DLG, Prüfbericht, 6109F, CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen

CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH
Kraftstoffverbrauch
und Durchsatz in Mais
Vergleich selbstfahrender Feldhäcksler CLAAS Jaguar 960 Tier 4i
vs. CLAAS Jaguar 960 Tier 3a
DLG-Prüfbericht 6109 F
Bild 1:
CLAAS Produkt­
foto, Jaguar im
Maiseinsatz
Kurzbeschreibung
–Vergleich der Maschineneffizienz von Jaguar 960 Tier 4i gegenüber
Jaguar 960 Tier 3a
–Kraftstoffverbrauchsmessung und AdBlue®-Verbrauch-Bestimmung
durch Nachtanken
Hersteller
CLAAS – Selbstfahrende
Erntemaschinen GmbH
Münsterstraße 33
D-33428 Harsewinkel
www.claas.de
–Berechnung des Kraftstoffverbrauchs in l/h und l/t FM
–Berechnung des Durchsatzes in t/h
–Ermittlung der Erntemengen auf einer geeichten Fahrzeugwaage
–Ermittlung der Prozesszeiten ohne Wendezeiten
–Ermittlung der Trockenmassegehalte über die Trockenschrankmethode
im Labor
DLG e.V.
Testzentrum
Technik und Betriebsmittel
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Technische Beschreibung CLAAS Jaguar 960 Tier 4i
In Europa werden die Anforderungen an das Abgasverhalten von
Traktoren und mobilen Maschinen
durch EG-Richtlinien bestimmt.
Die europäischen Abgasrichtlinien
für mobile Maschinen und Traktoren sprechen von den Stufen I
bis IV. Oft werden diese Stufen
auch nach der US-Abgasgesetzgebung mit dem Begriff „TIER“ 1 bis 4
bezeichnet.
Tabelle 1:
Motorvarianten der CLAAS Jaguar Baureihen 960 bis 930
960 mit V8 Mercedes
950 mit V8 Mercedes
940 mit V8 Mercedes
930 mit R6 Mercedes
Typ
Hubraum
kW
PS
OM 502
OM 502
OM 502
OM 460
15,93 l
15,93 l
15,93 l
12,80 l
480
440
375
335
653
598
510
455
ECE R120 – 1.800 U/min
Alle Motoren bis 560 kW unterliegen den Abgasnormen TIER 4i bzw.
EURO Stufe IIIb. Die Mercedes-Motoren für die Jaguar Baureihen 960
bis 930 erfüllen diese Norm durch
eine dem Motor nachgelagerte Abgasnachbehandlung. Hier werden
die Stickoxyde im Abgas durch eine
selek­tive katalytische Reduktion
(SCR – Selective Catalytic Reduction) in Stickstoff und Wasser reduziert. Die dafür benötigte Harnstofflösung wird in einem 120 l
Tank mitgeführt. Der Harnstoffverbrauch liegt bei ca. 5 % des Dieselverbrauchs.
SCR Technologie
Eine Pumpe fördert den Harnstoff
aus dem Tank direkt zu der am
Motor verbauten Dosiereinheit.
Bei Außentemperaturen von unter
10 °C werden die Versorgungs­
leitung und der Harnstofftank mittels Motorkühlmittel entsprechend
beheizt, so dass ein Einfrieren bei
Minustemperaturen ausgeschlossen
wird. Ist im Winter bei stillgesetztem Zustand eine Maschinenbewegung notwendig, kann problemlos
gestartet und gefahren werden.
Der eingefrorene Harnstoff taut auf
und ist zum Gebrauch bereit.
Die Eindüsung von Harnstoff
erfolgt erst bei einer Abgaseingangstemperatur von über 240 °C. Diese
hohe Temperatur wird in der Regel
erst beim Feldeinsatz und entsprechender Motordrückung erzielt.
Die Menge wird in Abhängigkeit
von der Eingangs- und Ausgangstemperatur des Katalysators und
der gemessenen Stickoxide (NOx)
dosiert.
