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Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Gefördert durch das BMVEL / FNR<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Gliederung:<br />
1. Rahmenbedingungen des Demonstrationsprojektes<br />
2. Leistungs- und Emissionsverhalten ausgewählter Landmaschinen<br />
3. Erfassung und Bewertung von Betriebsstörungen<br />
4. Langzeiterfahrungen im Rapsölbetrieb<br />
5. Ergebnisse ausgewählter Landmaschinen<br />
6. Veränderungen der Motorenschmierölqualität<br />
7. Zusammenfassung<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
1,2<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0<br />
Entwicklung der Kraftstoffpreise 2000 bis 2005<br />
Zeitpunkt der Ausschreibung<br />
1 4 7 10 1 4 7 10 1 4 7 10 1 4 7 10 1 4 7 10 1 4 7 10<br />
2000 2001 2002 2003 2004 2005<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Rapsölpreis Dieselpreis DK-LW<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Von den Umrüstern jeweils umgerüstete Anzahl an Traktorentypen<br />
Gruber KG 10x CASE<br />
Igl-Landtechnik 1x CASE<br />
Firma 18x FENDT<br />
Hausmann 6x JOHN DEERE<br />
4x CASE<br />
1x DEUTZ-FAHR<br />
1x CLAAS<br />
1x SAME<br />
1x LAMBORGHINI<br />
LBAG Lüchow 4x FENDT<br />
1x NEW HOLLAND<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
der Jahre 2001/2002<br />
Stangl-Landtechnik /<br />
NETec 2x JOHN DEERE<br />
TC Bastorf 2x CASE<br />
1x FENDT<br />
1x RENAULT<br />
1x John Deere<br />
Vereinigte 41x DEUTZ-FAHR<br />
Werkstätten für 7x JOHN DEERE<br />
Pflanzenöl- 6x FENDT<br />
technologie 1x WELTE<br />
1x NEW HOLLAND<br />
insgesamt 111 Traktoren<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
30.000<br />
25.000<br />
20.000<br />
15.000<br />
10.000<br />
5.000<br />
0<br />
Erfahrungspotenzial über Traktortypen mit eingesetzten Motortypen<br />
4 St.<br />
4 St.<br />
(Benennung ab 3 identischen Traktoren) Stand 30.9.2005<br />
CD 6068 CD 6068 BF4M 2013C BF4M 2013C BF6M 2013C BF4M1012EC BF6M 1012E BF6M 1013E BF6M 1013E BF6M 1013E BF6M 1013E BF6M1013FC S IS U 19 Mot ort ype n<br />
J ohn De ere 6920 J ohn Dee re<br />
6920S<br />
4 St.<br />
Fe ndt 410 Fendt 412 Fendt 716 Deut z -Fahr<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
55 verschiedene Traktorentypen<br />
Gesamt-Betriebsstunden gleicher Traktortypen<br />
4 St.<br />
9 St.<br />
4 St.<br />
Agrot ron 100<br />
3 St.<br />
Deut z-Fahr<br />
Agrot ron 105<br />
6 St.<br />
Deut z-Fahr<br />
Agrot ron 120<br />
6 St.<br />
Deut z-Fa hr<br />
Agrot ron 135<br />
3 St.<br />
De ut z-Fahr<br />
Agrot ron 150<br />
5 St. 3 St. 3 St.<br />
Deut z-Fahr<br />
Agrot ron 165<br />
De ut z-Fahr<br />
Agrot ron 260<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
5 3 S t ü c k<br />
m i t<br />
114 . 9 9 6 B h<br />
Case CS 120 42 Tra kt or- t ypen<br />
in 241.150 Betriebsstunden wurden 3.568.400 Liter Rapsöl verbraucht<br />
Jan.<br />
2006
Gliederung:<br />
1. Rahmenbedingungen des Demonstrationsprojektes<br />
2. Leistungs- und Emissionsverhalten ausgewählter Landmaschinen<br />
3. Erfassung und Bewertung von Betriebsstörungen<br />
4. Langzeiterfahrungen im Rapsölbetrieb<br />
5. Ergebnisse ausgewählter Landmaschinen<br />
6. Veränderungen der Motorenschmierölqualität<br />
7. Zusammenfassung<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Leistung bez. auf 100 % im DK- Betrieb<br />
