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Anforderungs- und einsatzgerechte Auslegung von Fahrantrieben mobiler Erntemaschinen
(2019) Häberle, Steffen
Fahrantriebe mobiler Erntemaschinen werden im Rahmen einer fortschreitenden Automatisierung zunehmend zum integralen Bestandteil der Prozessführung. Komplexe Anforderungen, die sich aus deren Einsatz ergeben, haben zu einer Etablierung hydrostatischer Fahrantriebe geführt. Der zunehmende legislative Druck und die steigenden Vermarktungschancen kraftstoffsparender Technologien rücken die Effizienzbewertung von Antriebssystemen stärker in den Fokus der Forschung und Entwicklung. Standardisierte Bewertungssysteme lassen sich bei mobilen Arbeitsmaschinen, wegen deren Heterogenität und Vielfältigkeit ihrer Aufgaben, allerdings nur schwer umsetzen. Die vorliegende Arbeit zeigt einen allgemeingültigen methodischen Ansatz zur Effizienzbewertung anhand von Lastkollektiven und eines Simulationsmodells auf. Dieser lässt sich auf alle mobilen Arbeitsmaschinen mit quasistationären Lastanteilen anwenden. Am Beispiel eines Mähdreschers werden typische Einsatzbedingungen mit gemessenen Einsatzprofilen und Lastkollektiven ermittelt und in den Gesamtkontext möglicher Nutzungsszenarien kategorisiert. Mittels eines Antriebsstrangmodells wird damit die Energieausnutzung des Fahrantriebs, entsprechend den Einsatzbedingungen, berechnet. Basierend auf diesen Ergebnissen und einer detaillierten Anforderungsanalyse sind neue Antriebslösungen erarbeitet und entsprechenden Leistungsklassen zugeordnet worden. Für einen Referenzmähdrescher wird ein methodisch ausgewähltes Fahrantriebskonzept, ein sogenannter Summierungsantrieb, ausgelegt und modellbasiert bewertet. Die berechneten Ergebnisse der optimierten Antriebsvariante zeigen deutliche Verbesserungen der Energieausnutzung bei einem erhöhten Kundennutzen.
Untersuchungen zur Bewertung stufenloser Fahrantriebe für Mähdrescher
(2011) Bernhard, Björn; Kutzbach, Heinz Dieter
Due to changes in the general ecologic and economic conditions for European agriculture, the discussions on agricultural engineering have taken the efficiency and the performance of drive concepts into account, recently. At this, focus is laid on the wheel drive since this is the main drive for tractors and even in self-propelled harvesting machines it requires a large amount of the power of the combustion engine. Because of its specific characteristics like reversibility and continuously variable adjustment, the wheel drive of the combine harvester and its continuously variable torque converter have special requirements on drive technology. Therefore, the torque converter is investigated in this thesis which is aimed at analysing different, continuously variable torque converters for wheel drives of combine harvesters to detect basics for their evaluation. After examining the theoretical foundations of continuously variable torque converters a hydrostatic and an electric torque converter are chosen for further testing. The hydrostatic torque converter mainly consists of a variable displacement pump, an electronic control unit and a variable displacement motor, while the electric torque converter is assembled from a generator and an electric motor which are controlled via the power electronics of inverters. After design and parallel setup of the torque converters, both of them are mounted to the same combine harvester. Afterwards comparative tests are carried out with this combine. To get a wide basis for the evaluation of the torque converters, the different operating conditions which occur within the operation of a combine harvester were covered by the use of four separate operating ranges. These are: ? Standby (operation of the torque converter at 0 speed to determine the standby power) ? Field work (operation of the torque converter at partial load during harvest) ? On-road drive (operation of the torque converter at partial load during transfer) ? Full load (operation of the torque converter at heavy drawbar pull)