Bild 2:
SCR Katalysator mit NOx Sensor und Temperatur­sensoren
am Ein-und Ausgang
Fahren ohne Harnstoff
Ab weniger als ca. 10 % Harnstoffvorrat warnt das Maschinenterminal
„CEBIS” mit einem entsprechenden
Symbol und Hinweis.
Wird der Zustand 30 Minuten lang
ignoriert, wird das Drehmoment
des Motors um 20 % reduziert.
Nach weiteren 30 Minuten wird
kontinuierlich die Motordrehzahl
von 2.000 U/min bis 1.000 U/min
über einen Zeitraum von 60 Minuten reduziert.
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Bild 3:
CEBIS Screen Feldeinsatz, Tank­
inhalt Diesel und Harnstoff, Warn­
symbole Harnstoffanlage
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Testinhalt und Durchführung
Der DLG Fokus Test „Kraftstoff­
verbrauch und Durchsatz in Mais”
von zwei selbstfahrenden Feldhäckslern wurde auf einem landwirtschaftlichen Betrieb in Mecklenburg-Vorpommern in der Mais­
saison 2011 durchgeführt. Ziel des
Versuchs war es, das Einsparpotenzial des Kraftstoffverbrauchs und
die verbesserte Maschineneffizienz
der neuen Tier 4i Motoren unter
Beweis zu stellen. Dabei wurden
zwei baugleiche Jaguar 960 mit unterschiedlicher Motorengeneration
herangezogen und im Vergleich
­getestet.
Um zu gewährleisten, dass beide
Maschinen vergleichbar sind,
wurden diese im Vorfeld der
Messfahrten entsprechend ein­
gestellt.
Dazu wurde ein mobiles Schüttelsieb von CLAAS zur Verfügung
gestellt und die einzelnen Fraktionen der Häcksellänge direkt auf
dem Feld bestimmt. Um vergleichbare Messfahrten zwischen den
Maschinenvergleichsfahrten zu
­gewährleisten, wurden die Feld-
Bild 4:
Entnahme der Häckselproben am Feldrand
häckslerfahrer im Tagesverlauf getauscht, damit jeder Fahrer beide
Maschinen bedienen konnte.
Über den gesamten Versuchszeitraum wurde mit konstanten Ein­
stellungen an Feldhäcksler und Vor-
satz gefahren. Die Schnittlänge
wurde auf 8 mm und der Nach­
beschleuniger auf 10 mm eingestellt. Außerdem wurden alle Messfahrten im 2. Getriebegang und mit
Allrad gefahren. Die Messertrommel war mit 36 (2x18) Messern
­bestückt und der Crackerwalzen­
abstand wurde auf 1,8 mm ein­
gestellt. Als Vorsatz kam ein CLAAS
Orbis 750 mit 10 Reihen und 7,5 m
Arbeitsbreite zum Einsatz.
Die Durchführung der Versuche
orientierte sich an den Ernte­be­
dingungen vor Ort und wurde daraufhin abgestimmt. Alle Messfahrten wurden zeitgleich an beiden
­Maschinen durchgeführt. Dabei
wurde der Geschwindigkeitsbereich
so gewählt, dass der Feldhäcksler
im optimalen Arbeitsbereich bei
einer mittleren Motordrehzahl
von 1800 U/min betrieben wurde.
So konnte das Ziel, die Motorauslastung im optimalen Motorkennfeldbereich zu halten, erreicht
werden.
Stichprobenartig wurden wäh­rend der Messreihen Proben zur
Trockenmassenbestimmung entnommen.
Bild 5:
Feldhäcksler nach Ende der gefahrenen Messreihen
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Erntebedingungen
Die zur Verfügung gestellten Maisflächen (Sorte: Euralis Palazzo) wurden in einem Reihenabstand von
50 cm angelegt (ca. 10 Pflanzen
pro m2) und boten sehr wechselnde
Bedingungen. Der Großteil der
Flächen war trocken, homogen
und mit vereinzelten Wasserlöchern
versehen, die umfahren wurden.
