Das Thema dieser Studienarbeit kam durch mein großes Interesse an der Landtechnik zustande. Ich interessierte mich schon sehr früh für diesen Themenbereich da mein Großvater einen kleineren bäuerlichen Nebenerwerbsbetrieb besaß, bei dem ich immer die Maschinen reparierte. Fast alle Menschen die ich etwas zu diesem Thema fragte konnten mir eine präzise und leicht verständliche Antwort auf technische Fragen geben.
Aus diesem Grund soll diese Studienarbeit für den interessierten Laien verständlich aber für "fortgeschrittene" nicht minder interessant sein.
Sie stellt im Prinzip eine "Einführung" in das Thema dar, geht aber auf alle wichtigen Aspekte des Themas ein.
Sie ist kein Zusammenschnitt mehrerer Veröffentlichungen mit duzenden Literaturverweisen, auch wenn einige Gedankengänge oder sachliche Inhalte übernommen wurden. Auch auf die Gefahr hin eventuell sachliche Mängel begangen zu haben, habe ich diese Studienarbeit frei formuliert und nur technische Daten oder Abbildungen aus der Literatur übernommen. In der Hoffnung eine verständliche und informative Einführung in das Thema sowie einen Überblick über den Stand der Technik zu geben.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Einleitung
Geschichtliches
Hydrostatische Getriebe
Kettenwandler/Riemenvariatoren
Stand der Technik
hydrostatische Antriebe
hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigte Getriebe
Grundkonzept
CASE/Steyr
Fendt
ZF
John Deere
Claas
Wirkungsgradvergleich zwischen stufenlosen Getrieben und Getrieben mit Lastschaltstufen
Steuerung
Zusatzfunktionen
Fahreindrücke
Beschreibung des Schleppers:
Praktischer Einsatz:
Forschungsvorhaben/Prototypen
Diesel – elektrische Antriebe
Kettenwandler/Riemenvariatoren
Toroid Getriebe
Nachwort
Literaturverzeichnis
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Studienarbeit untersucht die technologischen Grundlagen, die historische Entwicklung sowie die praktische Anwendbarkeit von stufenlosen Getriebesystemen in modernen landwirtschaftlichen Traktoren und Maschinen, mit dem Ziel, deren Vorteile gegenüber konventionellen Stufenschaltgetrieben zu analysieren.
- Historische Entwicklung hydrostatischer und mechanischer Antriebskonzepte.
- Technischer Aufbau und Funktionsweise leistungsverzweigter Getriebe führender Hersteller.
- Vergleichende Analyse von Wirkungsgraden in der Praxis.
- Steuerungsstrategien und elektronische Managementfunktionen für den Antriebsstrang.
- Zukunftsperspektiven und Prototypen, insbesondere diesel-elektrische Antriebskonzepte.
Auszug aus dem Buch
hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigte Getriebe
Im Traktorbereich kam der richtige Durchbruch für stufenlose Getriebe als Fendt 1995 den „Vario“ vorstellte.
Dieser Traktortyp verfügt über ein hydrostatisch – mechanisch leistungsverzweigtes Getriebe.
Dabei wird die Kraft bei kleinen Geschwindigkeiten hydraulisch, bei Höchstgeschwindigkeit mechanisch übertragen. Dazwischen erfolgt die Kraftübertragung teilweise hydraulisch und teilweise mechanisch.
Kurz nach Fendt kamen auch CASE/Steyr und ZF (John Deere, Deutz-Fahr) mit hydromechanischen Getrieben auf den Markt. Wobei beide Hersteller den Übergang zwischen vier rein mechanischen Übersetzungen hydrostatisch überbrücken. Dies hat den Vorteil, dass der hydrostatische Anteil an der Kraftübertragung geringer ist als bei der Lösung von Fendt. Hat aber den Nachteil, dass zusätzliche Verluste an den Planetensätzen und Lamellenkupplungen entstehen.
Auch die Firma Claas hatte ein eigenes Getriebe entwickelt zuerst den Typ HM8 und dann das verbesserte HM2.
Der Deutz-Fahr TTV basiert auf dem ZF Eccom Getriebe und steht kurz vor der Markeinführung.
John Deere hat inzwischen ein eigenes Getriebe entwickelt, welches aber nur in die 7010er Serie, die in den USA produziert wird, eingebaut wird.
