Forschungs- und Innovationsprojekt MuSt5-Trak
Entwicklung und Feldtest eines Abgasstufe V Multi-Fuel-Traktors

An einem wolkenlosen sonnigen Tag. Im Vordergrund ein reifes Rapsfeld, an der Feldkante zwei grüne Traktoren welche sich gegenüberstehen, auf den ausgeklappten Unterlenkern steht ein mit gelblicher Flüssigkeit gefüllter Kanister. Zur rechten und linken anschließend an die Traktoren befinden sich Hecken beziehungsweise Bäume. Im Hintergrund sieht man weitere Felder und Wiesen, welche durch Straßen durchschnitten werden, dahinter ist Wald.
Auf Basis eines Serien-Dieseltraktors soll vom John Deere European Technology Innovation Center ein Multi-Fuel-Traktor der Stufe V entwickelt werden, welcher mit verschiedenen Kraftstoffen (Pflanzenöle, Biodiesel, Diesel) sowie mit Mischungen daraus gleichermaßen betrieben werden kann. Der Traktor wird dazu mit einem Kraftstofferkennungssystem und einer automatischen Anpassung der Motorparameter in Abhängigkeit vom jeweiligen Kraftstoff ausgestattet und im Praxiseinsatz getestet. Der Multi-Fuel-Traktor soll einen sicheren, effizienten und schadstoffarmen Betrieb mit verschiedenen Kraftstoffen und Kraftstoffmischungen gewährleisten. Dadurch sollen sich die Markteinführungschancen von Pflanzenölkraftstoffen in der Land- und Forstwirtschaft verbessern.

Ziel

Gesamtziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines Multi-Fuel-Traktors der Abgasstufe V, der eine größtmögliche Flexibilität bei der Wahl des Kraftstoffes sowie eine hohe Betriebssicherheit bietet und Hemmnisse beim Einsatz von Biokraftstoffen abbaut. Das Ziel des Teilvorhabens 1, welches vom Projektkoordinator John Deere bearbeitet wird, ist es, einen Detektionsalgorithmus für Kraftstoffe zu entwickeln, diesen an einem Motorenprüfstand zu testen und durch eine entsprechende Motorsteuerung auf einem Versuchsfahrzeug zu implementieren. Im Teilvorhaben 2, das vom Technologie- und Förderzentrum bearbeitet wird, werden Sensoren für die Kraftstofferkennung geprüft und bewertet und das Multi-Fuel-Konzept auf Versuchstraktoren im Feld erprobt. Ziel des Teilvorhabens 3, bearbeitet durch die Technische Universität Kaiserslautern, ist es schließlich, am Motorenprüfstand Sensortests und Optimierungen des Motorenbetriebs durchzuführen.

Methode

Die wesentlichen Arbeitspakete umfassen:

  • Evaluierung von Sensoren,
  • Modellentwicklung zur Kraftstoffidentifikation,
  • Emissions- und Leistungsmessung des Traktors im Multi-Fuel-Betrieb mit unterschiedlichen Kraftstoffen und Kraftstoffmischungen am Traktorenprüfstand sowie
  • Felderprobung der Traktoren im reinen Pflanzenölbetrieb und im Multi-Fuel-Betrieb.
Im Vordergrund grüner John Deere 6250R Traktor von unten nach oben aufgenommen mit Sonne über dem Traktordach im Hintergrund.

Projekttraktor John Deere 6250R

In einer Halle, im Vordergrund befinden sich verschiedene Messgeräte und Behälter, dahinter ist ein grüner John Deere Traktor an welchem die verschiedenen Geräte angeschlossen sind.

Traktorenprüfstand des TFZ

An einem sonnigen Tag, im rechten unteren Eck im Vordergrund unscharf ein Ackerrandstreifen, auf der rechten Bildhälfte ein John Deere 6135R Traktor neben einem auf der linken Bildhälfte befindlichen Rapsfeld in Vollblüte.

