Anforderungs- und einsatzgerechte Auslegung von Fahrantrieben mobiler Erntemaschinen

Abstract

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.