Die Bestandshöhe der Maispflanzen
betrug zwischen 2,3 m und 3,3 m,
wobei die Stoppelhöhe auf 25 cm
konstant gehalten wurde. Während
den Versuchstagen wurden
Trocken­massegehalte zwischen
29,5 % und 57,7 % gemessen, die
zu durchschnittlichen Werten von
ca. 35 % und 43 % führten.
Der Ertrag bewegte sich im Mittel
zwischen 281 dt/ha und 324 dt/ha
Frisch­masse. Der Temperaturverlauf
über die Versuchstage war sehr
konstant, morgens zeigte das Thermometer zwischen 5-8 °C an,
wobei die Temperatur mit dem
Tages­verlauf auf bis zu 25 °C anstieg.
Bild 6 und 7:
Erntebedingungen während den Versuchstagen
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Testergebnisse
Tabelle 2:
Messergebnisse Vergleich Jaguar 960 Tier 4i vs. Jaguar 960 Tier 3a ohne Wendezeiten
Jaguar 960 4i
Fahrgeschwindigkeit [km/h]
Gesamt
Abweichung
Jaguar 960 3a
8,2
8,3
1,2 %
Kraftstoffverbrauch [l/h]
116,9
118,4
1,3 %
Kraftstoffverbrauch [l/ha]
18,0
18,8
4,3 %
Kraftstoffverbrauch [l/t FM]
0,64
0,67
4,7 %
Motordrehzahl [1/min]
1801
1818
0,9 %
Erntemenge FM [t]
543,7
524,8
-3,5 %
Durchsatz FM [t/h]
183,5
177,4
-3,3 %
spez. Maschineneffizienz [t/h kW]
0,41
0,40
-2,4 %
Einen Überblick der Versuchsergebnis zeigt T
­ abelle 2. Dargestellt sind
die Messergebnisse der reinen Prozesszeiten ohne Wendezeiten über
den gesamten Testzeitraum.
Der Jaguar 960 Tier 4i ist im Gegensatz zum Jaguar 960 Tier 3a mit
einem SCR Abgaskatalysator und
AdBlue®-Zusatz ausgestattet. Durch
eine geänderte Motorkennliniensteuerung verfügt der Jaguar 960
Tier 4i über ein höheres Dreh­
moment und eine konstantere
Motor­charakteristik gegenüber dem
Jaguar 960 mit Tier 3a Abgasnorm.
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass
unter den gennannten Versuchsbedingungen eine Einsparung des
Kraftstoffverbrauchs durch die neue
0,70
Bemerkenswert ist der Motordrehzahlbereich, den beide Maschinen
durch eine konstante Fahrweise der
Fahrer erreichen konnten. Somit
sind beide Maschinen im optimalen
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
Motordrehzahl
112
110
108
106
104
100
AdBlue®-Verbrauch [l/t FM]
Bild 8:
Vergleich des Kraftstoffverbrauchs bezogen auf
Liter pro Tonne Frischmasse über die Motordrehzahl
(Jaguar 960 Tier 4i vs. Jaguar 960 Tier 3a)
114
102
1818 U/min
1801 U/min
3,3 %
116
Jaguar 960 Tier 3a
0,25
Der mittlere Durchsatz von
180,5 t/h Frischmasse und eine
Erntemenge von über 500 t pro
Maschine verdeutlicht eine re­
präsentative Messung und begründet somit die Absicherung der
­Ergebnisse.
Jaguar 960 Tier 4i
0,30
Jaguar 960 Tier 4i
0,35
Jaguar 960 Tier 3a
0,50
Kraftstoffverbrauch [l/h]
0,55
0,40
Zudem verdeutlicht Bild 9, dass
mit dem Jaguar 960 Tier 4i gegenüber dem Jaguar Tier 3a eine
Durchsatzsteigerung von 3,3 % erzielt werden konnte. Der mittlere
Kraftstoffverbrauch in l/h oder l/ha
fällt dabei ebenfalls geringer aus.