Projekttraktor John Deere 6135R

Beschriftete Laborglasgefäße mit blauem Deckel vor weißem Hintergrund, das erste Gefäß ist fast gänzlich mit einer hellgelben Flüssigkeit gefüllt, das Zweite mit einer bräunlichen und das Dritte mit einer mittelgelben Flüssigkeit. Die Beschriftungen verweisen der Reihe nach auf den Inhalt, Dieselkraftstoff, Fettsäuremethylester „Biodiesel“ und Rapsölkraftstoff; es sind zudem auf den Etiketten weitere Informationen zu den Stoffen verzeichnet und bei dem ersten Gefäß sind auch Gefahrgutzeichen sichtbar.

Diesel, Biodiesel und Rapsölkraftstoff

Aktuelle Einblicke

An einem wolkenlosen sonnigen Tag, in der Bildmitte befindet sich ein grüner Traktor, welcher im Frontanbau eine Metallkiste trägt und im Heckanbau einen blauen Grubber über ein Stoppelfeld zieht. Dieses ist im Bildvordergrund und Bildhintergrund bereits bearbeitet, in der aktuellen Fahrspur der Maschine aber noch unbearbeitet. Anschließend an das Feld stehen Bäume und Häuser.
Neben dem kleineren Projekttraktor (JD6135R) wurden auch mit dem größeren für das Projekt zur Verfügung stehenden Traktor John Deere 6250R Messungen mit dem portablen Emissionsmessgerät (PEMS) durchgeführt. Diese Messungen fanden am Lehr-, Versuchs- und Fachzentrum Almesbach der Landesanstalt für Landwirtschaft (siehe Link) statt, auf welchem der Traktor für die weitere Projektdauer für praktische Versuche verbleiben wird.

LVFZ Almesbach Externer Link

Aufnahme von schräg oben. Das in einer Halle aufgenommene Bild zeigt im Mittelpunkt einen Traktor mit offener Motorhaube. Der Traktor ist mit einem Rohr anstelle des Auspuffs mit einer komplexen Anlage verbunden, weitere Kabel und Schläuche laufen von verschiedenen Stellen der Maschine zu einer weiteren Anlage neben dem Hinterrad des Traktors und aus dem Bild. Hinter dem Traktor stehen weitere Anlagen, im Vordergrund steht ein Wagen mit Gasflaschen, ein Tank mit Zapfpistole und ein mit Flüssigkeit gefülltes Fass.
Im Juli 2019 wurde zudem der Traktor John Deere 6250R auf dem Traktorenprüfstand des TFZ hinsichtlich seiner Leistung und Emissionen untersucht, um in diesem Zuge die Ausgangssituation dieser Größen zu Projektbeginn mit Rapsöl und Diesel zu erfassen.
Das Bild zeigt im Bildvordergrund, an einem sonnigen wolkenlosen Tag, einen auf einer befestigten Fläche stehenden, grünen Traktor mit gelben Felgen, bei dem Schläuche von einer am Heck des Traktors befestigten Kiste zum Auspuff gehen und dort mit diesem verbunden sind. Im Bildhintergrund befinden sich Grünstreifen und weitere befestigte Flächen, auf den Grünstreifen stehen Bäume.
Im Rahmen des Projektes werden neben den Emissionsmessungen auf dem Prüfstand auch Emissionsmessungen mit einem portablem Emissionsmessgerät (PEMS – portable emission measuring system; siehe Link) durchgeführt. Diese Messungen sollen dabei helfen, Referenzen für die im landwirtschaftlichen Alltagsbetrieb anfallenden Emissionen zu schaffen und um diese mit den am Prüfstand erhobenen Daten zu vergleichen. Das Bild zeigt die Projektmaschine John Deere 6135R mit angebautem Emissionsmessgerät in einer Pause während einer Messfahrt.

PEMS

Bild eines in einer Halle stehenden Traktors, im Vordergrund mehrere Messgeräte, dahinter auf der rechten Seite ein grüner Traktor mit offenstehender Motorhaube welcher an die verschiedenen Messgeräte angeschlossen ist, auf der linken Seite weitere Messgeräte. Im Hintergrund sind Regale und ein Plakat mit blühendem Raps erkennbar.
Emissions- und Leistungsmessung auf dem Traktorprüfstand des TFZ mit dem Projekttraktor John Deere 6135R zur Ermittlung der Ausgangssituation des Neufahrzeugs im Werkszustand für den Betrieb mit Rapsöl- und Dieselkraftstoff.
An einem sonnigen Tag, Aufnahme von schräg oben im Vordergrund ist ein grüner Traktor von der linken Seite zu sehen, welcher einen Schatten auf die linke untere Bildhälfte wirft, der Traktor steht auf einem gepflasterten Hof, im Hintergrund ist ein gekiestes von einer niedrigen Betonmauer abgegrenztes Karee in welchem kleine Laubbäume stehen und eine u-förmige Sitzgruppe.
Am 18. April wurde der zweite Traktor des MuSt5-Trak Projekts am TFZ angeliefert, auch dieser wird, wie schon der erste Traktor, zunächst Emissionsuntersuchungen am Standort unterzogen und anschließend auf den LfL-Versuchsbetrieb Almesbach zur praktischen Felderprobung geschickt.

