF-Systeme

Aufgrund des verschärften Grenzwertes für die Partikelmasse (0.015 g/kWh) und der neuen Obergrenze für die Partikelanzahl (1x1012/kWh) führt bei Abgasstufe-V-Motoren kein Weg an geschlossenen DPF-Systemen vorbei (Leistungsklassen 19 bis 560 kW). Einige Hersteller versuchen den Begriff „Partikelfilter“ in ihren Verkaufsunterlagen zu vermeiden und verwenden stattdessen Bezeichnungen wie „Rußkatalysator“. Das darf aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass auch hier DPF-Systeme zugrunde liegen.

Der Unterschied liegt lediglich bei einer speziellen Beschichtung der Filterwaben, durch welche die passive Regeneration bei Abgastemperaturen ab 250 °C begünstigt wird. Die Anzahl an aktiven DPF-Regenerationen durch spätes Nacheinspritzen von Diesel in den Brennraum oder durch direkte Einspritzung in den Abgasstrang kann dadurch vermindert werden.

Boost-Funktionen

Viele Traktorenhersteller statten ihre Modelle mit einer Boost-Funktion aus. Für die Freischaltung der zusätzlichen Leistung wurden bisher meistens einfache Kriterien wie „Mindestfahrgeschwindigkeit“ und „Mindestleistung an der Zapfwelle“ berücksichtigt.

Fendt führte mit Dynamic Performance vor zwei Jahren ein Mehrleistungskonzept ein, bei welchem der Boost in Abhängigkeit des Leistungsbedarfes von Nebenverbrauchern (Lüfter, Lichtmaschine, Klima- und Druckluftkompressor) variabel zugeschaltet wird. Damit soll an den eigentlichen Arbeitsabtrieben (Räder, Zapfwelle, Hydraulik) immer die gleiche Leistung zur Verfügung stehen.

John Deere macht das IPM (Intelligent Power Management) bei der neuen 6R-Baureihe ebenfalls „smarter“ und berücksichtigt jetzt auch die Hydraulikleistung. Das Hydraulic IPM arbeitet aber nicht nach dem Schwarz-Weiss-Prinzip, sondern misst den effektiven Leistungsbedarf an der Hydraulikpumpe und stellt dann exakt diese Leistung zusätzlich zur Verfügung. Zum Tragen kommt dies beispielsweise bei Sämaschinen mit hydraulisch angetriebenen Gebläsen, weil die üblichen Freischaltkriterien hier in der Regel nicht erfüllt werden.

Alternative Antriebe

Mit der CO2-Diskussion rücken alternative Treibstoffe und Antriebssysteme auch in der Landtechnik in den Fokus. New Holland profitiert von der langjährigen Erfahrung der Konzernschwester Iveco und produziert mit dem T6.180 Methane als erster Hersteller einen Serientraktor mit Gasmotor.

Das 6-Zylinder-Aggregat arbeitet nach dem Otto-Verfahren und kann somit ausschließlich mit Gas betrieben werden. Die Maximalwerte für Leistung und Drehmoment sollen laut Hersteller identisch sein wie beim Diesel-Pendant. Das Methan wird in Form von CNG (Compressed Natural Gas) in sieben integrierten Druckbehältern mitgeführt (185 l/32 kg), an der Traktorfront kann optional ein sogenannter „Range Extender“ mit weiteren 270 l/47 kg angebaut werden. Je nach Einsatzart soll der mitgeführte Energievorrat für drei bis sechs Arbeitsstunden reichen.

Auch aufbereitetes Biogas mit einem Methangehalt von mindestens 83 % lässt sich verwenden, was den Traktor insbesondere für Betriebe mit eigener Gasproduktion/-aufbereitung interessant machen dürfte.

Elektrische Antriebe

Elektrische Antriebssysteme fristen bei Traktoren weiterhin ein Schattendasein. In der jüngeren Vergangenheit wurden zwar immer wieder damit ausgestattete Studien und Prototypen vorgestellt, serienreife Fahrzeuge gibt es bis dato aber kaum. Den Durchbruch am schnellsten schaffen dürfte die Batterieelektrik.

Geeignet ist diese in erster Linie für leichte und mittelschwere Anwendungen oder für periodisch wiederkehrende Arbeiten, bei welchen genügend Zeit für das Zwischenladen zur Verfügung steht. Solche Bedingungen liegen aber oft nur bei kleineren Hoftraktoren vor.

