Prof. Dr. Ludwig Volk
0170 58 14 58 7; [email protected]
Reifendruckanlagen: Marktchancen des variablen
Reifenfülldruckes als Beitrag zur
Bodenfruchtbarkeit, zur Dieseleffizienz, zum
Klimaschutz und zur Verkehrssicherheit
Variabler Reifenfülldruck an Traktoren: Kosten und Nutzen? Traktoren haben große Räder, denn die Last- und Zugkraftabstützung im weichen
Boden ist ein Engpass. Gute Praxis ist: Tiefe Spuren + über 10 % Schlupf vermeiden.
Radpanzer, wie der russische „BTR 90“, der US- Army- „Stryker“ oder der Nato-
„Boxer“, nutzen variablen Reifenfülldruck, CTIS = Central Tire Inflation System.
Reifenempfehlung bei Traktoren:
Mit flankenhohen, radialen Reifen und variablem Reifendruck werden bis 10 %
Kostenvorteil (8 % weniger Diesel; 20 % längere Reifenbetriebsdauer) und ca. 10 %
höhere Flächenleistung mit kürzerer Maschinenlaufzeit als Mehrleistung erschlossen.
Beispiel: Fendt VarioGrip am Großtraktor 800, 900 und (Serie) beim 1.000er Fendt:
Ca. 12 T€ Investition, Nutzen ca. 40 T€ bei 10.000 Traktorstunden.
Voraussetzung für Gewinn: fachkundiger Fahrer, variabler Reifenfülldruck, gezogene
Bodenbearbeitung, oder Gülledüngung und gute Auslastung mit Acker und Straße.
Bei der Nutzenkalkulation kann man die Dieseleinsparung in €/h mal 3 rechnen.
Variabler Reifenfülldruck an Traktoren + Armeefahrzeugen: Kosten + Nutzen?
Bei den Armeen zählen Schutz für Soldaten gegen Landminen, Fahrsicherheit,
Geländegängigkeit, Pannensicherheit auch bei Beschuss mit Bedlock- Felgen,
Stützringe im Reifen, niedrigere Betriebskosten im Vergleich zum Raupenpanzer.
Der US- Armee- Geländewagen Humvee, erhält einen Nachfolger: Oshkosh JLTV.
Der variable Reifenfülldruck kommt vermutlich von Parker: YouTube: Parker's CTIS.
YouTube: How Oshkosh JLTV compares against Humvee?
YouTube: Meet the New Humvee: The Oshkosh JLTV Coming Soon und andere Clips
Beim NATO- Militär sind aktuelle Radfahrzeuge (2018) in Serie mit CTIS ausgerüstet.
Oshkosh
JLTV
4x4
CTIS
Fuchs
6x6
CTIS
Boxer
8x8
CTIS
Bild: Syegon- CTIS- Terminal im Eagle IV
Syegon ist Zulieferer für Militärfahrzeuge
www.nexter-group.fr/en/syegonr/presentation-
syegon
Variabler Reifenfülldruck an Traktoren: Erster Anbieter ist Fendt seit 2015 mit
DLG- Goldmedaille (Deutsche Landwirtschaftsgesellschaft mit Agritechnica)
Rollt der Traktor vor allem auf Straßen mit 1,8 bar, nutzt die Zapfwelle für Mulcher,
Holzhäcksler, Ausleger, Kran etc. ist VarioGrip komfortabel, aber selten rentabel.
Mit guter Reifenwahl und variablem Reifendruck werden bis 8 % Kostenvorteil und ca.
10 % Mehrleistung erschlossen. Neben den Kostenvorteilen sind die geringeren
Schadverdichtungen im Boden und die besseren Erträge ein wichtiger Pluspunkt mit
Mehrwert. (Dieseleinsparung x 3 = Nutzen) (siehe www.terranimo.world)
Rollt der Traktor vor allem auf Straßen sind ca. 1,8 bar passend, arbeitet der Traktor mit
Grubber oder Pflug sind ca. 0,8 bar Reifenfülldruck für mehr Flächenleistung richtig.
13
14
15
16
17
16,5
14,9
14,1
John Deere 6930, 185 PS, 7,6 t mit Michelin XeoBib; Geschwindigkeit 40 km/h; Straßenfahrt
0,4 bar 1,0 bar 1,6 bar Reifendruck
Prof. Volk, Soest
Mai 2010
Der Dieselverbrauchsunterschied zwischen
0,4 bar und 1,6 bar Reifenfülldruck
beträgt 2,4 Liter Diesel / h oder 17 %.
