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Hybridtraktoren: Leistungsverteilung in Landmaschinen durch neues Antriebssystem

Wissenschaftler der TU Dresden arbeiten im Rahmen des Forschungsprojekts "Stufenlose Fahrantriebe für Landmaschinen" daran, Landmaschinen durch elektrische Antriebe nicht nur leiser, sondern auch leistungsstärker zu machen. So haben sie ein diesel-elektrisches Antriebssystem entwickelt, bei dem ein Dieselmotor ein elektrisches Bordnetz speist, aus dem wiederum die vier Traktorräder angetrieben werden. Dazu simulierten die Wissenschaftler anhand eines dynamischen Modells in Matlab/Simulink Fahrverhalten und Antriebssteuerung sowie das Verbrauchs- und Emissionsverhalten. Zudem wurde ein Prüfstand mit zwei identischen leistungsverzweigten Einzelradantrieben und je einer Belastungsmaschine mit nachgeschaltetem Bremswiderstand aufgebaut. Dieselmotor, Generator und Fahrmotoren wurden über elektronische Steuereinheiten angesteuert, die Vernetzung der einzelnen Komponenten der Steuerung erfolgte über einen CAN-Bus. So konnte das dynamische Verhalten, der Wirkungsgrad und die Steuerung eines stufenlosen diesel-elektrischen Fahrantriebs auf einem Leistungsprüfstand analysiert werden.

Ein solcher Hybridtraktor erreicht nach Angaben der Mitarbeiter der TU Dresden sehr hohe Wirkungsgrade, bei Nichtgebrauch sind die Geräte einfach und ohne zusätzlichen Verschleiß abschaltbar und die Traktoren wären wesentlich einfacher zu warten. Außerdem sinke der Schmiermittelbedarf, würden die mechanischen Übertragungselemente eingespart werden.

Die Energie eines Traktordieselmotors über einen solchen Gleichspannungszwischenkreis auch direkt für elektrische Antriebe und Steuerungssysteme zu nutzen, hat aber laut Prof. Herlitzius, Inhaber der Professur für Agrarsystemtechnik an der TU Dresden, noch weitere Vorteile: "Wenn alle vier Räder einzeln angetrieben werden, bedeutet das neben geringerem Reifenverschleiß auch eine größere Toleranz gegenüber unterschiedlichen Reifenradien. Durch die aktive Traktionskontrolle für jedes Rad wird der Boden geschont, und die Zugkraft des Traktors steigt. Dazu kommt: bei Transporteinsätzen kann der Kraftstoffverbrauch durch die neue Antriebsregelung, die auch ein stufenloses Fahren ohne Zugkraftunterbrechung zulässt, schon mal um zehn bis zwanzig Prozent sinken."

Nicht zuletzt würden die neuen Hybridtraktoren auch auf der Landstraße Vorteile aufweisen, da die Hybridtrecker durch den breiteren Konstantleistungsbereich der Elektromotoren an den Rädern bis zu 60 km/h schnell fahren könnten.
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