Stufenlosgetriebe

Stufenlosgetriebe mit hydrostatisch-mechanischer Leistungsverzweigung werden bei Traktoren seit nunmehr 25 Jahren eingesetzt. Wurden diese zuerst nur für Standardtraktoren in den mittleren und oberen Leistungsklassen angeboten, konnten sie sich in den letzten Jahren sowohl bei großen Systemtraktoren und Knicklenkern als auch bei kleineren Traktoren im Leistungsbereich um 75 kW/100 PS etablieren (inkl. Schmalspurversionen).

Die jüngsten Entwicklungen zeigen einen Trend zu gesamtheitlichen Antriebskonzepten, die über die bisherigen Dieselmotor-Getriebe-Systeme hinausgehen. Hierzu zählt das VarioDrive-Konzept von Fendt, das seit zwei Jahren auch in der 900er-Baureihe Verwendung findet. Durch den getrennten Antrieb von Vorder- und Hinterachse lässt sich bei Fahrgeschwindigkeiten bis 25 km/h ein permanenter und verspannungsfreier Allradantrieb darstellen.

Ein weiteres Beispiel stellt das eAutopowr-Getriebe von John Deere dar, bei welchem für die stufenlose Verstellung des Übersetzungsverhältnisses nicht mehr hydrostatische, sondern elektrische Maschinen verwendet werden. Diese Generator-Motor-Einheiten sind so dimensioniert, dass sie nicht nur den Fahrantrieb versorgen, sondern zusätzlich bis zu 100 kW elektrische Leistung für externe „Verbraucher“ bereitstellen können.

Wird diese Leistung beispielsweise für elektrisch angetriebene Triebachsen von großen Anhängern verwendet, entsteht ein Mehrachsen-Antriebssystem, das über den Traktor hinausgeht. Die 8R-Modelle mit diesem Getriebe stehen in Europa zur Verfügung stehen (Topmodelle 8R370 und 8R410).

Kabinenentwicklung

Getrieben durch die Digitalisierung präsentierten in den letzten Monaten viele Hersteller neue Baureihen, bei welchen die Neuerungen hauptsächlich im Bereich der Kabinen zu finden sind. Bedien- und Anzeigeterminals mit Touch-Screen-Funktion und zusätzlichen Schnellzugriffstasten oder Dreh-Drückstellern sollen das Zusammenspiel zwischen Traktor und Anbaugeräten verbessern und die Vernetzung mit dem Betriebsbüro erleichtern.

Auftrags- und Felddaten (Feldgrenzen, Spurlinien, Applikationskarten usw.) lassen sich dadurch ortsunabhängig auf einem PC oder mobilen Endgerät vorbereiten und später auf dem Feld einfach abrufen. Die „Clicks“ in der Kabine lassen sich damit reduzieren und die Maschinen schneller einstellen. Teilweise stehen mehrere Terminals zur Verfügung, auf welche die Anzeigen beliebig verteilt werden können.

Bei einigen Herstellern lassen sich diese auch auf handelsübliche Tablets übertragen (z.B. Deutz-Fahr XTEND). Zunehmend frei belegt werden können zudem die Tasten auf den Fahrhebeln, Armlehnen und zusätzlichen Joysticks. Fendt bietet das Bedienkonzept FendtOne neu auch für die Schmalspurtraktoren 200 V/F/P Vario an und integriert darin jetzt auch die Sitzeinstellung (inkl. Memory-Funktionen für unterschiedliche Fahrer und Fahrsituationen).

Digitaler in der Kabine

Die Armaturenbretter vor dem Lenkrad werden entweder „digitalisiert“ oder wandern komplett in die rechte A-Säule. Für die zweitgenannte Variante gibt es mit den neuen Baureihen Case IH Optum/Steyr Terrus/New Holland T7 HD, John Deere 6R, Massey Ferguson 8S und Valtra N/T gleich mehrere Beispiele.

New Holland bietet für die Modelle T7 HD optional ein feststehendes, digitales Display im Lenkrad an. Auf Automobil-Niveau sind mittlerweile auch die Systeme für Audio und Mobiltelefonie, die elektronischen Diebstahlschutzsysteme für Kabinentüren und Zündschlösser sowie die integrierten Kamerasysteme.

Größere Verbreitung erfuhren in den vergangenen Jahren die variablen Lenkübersetzungen, bei welchen die Anzahl der Lenkradumdrehungen für das Einschlagen der Vorderräder von einem „Anschlag“ zum anderen vom Fahrer bestimmt werden kann.

Gefedert werden moderne Traktorkabinen mechanisch, hydropneumatischen oder rein pneumatisch. Diese Federungssysteme werden zur weiteren Komfortsteigerung zunehmend mit denjenigen für die Vorderachse und mit der Schwingungstilgung für das Heckhubwerk verknüpft.

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