118
0,60
0,45
Arbeitsbereich betrieben worden
(Bild 8).
120
4,7 %
0,65
Kraftstoffverbrauch [l/t FM]
Motorengeneration in l/t Frisch­
masse von 4,7 % erreicht werden
konnte. Das Nachtanken und der
berechnete AdBlue®-Verbrauch ergaben ebenfalls, dass das Verhältnis
Dieselverbrauch zu AdBlue®-Verbrauch mit ca. 5 % angenommen
werden kann und auf die Tonne
Frischmasse bezogen mit ca. 32 ml
(0,032 l) berücksichtig werden sollte. Dennoch zeigt sich im reinen
Häckselbetrieb ein geringerer Kraftstoffverbrauch trotz höherem
Durchsatz.
183,5 t/h
177,4 t/h
Durchsatz FM
Bild 9:
Vergleich des Kraftstoffverbrauchs in Liter pro
Stunde über den Gesamtdurchsatz Frischmasse
(Jaguar 960 Tier 4i vs. Jaguar 960 Tier 3a)
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Zusammenfassung
Durch die neue Motorengeneration
mit SCR Technologie und AdBlue®Zusatz, die von CLAAS für die Jaguar
Baureihen 930 bis 960 seit Oktober
2012 angeboten werden, verbessert
CLAAS die Maschineneffizienz um
2,4 % gegenüber den Modellen mit
Motoren der Tier 3a Abgasnorm.
Durch eine geänderte Motorkenn­
liniensteuerung erreicht der Jaguar
960 Tier 4i laut den Messungen des
DLG Testzentrums eine Kraftstoff­
einsparung in l/t Frischmasse von
4,7 % bei einer Motordrehzahl von
1801 U/min im Vergleich zum Vorgängermodell mit Tier 3a Motor.
Außerdem erreichte der neue Jaguar eine erhöhte Durchsatzleistung
von 3,3 % bei geringerem Energieverbrauch. Der AdBlue®-Verbrauch
kann hier mit ca. 5 % des Dieselverbrauchs eingestuft werden.
Der Fahrereindruck zwischen diesen beiden Maschinen unterschied
sich in der Motorcharakteristik, die
beim Jaguar 960 Tier 4i einen kon­
stantere Motorleistung im entsprechenden Motordrehzahlbereich
zeigte.
paktheit der Maschine und eine
übersicht­liche Bedienung aus,
zu dem ist die Reifendruckregelanlage ein sehr hilfreicher Vorteil in
Sachen Bodenschonung und Straßenfahrt. Im Maschinengesamt­
konzept zeigt der neue Jaguar durch
die verbesserte Maschineneffizienz
eine gute Grundlage, um die kommenden Abgasstufen einhalten zu
können. Dabei konnte die Durchsatzleistung ohne einen Mehrverbrauch an ­Diesel erhöht werden.
Zusammenfassend zeichnet sich
der CLAAS Jaguar durch die Kom-
Prüfung
Prüfungsdurchführung
DLG e.V.,
Testzentrum
Technik und Betriebsmittel,
Max-Eyth-Weg 1,
64823 Groß-Umstadt
Versuchsdurchführung,
Auswertung der Ergebnisse
und Berichterstattung
Dipl.-Ing. (FH) Johannes Speer
ENTAM – European Network for Testing of Agricultural Machines, ist der Zusammen­
schluss der europäischen Prüfstellen. Ziel von ENTAM ist die europaweite Verbreitung
von Prüfergebnissen für Landwirte, Landtechnikhändler und Hersteller.
Mehr Informationen zum Netzwerk erhalten Sie unter www.entam.com oder unter der
E-Mail-Adresse: [email protected]
11-540
Januar 2013
© DLG
DLG e.V. – Testzentrum Technik und Betriebsmittel
Max-Eyth-Weg 1, D-64823 Groß-Umstadt, Telefon: 069 24788-600, Fax: 069 24788-690
E-Mail: [email protected], Internet: www.dlg-test.de
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