4. 4
Herausforderungen 2018
4
• Ständig schärfer werdende
Abgasvorschriften
• Beachtet werden vor allem
Kohlenmonoxid (CO) /
Kohlenwasserstroff (HC)
• Besonders bekannt sind aber:
Stickstoffoxid (Nox) und der
Feinstaub (PM)
• Massiv höhere
Anforderungen an die
Abgasnachbehandlung.
5. 5
5
Metrac H9X – Abgasnachbehandlung
• Abgasnachbehandlung mit
Diesel-Partikelfilter (DPF)
• SCR Katalysator (selective
catalytic reduction) mit AdBlue
Einspritzung
• Mit Kühlwasser beheizte
AdBlue Leitungen
• AdBlue Tank im Heck des
Fahrzeuges
7. 77
Die verschiedenen Möglichkeiten der Zukunft
Für die Zukunft stehen verschiedene Möglichkeiten offen:
• Dieselmotor
• Benzinmotor / Gasmotoren
Alternative Antriebe:
• Hybrid-Antrieb (Diesel oder Benzin)
• Elektro-Antriebe
7
8. 8
Dieselmotor
Vorteile
+ Drehmoment (Kurve / absolut etc.)
+ Verbrauchsgünstig
+ Leistungsdichte des Diesel
+ Bekannte Technik
+ Hoftankstelle unter berücksichtigt der
Auflagen gut möglich.
Nachteile
teure Abgasnachbehandlung (DPF,
SCR, Adblue)
Platzbedarf Abgasnachbehandlung
Image
in vielen Fällen wird Adblue notwendig
sein
Erhöhter Wartungsaufwand
Zukunft:
• Wird seine Berechtigung in der Landtechnik weiterhin behalten.
• Integration der Abgasnachbehandlung wird bei vielen Fahrzeugen eine Herausforderung
Aktuelle Herausforderung:
• Weitere Reduktion der Schadstoffe wird gefordert werden. Abgasstufe 5 wird in den
meisten Leistungsklassen 2020 eingeführt.
• Ruf des Dieselmotors leidet vor allem DE / AT / CH
9. 9
Benzin- oder Gasmotor
Aktuelle Herausforderung:
• Benzinmotor muss ebenfalls strengere Abgasnormen erfüllen, diese können aber relativ
„leicht“ durch Einbau eines Katalysators erfüllt werden.
Vorteile
+ Einfache Abgasnachbehandlung
(Katalysator)
+ Kompakte Bauweise
+ Weiterentwicklungen haben gute
Fortschritte bei den Verbrauchswerten
gebracht
Nachteile
Leistungskurve / Drehmoment für
landwirtschaftliche Einsätze oft nicht passend
(Drehmomentanstieg)
Lagerung auf dem Hof nicht erlaubt.(max. 20
lt.)
Verbreitung von Gas Tankstellen oftmals
nicht gegeben.
Feinstaub kann bei Direkteinspritzer ein
Thema werden (DPF)Zukunft:
• Kann in einigen Bereichen den Dieselmotor ersetzen, vor allem dort wo kein hoher
Drehmomentanstieg bei Drehzahlabfall notwendig ist.
• Fahrzeuge, welche mit konstanter Drehzahl betrieben werden, eignen sich gut für den
Einsatz mit Benzimmotor (bspw. Kehrmaschinen etc.)
• Teilweise werden auch schon LKW (Scania, Iveco etc.)oder Traktoren (New Holland) mit
Gasmotoren präsentiert, Technik hat aber noch wenig Verbreitung
10. 10
Verschiedene Hybrid-Konzepte
Serielle Hybridantriebe Parallele Hybridantriebe
Komponenten
Verbrennungsmotor – Generator – Fahrmotor
– Rad
Verbrennungsmotor –mechanischer Durchtrieb – Rad –
Generator / Motor – Rad
Aufbau
Keine mechanische Verbindung zwischen
Verbrennungsmotor und Antriebsachse
Direkter, mechanischer Durchtrieb vom
Verbrennungsmotor bis zum Rad und parallel dazu
elektrischer Antrieb
Vorteile
• Unabhängige Regelung des
Verbrennungsmotors vom Radantrieb
möglich
• Motor kann im Optimal-Bereich betrieben
werden
• Weniger elektrische Komponenten / Doppelnutzung
Motor / Generator
• Gute Eigenschaften für hohe
Geschwindigkeitsbereiche
• Adaption in bestehende Fahrzeugkonzepte möglich
Nachteile
• Umwandlungsverluste können je nach
Systemaufbau relativ hoch sein.
