In der Landwirtschaft sollten die Arbeitsgeräte die meiste Zeit auf dem Feldern im Einsatz sein. Wer schon einmal mit so einem älteren Gerät unterwegs war, freute sich danach wieder auf seinen PKW. Denn komfortabel war meist anders. Aber auch hier hat und wird sich viel ändern, wie luckx – das magazin recherchierte und setzt damit den ersten Teil fort.

Brennstoffzellenantriebe und Wasserstoff

Brennstoffzellenantriebe zählen ebenfalls zu den elektrischen Systemen. Der Strom kommt hier aber nicht ab der Steckdose, sondern wird erst auf dem Fahrzeug aus Wasserstoff erzeugt. Da Brennstoffzellen nicht schnell auf Lastwechsel reagieren können und das Wirkungsgradoptimum zudem im mittleren Lastbereich liegt, werden diese bei Fahrzeugantrieben immer mit Pufferbatterien kombiniert. Meistens stellt die Brennstoffzelle das Hauptelement dar und die Batterie das Zusatzelement, das Lastspitzen abdeckt und Bremsenergie speichern kann. Die Brennstoffzelle lässt sich aber auch als „Range Extender“ einsetzen, um die Reichweite von batterieelektrischen Fahrzeugen zu vergrößern.

Aktuelle Prototypen/Studien gibt es u. a. von Fendt. Der im Rahmen des Forschungsprojektes H2Agrar entwickelte HELIOS (hydrogen-electric operated tractor system) arbeitet mit einer 100-kW-Brennstoffzelle und einer 25-kWh-Pufferbatterie. Er kann somit dem Konzept „Brennstoffzelle als Hauptantrieb“ zugeordnet werden. In fünf über dem Kabinendach montierten Hochdruckbehältern können insgesamt 21 kg Wasserstoff mitgeführt werden (700 bar). Genügend Energie für die geforderten Einsatzzeiten/Reichweiten mitführen zu können, stellt auch bei Brennstoffzellenfahrzeugen generell eine große Herausforderung dar.

Zudem stellte Fendt die Studie einer mobilen Brennstoffzelle ein, die aus grünem Methanol Strom erzeugen und damit die Batterie des Fendt e107 V Vario laufend nachladen kann. Das flüssige Methanol wird in einem 60-Liter-Treibstofftank mitgeführt und muss weder unter Druck gesetzt noch gekühlt werden. Die Brennstoffzelle weist eine Leistung von 15 kW auf und kann aus 60 Liter Methanol rund 100 kWh elektrische Energie erzeugen. Bei tiefer/mittlerer Auslastung lässt sich die Einsatzzeit des batterieelektrischen Traktors e107 V Vario somit verdoppeln. Angebaut wird das Brennstoffzellenmodul am Front- oder Heckkraftheber, die elektrische Verbindung erfolgt über einen AEF-Stecker. Diese Lösung entspricht dem Konzept „Brennstoffzelle als Range Extender“.

Doch die Brennstoffzellentechnik ist nicht unbedingt das A und O der Entwicklung. So kann zum Beispiel Wasserstoff direkt in angepasste Dieselmotoren eingespritzt werden oder der Betrieb mit e-Fuells ist möglich. Beispiele gibt es dazu schon genug wie wie Westport zeigt oder die vom Gumpert (https://www.youtube.com/watch?v=G3iKJ4IMick&t=26s). Dabei wird die Motorengröße entsprechend dem Bedarf angepasst; vom Kleinbagger und Kleintraktor über Transporter bis zum LKW.

Weiterentwicklung bei Getrieben

Aktuell besteht ein Trend zu gesamtheitlichen Antriebskonzepten, die über die bisherigen Dieselmotor-Getriebe-Systeme hinausgehen und so neue Funktionen ermöglichen. Beispiele hierfür sind das Getriebe-/Allradantriebskonzept VarioDrive von Fendt und das eAutoPowr-Getriebe von John Deere mit elektrisch-mechanischer Leistungsverzweigung und der Möglichkeit zur Stromabgabe an Arbeitsgeräte. Fendt stellte VarioDrive 2015 für die 1000er-Baureihe erstmals vor und zieht dieses Konzept seither sukzessive nach unten in tiefere Leistungsklassen.

Neue Stufen- und Stufenlosgetriebe wurden in den vergangenen zwei Jahren nicht bekannt, es gab aber interessante Weiterentwicklungen. Claas verwendet das Stufenlosgetriebe Eccom 5.5 von ZF, das zusammen mit einem neuen Pumpenverteilergetriebe für die bisherige Xerion-Baureihe (4200/4500/5000) zum Modelljahr 2023 hin eingeführt wurde, auch bei den neuen Xerion-Modellen der 12er-Serie (Maximalleistung bis 653 PS). Aufgrund der hohen Drehmomente des 15,6-Liter-Aggregates mit sechs Zylindern und Turbocompound aus dem Hause Mercedes-Benz wird beim Pumpengetriebe hier aber noch eine „Hochtreiberstufe“ integriert. Damit können die Getriebeeingangsmomente heruntergesetzt und die Motorleistungen mit höheren Drehzahlen übertragen werden. Zur Agritechnica stellt Claas zudem einen neuen Frontlader-Modus für die Traktormodelle Arion 500 und 600 mit eigenen Stufenlosgetrieben (EQ200/EQ220) vor. Damit wird beim Einfahren in Schüttgut- oder Misthaufen eine Drehmoment-/Schubkraftsteuerung über das Fahrpedal möglich, wie das bei Rad- oder Teleskopladern mit hydrodynamischen Drehmomentwandlern der Fall ist. Das Befüllen der Frontladerwerkzeuge soll damit einfacher und komfortabler werden.

Fahrwerkstechnik

Die Fahrwerkstechnik gewinnt mit den zunehmenden Leistungen und Gewichten von Großtraktoren weiterhin an Bedeutung. Claas entwickelte für die 12er-Xerion-Baureihe deshalb neue Triangel-Raupenlaufwerke, die im eigenen Haus gebaut werden. Diese Bauweise drängte sich auf, weil auch die neuen Flaggschiffe mit Achsschenkellenkung und nicht Knicklenkung daherkommen. Das große Antriebsrad der Raupenlaufwerke ist zusammen mit den beiden Umlenkrollen auf einem Hauptrahmen gelagert, der um +/- 10 Grad pendeln kann. Die Boogie-Aufhängung der beiden Zwischenrollen ist in eine separate Schwinge integriert, die über Gummielemente gedämpft wird.

Reifendruckverstellanlagen (Central Tire Inflation System – CTIS) werden von den Traktorenherstellern zunehmend ab Werk angeboten, sowohl integrierte Lösungen als auch solche mit außengeführten Leitungen. Fortsetzung hier.