Der Dieselverbrauchsunterschied zwischen
0,4 bar und 1,0 bar Reifenfülldruck
beträgt 1,6 Liter Diesel / h oder 11 %.
der Dieselverbrauchsunterschied zwischen
1,0 bar und 1,6 bar Reifenfülldruck
beträgt 0,8 Liter Diesel / h oder 6 %.
Dieselverbrauch
Liter / h
Michelin XeoBib
Vorderachse VF 600/60 R28, Radlast 1,4 t
Hinterachse VF 710/60 R38, Radlast 2,4 t
Traktormasse 7,6 t
XeoBibStraße0,4bar-1,6barMai2010
Dieselverbrauch auf der Straße durch Ackerdruck steigt auf bis zu 117 %
Häufigkeit der Reifenfülldrücke bei Traktoren an der Hinterachse,
erfasst von 1.774 Landwirten und Lohnunternehmen von der LK Niedersachen
Hoher Reifenfülldruck im Acker und niedriger Reifenfülldruck
auf der Straße verbrauchen mehr Diesel (ca. 110 %) und
verkürzen die Reifenbetriebsstunden (ca. 80 %, anstelle 100 %)
Quelle: Landwirtschaftskammer Niedersachsen
Acker: 0,8 bar Straße: 2,0 bar
Richtiger Reifenfülldruck im Acker verlängert die
Bodenkontaktfläche um ein Drittel und halbiert die Spurtiefe.
Wählen Sie VF- Reifen (= Very Flexible) und stellen Sie für Acker
und Wiese den niedrigen Reifenfülldruck ein.
Quelle: Bossmann, A. Diplomarbeit Soest 1995
Radlast, Reifenwahl, Geschwindigkeit bestimmen den
Reifenfülldruck, die Bodenkontaktfläche, die Spurtiefe, den
Schlupf, den Dieselverbrauch und die Flächenleistung.
250 PS Traktor, Radlast hinten 3 t; Achslast 6 t, mit Grubber
Reifenfülldruck HA Bodenkontaktfläche Schlupf Flächenleistung
1,8 bar 30 % 88 %
1,6 bar 26 % 90 %
1,4 bar 22 % 92 %
1,2 bar 15 % 94 %
1,0 bar 11 % 97 %
0,8 bar 6 % 100 %
0,6 bar Pflegearbeiten, Zwillingsreifen
Beispiel: 710/70R38 bei 10 km/h, AxioBib Quelle: Volk, ETA-Messungen 2016
Flexible
Flanke für
Federung
Lauffläche,
biegesteife
Stollen
Großer,
breiter,
Reifen
Kompressor für Bremse +
Reifenfülldruck: 12 Minuten,
Zusatzverdichter: 2 Minuten
Straße zu Acker: 2 Minuten
Lange Kontaktfläche im Acker, 0,8 bar: Mehr
Bodenschutz, bessere Traktorleistung, mehr Ertrag
Straße mit 1,6 bar: leichtes Rollen, Verkehrssicherheit
Variabler Reifenfülldruck, eingestellt in der Kabine, erschließt Luftfederung, mehr
Fahrkomfort, längere Reifenlaufleistung, mehr Flächenleistung im Acker bei weniger
Dieselverbrauch, weniger Klimagasfreisetzung und mehr Bodenfruchtbarkeit
Bodenleben
Mulch
Wurzeln
Humus
50 % Poren
Mit flacheren Spuren lässt sich ein Anhänger leichter ziehen. (weniger Bulldozing).
Bei 1 bar wird 1 Tonne (t) Zugkraftbedarf benötigt, bei 4 bar 1,7 Tonnen/Rad.
4 Räder brauchen mit 1 bar 4 t Zugkraft; mit 4 bar werden 6,8 t gebraucht.
Bei 4 t Zugkraftbedarf zieht ein 120 kW Schlepper den Anhänger; bei 6,8 t
Zugkraftbedarf ist ein 160 kW Schlepper nötig.
Mit flachen Spuren zieht sich der Anhänger im Acker leichter. (weniger Bulldozing).
Große, breite Radialreifen wählen, Bei 6 Tonnen Radlast mit dem Kompoststreuer sind
0,8 bar Reifenfülldruck im Acker sinnvoll. Auf der Straße werden 4 bar empfohlen.