Leistung ausgewählter umgerüsteter Traktoren bezogen auf den<br />
DK-Betrieb (Stand 30.09.2005)<br />
1,40<br />
1,20<br />
1,00<br />
0,80<br />
0,60<br />
0,40<br />
0,20<br />
0,00<br />
unmittelbar nach Umrüstung nach ca. 800 Betriebsstunden<br />
nach ca. 1600 Betriebsstunden<br />
18 19 21 25 26 27 28 40 43 44 45 46 50 51 55 56 57<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktornummer<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
NO x -Emission ausgewählter umgerüsteter Traktoren im Volllastpunkt<br />
(Stand 30.09.2005)<br />
NOx-Emission - Rohgas [ppm]<br />
1600<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
mit DK unmittelbar nach Umrüstung nach ca. 800 h nach ca. 1600 h nach ca. 2400 h<br />
18 19 21 25 26 27 28 40 43 44 45 46 50 51 55 56<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktornummer<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
CO-Emission - Rohgas [ppm]<br />
CO-Emission ausgewählter umgerüsteter Traktoren im Nulllastpunkt<br />
(Stand 30.09.2005)<br />
1600<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
mit DK unmittelbar nach Umrüstung nach ca. 800 h nach ca. 1600 h nach ca. 2400 h<br />
18 19 21 25 26 27 28 40 43 44 45 46 50 51 55 56<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktornummer<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Traktorenmotoren für Rapsöl - Besonderheiten<br />
Richtlinie 2000/25/EG (vom 22.05.2000), Richtlinie 97/68/EG (vom 16.12.1997)<br />
130 – 559,9 kW, 11 Traktoren<br />
Typgenehmigung für Motortyp<br />
Erstzulassung Traktor<br />
1999<br />
75 – 129,9 kW, 78 Traktoren<br />
Typgenehmigung für Motortyp<br />
Erstzulassung Traktor<br />
37 – 74,9 kW, 22 Traktoren<br />
Typgenehmigung für Motortyp<br />
Erstzulassung Traktor<br />
2000<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
2001<br />
Kategorie E<br />
St 2<br />
01.01.2001<br />
01.01.2001<br />
2002<br />
01.07.2001<br />
St 2<br />
Kategorie B Kategorie F<br />
St 1<br />
St 1<br />
Kategorie C<br />
St 1<br />
St 2<br />
01.01.2001<br />
St 1<br />
2003<br />
01.01.2002<br />
01.07.2002<br />
St 2<br />
St 2<br />
Kategorie G<br />
2004<br />
01.07.2003<br />
01.01.2003<br />
01.07.2001 St 2<br />
2005<br />
01.01.2004<br />
Die Traktoren des Projektes müssen die Abgasvorschriften der Stufe 1, die zum<br />
Zeitpunkt ihrer Erstzulassung galten, im DK- und im RÖ-Betrieb erfüllen. Eine<br />
Dynamisierung der Anforderungen über die Traktorenlebensdauer besteht nicht.<br />
CO<br />
HC<br />
NOx<br />
PM<br />
CO<br />
HC<br />
NOx<br />
PM<br />
CO<br />
HC<br />
NOx<br />
PM<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
St 1 St 2<br />
5,0<br />
1,3<br />
9,2<br />
0,54<br />
5,0<br />
1,3<br />
9,2<br />
0,7<br />
6,5<br />
1,3<br />
9,2<br />
0,85<br />
3,5<br />
1,0<br />
6,0<br />
0,2<br />
5,0<br />
1,0<br />
6,0<br />
0,3<br />
5,0<br />
1,3<br />
7,0<br />
0,4<br />
g / kWh<br />
Jan.<br />
2006
Abgasgrenzwerte für Traktoren im Leistungsbereich 75 bis 130 kW<br />
Last<br />
Messpunkte der Abgasprüfung<br />
nach Richtlinie 2000/25/EG<br />
8<br />
n min<br />
5<br />
6<br />
7<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Lastpunkt NO x-<br />
Emission<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
n nenn<br />
n max<br />