LVFZ Almesbach Externer Link

Im Vordergrund auf der linken Bildhälfte ein grüner Traktor mit davorstehendem Fass, mittig im Vordergrund ein Holzhäcksler welcher am Traktor angeschlossen ist, davor stehen drei Personen, auf der rechten Seite des Bildes im Vordergrund ein mit Hackschnitzeln gefüllter grüner Landwirtschaftsanhänger, auf dem sich zwei weitere Personen befinden, dahinter steht ein weiterer Traktor. Im Hintergrund befindet sich auf der linken Seite ein Grünstreifen welcher von einer Mauer abgeschlossen wird und auf der rechten Seite eine Halle mit Schiebetüren.
Erster praktischer Einsatz des Projekttraktors John Deere 6135R erfolgte bei der Unterstützung des Projekts Innovative Verfahrensketten für Holzbrennstoffe, welches innovative Verfahren zur Produktion und Aufbereitung von Holzbrennstoffen in konventionelle Prozessketten integrieren soll.

Innovative Verfahrensketten für Holzbrennstoffe

Im Vordergrund der John Deere 6135R Projekttraktor mit geöffneter Motorhaube
Am 2. April wurde der erste der für das Projekt MuSt5-Trak zur Verfügung stehende Projekttraktor von John Deere (ETIC) am TFZ angeliefert, um dort im weiteren Projektverlauf auf seine Emissionen mit verschiedenen Kraftstoffen hin untersucht zu werden. Anschließend wird der Traktor auf den Versuchsbetrieb der LfL in Grub überführt, wo Untersuchungen im Praxiseinsatz stattfinden werden.

LfL - Versuchsbetrieb Grub Externer Link

Hintergrund

An einem sonnigen Tag, im Vordergrund befindet sich ein grüner Traktor mit gelben Felgen, dieser steht auf einer Wiese am Rand eines Weihers, welcher teilweise mit Wasserpflanzen bedeckt ist. Am anderen Ufer des Weihers sieht man Büsche und eine Blumenwiese dahinter an Weiher und Wiese angrenzend Büsche die in Wald übergehen.
Ein Vorteil welcher sich durch die Nutzung von Pflanzenölen als Treibstoff ergibt, ist deren biologische Abbaubarkeit und somit eine bessere Verträglichkeit mit der Umwelt bei Verlust von Betriebsstoffen. Dies ist von hoher Wichtigkeit in besonders sensiblen Landschaftsbereichen wie in Naturschutzgebieten, Wasserschutzgebieten und in direkter Nähe zu Gewässern.

Pressemitteilung: Rapsöl statt Diesel: Klima- und Ressourcenschutz im Wald

Weitere Informationen

Projektinformationen
Projekttitel: Entwicklung und Feldtest eines Abgasstufe V Multi-Fuel-Traktors; Teilvorhaben 2: Sensortests und Untersuchung des Gesamtsystems auf dem Traktorenprüfstand und im Feldeinsatz
Projektleitung: Dr. Edgar Remmele
Projektbearbeiter: Julian Spiegel
Projektlaufzeit: 01.11.2018 - 30.04.2021
Bewilligungsstelle: Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e. V.
Geldgeber: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
Förderkennzeichen: 22408617
Logo Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
Projektpartner:
John Deere GmbH & Co. KG - European Technology Innovation Center (Leitung Gesamtvorhaben)
Technische Universität Kaiserslautern - Lehrstuhl für Antriebe in der Fahrzeugtechnik (LAF)
Logo John Deere Logo der Technischen Universität Kaiserslautern