Bild: Fa. Zurbuchen Bodenschutz Kompoststreuer + Michelin CargoXBib 800 R 45 26.5
Bodenfruchtbarkeit und Ertragskraft aufbauen: 100 Regenwürmer je m² füttern mit
Pflanzenresten, Mulch, Kompost, Mist, Gülle, Zwischenfrüchten, Schadverdichtungen
vermeiden, Befahrbarkeit verbessern, Spaten nutzen für Wissen zum Boden.
Diesel z.B. 25 Liter/h
Auspuff Kühler Getriebe,
Achsen
Schlupf
Rollwiderstand, Spur,
Bulldozing
Zugleistung 0-25 %
Dieselwirkungsgrad verbessern: -weniger Schlupf, -flachere Spuren, -richtiger Zeitpunkt.
Der Auspuff-, Kühler-, Getriebewärmestrom bleibt mit ca. 80 % als Verlust.
Wenn Sie den Wirkungsgrad der Energiewandlung aus Diesel von 10 % auf 20 %
steigern, halbieren Sie den Dieselverbrauch bei Traktor- Zugleistungen im Acker.
Bodentragfähigkeit Spurtiefe Verdichtung
Bodenbelastung mit 2 Merkmalen
• Radlast (t)
• Kontaktflächendruck (bar)
Bodenverdichtung verursacht:
• Pflanzenertrag
• Gewinn
• Fruchtbarkeit
Quelle: Sommer, VDI 6101
• mehr Dieselverbrauch
• mehr Wassererosion
• schlechtere Düngernutzung
• mehr Klimagasfreisetzung
Reifendruck in bar 0 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
40
42
44
46
48
50
52
54kN
42 kN Zugkraft bei 1,6 bar
52 kN, 0,8 bar
Zugkraftbedarf kN
Mehr Bodenkontaktfläche bringt mehr Zugkraft, weniger Schlupf und flachere Spur.
Flache Spuren erfordern weniger Verdichtungsarbeit + weniger Zugkraftbedarf
Die Vorteile: mehr Zugkraft + weniger Bedarf addieren sich: 10 % geringere Kosten
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
1,6 bar 10 km / h
0,8 bar 10 km / h
Vergleich der Erschütterungen bei einer Traktorfahrt mit 10 km / h:bei 1,6 bar Reifendruck: starke Erschütterungen und Gesundheitsgefahr; bei 0,8 bar Reifendruck: aktivierte Reifenfederung und mehr Fahrkomfort
g =
Ers
ch
ütt
eru
ng
en
Traktor, Fahrer, Feldweg und Geschwindigkeit gleich Prof. Volk, FH-Soest
Ziel: effiziente Zugleistung im Acker mit unter 10 % Schlupf.
Niedriger Reifendruck, Traktor zum Gerät passend,
Auf die Bodentragfähigkeit angepasster (Front-) Ballast,
Fachkundiger Fahrer mit Boden- + Maschinenwissen.
Über 10 % Schlupf: Spuren, Schadverdichtungen,
Dieselverschwendung, hohe Maschinenkosten und
geringere Flächenleistung mit niedrigerem Ertrag
3 – 8 % Schlupf
90 % Flächenleistung
80 % Flächenleistung
Flächenleistung und Dieselverbrauch durch Schlupf
10 % Schlupf
20 % Schlupf
33 % Schlupf
50 % Schlupf
67 % Flächenleistung
50 % Fläche
100 %
150 %
180 %
220 %
Dieselverbrauch in % je Hektar
Spuren kosten Diesel: 1. beim Befahren (Bulldozingeffekt = Erdkeil vor den Reifen)
2. Tiefere Spuren ( + 1 cm tiefere Spur kostet + 10 % mehr Diesel.
3. beim späteren Auflockern, denn 1 cm tiefere Bearbeitung erfordern 150 Tonnen / ha
Erdbewegung. Bei 1 + 2 + 3 wird Diesel verheizt und mehr Schadgase freigesetzt.
Fazit: Variabler Reifenfülldruck spart bis 10 % Diesel, verbessert die Zugleistung und
die Flächenleistung. Pauschal sind 10 % Kostenvorteil + Leistungsgewinn erreichbar.
Reifen sind die Arbeitsschuhe des Traktors:Leichtes Rollen auf der Straße mit hohem Straßendruck, (z.B. 1,8 bar)
mehr Zugleistung bei weniger Dieselverbrauch mit Ackerdruck (z.B. 0,8 bar)
Youtube-Video: FendtTV/VarioGrip….
