Dissertation

Praxisnahe Traktor-Fahrzyklen erleichtern Messung realer Abgasemissionen

Ein Doktorand an der TUM hat eine Methode entwickelt, mit der die Abgasemissionen von Traktoren bei verschiedenen landwirtschaftlichen Arbeiten mit möglichst geringem Aufwand repräsentativ bestimmt werden kann.

Die Abgasemissionen von Traktoren bei Feldarbeiten sind aufwendig zu erfassen. Mit einer neu entwickelten Methode, mit Hilfe sogenannter Praxisnaher Traktor-Fahrzyklen (PTFZ), ist es jetzt möglich, den realen Motorbetrieb eines Traktors bei Feldarbeiten vereinfacht am Prüfstand nachzubilden. Damit lassen sich die Abgasemissionen unter wiederholbaren Bedingungen unabhängig von Witterung und Anbaugerät effizient bestimmen.

Die Methode kann zur Entwicklung schadstoffarmer und klimafreundlicher Antriebe verwendet werden. Die Forschungsarbeiten wurden am Technologie- und Förderzentrum (TFZ) durchgeführt und in der Dissertation von Dr. Johannes Ettl an der Technischen Universität München (TUM) veröffentlicht.

Laut Doktorvater Prof. Dr. agr. habil. Heinz Bernhardt von der TUM lassen sich die realen Abgasemissionen landwirtschaftlicher Traktorarbeiten bisher aufgrund fehlender Prüfmethoden nicht repräsentativ ermitteln. Die sogenannten portablen Emissionsmesssysteme, kurz PEMS, ermöglichten es hingegen, das tatsächliche Emissionsverhalten (Real Driving Emission, RDE) stichprobenartig unter schwankenden Umgebungsbedingungen zu erfassen.

Die neu entwickelte Methode geht einen Schritt weiter: Die Algorithmen identifizieren automatisiert aus mehreren hundert Stunden an Motorsignaldaten repräsentative Abschnitte. Für jede Traktorarbeit kann daraus ein Praxisnaher Traktor-Fahrzyklus (PTFZ) mit dynamischen Drehzahl- und Drehmomentverlauf und einer Messzeit von unter einer Stunde erstellt werden. Die PTFZ können an einem Traktorenprüfstand mit einer Zapfwellenbremse am Fahrzeug angewandt werden. Die Zapfwellenbremse simuliert dabei die geleistete Arbeit des Traktors. Damit wird eine effiziente Erfassung der realen Abgasemissionen unter wiederholbaren Bedingungen unabhängig von der Witterung und von saisonalen Einsatzzeiten möglich.

Dr. Edgar Remmele, Abteilungsleiter Erneuerbare Kraftstoffe und Materialien am TFZ, resümiert: „Die entwickelte Methode ermöglicht eine kosteneffiziente Optimierung und Überprüfung der Abgasemissionen von Traktoren bei unterschiedlichen landwirtschaftlichen Arbeiten und vereinfacht die Entwicklung schadstoff- und treibhausgasarmer Antriebe signifikant. Zudem ist die Methode auch auf andere mobile Maschinen mit ihren spezifischen Arbeiten, wie zum Beispiel Baumaschinen, übertragbar.“