Dieses Getriebe ähnelt der Lösung von Fendt. Es hat nur zwei mechanische Bereiche und Weitwinkelverstellmotoren bzw. Pumpen.
In der in Mannheim produzierten 6020er Serie kommt ebenfalls das ZF Eccom Getriebe zum Einsatz.
In den folgenden Grafiken sind die beiden Hauptvorteile eines stufenlosen gegenüber einem Stufengetriebe dargestellt.
1. Die Fahrgeschwindigkeit kann fast unabhängig von der Motordrehzahl verändert werden (Bild 19).
2. Der Kraftfluss ist ununterbrochen (Bild 20).
Zusammenfassung der Kapitel
Geschichtliches: Gibt einen Überblick über die ersten Traktorkonstruktionen mit einfachen Getrieben bis hin zur Entwicklung der ersten Schaltgetriebe.
Stand der Technik: Beschreibt die hydrostatischen Antriebe und die verschiedenen Konzepte der leistungsverzweigten Getriebe der namhaften Landtechnikhersteller.
Wirkungsgradvergleich zwischen stufenlosen Getrieben und Getrieben mit Lastschaltstufen: Analysiert messtechnisch die Effizienz der verschiedenen Getriebesysteme unter praxisnahen Belastungsbedingungen.
Steuerung: Erläutert die komplexen Managementstrategien und elektronischen Systeme zur Regelung des modernen Antriebsstrangs am Beispiel des Fendt Vario.
Fahreindrücke: Dokumentiert persönliche Erfahrungen bei der praktischen Anwendung eines stufenlosen Schleppergetriebes in verschiedenen landwirtschaftlichen Einsatzgebieten.
Forschungsvorhaben/Prototypen: Beleuchtet alternative Antriebskonzepte wie diesel-elektrische Systeme, neue Kettenvariatoren und Toroidgetriebe als zukünftige Entwicklungsmöglichkeiten.
Schlüsselwörter
Stufenlose Getriebe, Leistungsverzweigung, Traktorentechnik, Hydrostatik, Fendt Vario, Landtechnik, Zugwirkungsgrad, Grenzlastregelung, Motormanagement, Diesel-elektrischer Antrieb, Kettenwandler, Riemenvariator, Getriebesteuerung, Variotronik, Antriebsstrang.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Studienarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der technologischen Entwicklung und der praktischen Bedeutung von stufenlosen Getriebesystemen in landwirtschaftlichen Traktoren.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Schwerpunkte liegen auf dem technischen Aufbau der Getriebe, dem Vergleich der Wirkungsgrade gegenüber herkömmlichen Schaltgetrieben sowie den elektronischen Steuerungs- und Assistenzsystemen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, dem Leser eine fundierte Einführung in die stufenlose Antriebstechnik zu geben und die Vorteile sowie die Funktionsweise dieser Systeme verständlich zu erläutern.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturrecherche, der Auswertung technischer Dokumentationen der Hersteller sowie eigenen praktischen Erprobungen und Beobachtungen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden die technischen Konzepte (insbesondere leistungsverzweigte Getriebe) detailliert analysiert, Wirkungsgradvergleiche durchgeführt, elektronische Steuerungsstrategien erklärt und eigene Praxiseindrücke geschildert.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Leistungsverzweigung, Stufenlosigkeit, Traktoren, Wirkungsgrad, Motormanagement und elektronische Getriebesteuerung.
Welche Besonderheit weist der elektrische Antrieb "Eltrac" auf?
Der Eltrac ersetzt das mechanische Lastschaltgetriebe durch eine dieselelektrische Leistungsübertragung, bei der der Dieselmotor einen Generator antreibt, welcher wiederum einen Elektromotor mit Strom versorgt.
Wie wird das "aktive Stillstehen" bei den untersuchten Getrieben realisiert?
Dies wird durch eine hydrostatische Regelung erreicht, bei der das Getriebe so eingestellt wird, dass die Ausgangswelle bei laufendem Motor und anliegendem Drehmoment die Drehzahl Null beibehält.
- Quote paper
- Jens Walter (Author), 2002, Stufenlose Getriebe in landwirtschaftlichen Maschinen und Traktoren, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/10914