FENDT 828 VarioGrip – Dieselverbrauch in Liter / Hektar (ha)
Dieselverbrauch: 1,8 bar = 108,3 % = 13,5 Liter / ha
Dieselverbrauch: 1,3 bar = 104,3 % = 13,0 Liter / ha
Dieselverbrauch: 0,8 bar = 100 % = 12,5 Liter / ha.
FENDT 828 VarioGrip – Messungen bei Halle, Fachhochschule Soest, Prof. Volk:
Tiefe Bodenbearbeitung mit variiertem Reifendruck mit 1,8 bar, 1,3 bar und 0,8 bar.
Mit Ackerdruck im Reifen wird die Motorkraft besser auf dem Boden abgestützt, also
wirksamer in Zugarbeit und Flächenleistung umgewandelt.
Fazit: es wurden 8 % mehr Fläche bearbeitet und zusätzlich 8 % Diesel eingespart.
Der Kosten- und Leistungsvorteil bei der gezogenen Bodenbearbeitung durch VarioGrip
beträgt ca. 10 € / Traktorstunde. (Fendt 828 mit Grubber + Fahrer: 100 € / Stunde)
Quelle: ETA- Messungen 2014; YouTube + FendtTV: VarioGrip, mit dem richtigen
Reifendruck mehr als nur Geld sparen….
XM 108 650 / 65 R 42
0
10
20
30
40
50
0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6
Reifendruck in bar
Diesel l/ha Zugleistung kW
Der Wirkungsgrad der Energiewandlung aus Diesel steigt von 11 % auf 19 %.
Zugleistungsdaten im Acker mit gleichen Reifen, aber variablem Reifendruck.
XM 108 650 / 65 R 42
18,917,8
15,8
12,7 12,2 11,6
0
5
10
15
20
0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6
Reifendruck in barDieselwirkungsgrad in % (Zugleistung kW/Dieselenergie kW)
Wirkungsgrad der Dieselnutzung %
Zugleistung kW
Dieselverbrauch l/ha
Reifendruck bar
Etwa 10.000 Landwirte setzen variablen Reifendruck
ein. Landwirte kaufen RDA für ca. 4.000 – 15.000 €
Bester Traktor - Reifenfülldruck in bar für:
Acker Straße
0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2
Anbieter Reifendruckanlagen zum Nachrüsten 2018
PTG Reifendruckregelsysteme GmbH, Martin Tigges Habichtweg 9, D-41468
Neuss, T. 0 21 31/52 376 – 0, www.ptg.info, übernommen von Michelin Nov. 2017
Steuerungstechnik StG, Georg Strotmann, Gewerbepark Ebbendorf 4,
D-49176 Hilter, T. 0 54 09/ 40 36 90, www.steuerungstechnik-stg.de
Sven Krude Zentralschmier- + Reifendrucktechnik, Daimlerstrasse 5,
D-49828 Neuenhaus, Tel.: 0 59 41/16 65
R&M Landtechniksysteme, Dieselweg 5, 59519 Möhnesee- Echtrop
T. 02924/8759111, Daniel Risse, Michael Müller, übernommen von Claas CIT,
D-33106 Paderborn, Nov. 2017 www.RM- landtechniksysteme.com
ProAir - Stapel GmbH, Thomas Suntrup, Buschkamp 5, D- 48324 Albersloh,
T. 02535/9 50 10, www.stapel.info/proair.de
TerraCare GmbH, Winteredt 12, A-4872 Neukirchen/Vöckla
T. +43 (0)664 88 44 79 10, www.terra-care.at
TerraSmart, Jeding 3, A-4673 Gaspoltshofen, Gerold Wagner
T.+43 (0) 66 43 93 27 95, [email protected], www.terrasmart.at
Straße Feldweg Weinberg
Anforderungen der Winzer für variablen Reifendruck auf der Straße + im Weinberg
Hoher Straßendruck im Reifen:
Mehr Lenkstabilität,
Sicheres Bremsen,
Weniger Rollwiderstand,
Weniger Dieselverbrauch,
Weniger giftige Abgase,
Mehr Gesundheitsvorsorge
Niedriger Felddruck im Reifen:
Bessere Steigfähigkeit, mehr Sicherheit,
Mehr Bodenschutz, mehr Ertrag,
1/3 mehr Kontaktfläche halbiert Spurtiefe,
Weniger Schlupf, weniger Bulldozingeffekt,
Mehr Fahrerkomfort, längeres Reifenleben,
Rücken- + Maschinenschonung,
1 € investieren: 3 € gewinnen