• schwer in bestehende Fahrzeugkonzepte
integrierbar
• Verbrennungsmotor kann nicht immer im Optimal-
Bereich arbeiten
• Keine unabhängige Regelung des Verbrennungsmotors
möglich.
11. 11
Elektro-Hybrid-Antriebe
Aktuelle Herausforderung:
• Verschiedene Konzepte verfügbar – Diesel-Hybrid / Benzin-Hybrid
• Erhöhter Integrationsaufwand in bestehende Fahrzeuge
Vorteile
+ Verschiedene Antriebsvarianten
möglich
+ Hoher Wirkungsgrad
+ Regelbarkeit der E-Motoren
+ Rein elektrischen fahren möglich
Nachteile
Erhöhte Kosten für den Antrieb
Elektroantrieb abhängig von der
Batteriegröße
Kosten für Batterien
Leistungsdichte Batterien
Zusätzliches Gewicht
Zukunft:
• Kann in für gewissen Anwendungen interessant werden, vor allem wo kurzzeitige,
elektrischer Betrieb notwendig ist (innerstädtisch, lärmsensible Zonen, Umweltschutz
o.ä.)
• Downsizing des Verbrennungsmotors möglich, dadurch kann tw. die
Abgasnachbehandlung reduziert werden. (>55 kW kein Adblue notwendig für Stufe 5)
12. 12
Elektroantriebe
12
Zukunft:
• Der weitere Erfolg der Elektroantriebe wird maßgeblich von der Weiterentwicklung
der Energiespeicher beeinflusst.
• Wasserstoff als Energieträger kann an Bedeutung gewinnen
• Die Fortschritte in der Elektroantriebs-Technik lassen in Zukunft neue Konzepte zu
Aktuelle Herausforderung:
• Sehr gutes Image
• Entwicklung der Elektroantriebe hat in den letzten Jahren massiv an Bedeutung
gewonnen
Vorteile
+ Hoher Wirkungsgrad des Antriebes
+ Gute Regelbarkeit der Antriebe
+ Zero-Emmision
+ Keine Abgasvorschriften
+ Einfache Technik
Nachteile
Erhöhte Kosten und Gewicht für den
Antrieb
Elektroantrieb abhängig von der
Batteriegröße
Kosten für Batterien (1 kW/h Li Ion
1.000 bis 1.500 €)
Höhere Anforderungen an Werkstätten
Einsatzdauer mit einer Batterieladung
oft zu gering
13. 13
Energie-Dichte vs. Leistung
• Die Energiedichte ist bei Diesel oder Benzin bedeutend höher wie bei einem Akku
• Die Effizienz eines Elektroantriebes ist auf der anderen Seite um einiges besser
• Systeme mit Verbrennungsmotoren haben eine viel geringeren Wirkungsgrad, da
sehr viel Energie in Wärme verbraucht wird
Akkus oder Kraftstoffe Wh pro kg
Blei-Säure-Akku 35
Li-Ionen Akku (2009) 130
Li-Ionen Akku (2015) 150
Li-Ionen Akku (2020) 200
Benzin 12.800
Diesel 11.800
Wirkungsg
rad
Benzin Diesel Elektro
Motor 25 bis 35 % 35 bis 40 % 90 bis 95 %
Getriebe 85 bis 95% -
Total -
System
21 bis 33% 30 bis 38% 90 bis 95%
100 kg Diesel
125 kg Benzin
2900 kg
Li Ionen
12.700 kg
Blei-Säure
10 h Arbeiten
400 kWh
14. 1414
Einsatz in der Berglandtechnik – worauf kommt es an?
• Häufig geringe Auslastung pro Jahr (<200 h)
• Trotzdem sind lange Arbeitstage keine Seltenheit
• Gewicht ist ein entscheidender Faktor
• Wartungs- und Servicefreundlichkeit ist sehr entscheidend, oft große
Distanz zur nächsten Werkstätte
15. 1515
Zukunft für die Berglandtechnik
• Dieselmotor wird auch in Zukunft der Antrieb sein, welcher am häufigsten
eingesetzt wird.
• Kosten für die Abgasnachbehandlung werden weiter steigen
• Wartung- und Service der modernen Fahrzeuge wird höher werden.
• Hybrid-Fahrzeuge werden in einigen Randbereichen vermehrt zum
Einsatz kommen. (Nutzung in Landwirtschaft / Tourismus)
• Reine Elektroantriebe werden auch in naher Zukunft für viele
Fahrzeugtypen selten eine Alternative sein
zu geringe Einsatzdauer, Gewicht Batterie, Kosten