gültig<br />
ab<br />
NO x<br />
g/kWh<br />
CO<br />
g/kWh<br />
HC<br />
g/kWh<br />
PM<br />
g/kWh<br />
Drehzahl<br />
Stufe 1<br />
30.06.01<br />
9,2<br />
5,0<br />
1,3<br />
0,7<br />
Lastpunkt CO-<br />
Emission<br />
Stichversuch<br />
Traktor<br />
44<br />
EZ 01.02<br />
8,251<br />
0,460<br />
0,075<br />
0,184<br />
Stufe 2<br />
30.06.03<br />
6,0<br />
3,5<br />
1,0<br />
0,2<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Stichversuch<br />
Traktor<br />
115<br />
EZ 09.03<br />
6,052<br />
1,077<br />
0,027<br />
0,058<br />
8-Phasenzyklus. Identisch mit<br />
C1-Zyklus nach ISO-Norm 8178-4<br />
Jan.<br />
2006
Gliederung:<br />
1. Rahmenbedingungen des Demonstrationsprojektes<br />
2. Leistungs- und Emissionsverhalten ausgewählter Landmaschinen<br />
3. Erfassung und Bewertung von Betriebsstörungen<br />
4. Langzeiterfahrungen im Rapsölbetrieb<br />
5. Ergebnisse ausgewählter Landmaschinen<br />
6. Veränderungen der Motorenschmierölqualität<br />
7. Zusammenfassung<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Anzahl Traktoren ohne oder mit geringen Störungen < 1000 € in den 3 Jahren<br />
Gruber KG 2 von 10x CASE<br />
Igl-Landtechnik 0 von 1x CASE<br />
Firma 18 von 18x FENDT<br />
Hausmann 0 von 6x JOHN DEERE<br />
1 von 4x CASE<br />
0 von 1x DEUTZ-FAHR<br />
1 von 1x CLAAS<br />
0 von 1x SAME<br />
1 von 1x LAMBORGHINI<br />
LBAG Lüchow 1 von 4x FENDT<br />
0 von 1x NEW<br />
HOLLAND<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Stangl-Landtechnik /<br />
NETec 0 von 2x JOHN DEERE<br />
TC Bastorf 0 von 1x CASE<br />
4 Traktoren vorzeitig ausgeschieden<br />
Vereinigte 32 von 41x DEUTZ-FAHR<br />
Werkstätten für 0 von 7x JOHN DEERE<br />
Pflanzenöl- 6 von 6x FENDT<br />
Technologie 1 von 1 x WELTE<br />
0 von 1x NEW HOLLAND<br />
Insgesamt 63 von 107 Traktoren<br />
Summe der Betriebsstunden: 139.685 h<br />
Stand 30.09.2005<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Anzahl der Schäden in Stück<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Störungen aller 111 Traktoren von 04/2001- 09/2005<br />
Dichtungen<br />
Einspritzdüse<br />
Schäden 2001<br />
Schäden 2002<br />
Schäden 2003<br />
Schäden 2004<br />
Schäden 2005<br />
Einspritzpumpe<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Auslassventile<br />
Brennraumschaden<br />
Kaltstart<br />
Kraftstoffsystem<br />
Kipphebelbock<br />
Leistung<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Sonstiges<br />
Jan.<br />
2006
Erkenntnisse aus den Störungen im RÖ-Betrieb (Teil 1)<br />
1. Die Störungsanfälligkeit hängt wesentlich vom Einspritzsystem<br />
des Ausgangstraktors und erst sekundär von dem eingesetzten<br />
Umrüstverfahren ab.<br />
2. 16 von 24 Fendt-Traktoren der Baureihen 4XX und 7XX laufen<br />
bisher ohne Störungen, 8 Traktoren mit geringen Schäden,<br />
Motoren: BF4M 2013 C und BF6M 2013 C<br />
3. 10 von 42 Deutz-Fahr-Traktoren der Baureihen Agrotron laufen<br />
bisher ohne Störungen, 22 Traktoren mit geringen Schäden,<br />
Motoren: BF4M 1012EC, BF6M 1013EC, BF6M 1013E, BF6M 1013FC<br />
4. Pumpe-Leitung-Düse-Systeme der Deutz-Motoren-Baureihe 1013<br />
und 2013 zeigten sich bisher den Anforderungen des<br />
Rapsölbetriebes gewachsen<br />
Langzeittest abgeschlossen, die durchschnittliche Laufleistung der<br />
Traktoren betrug 2.260 Betriebsstunden bis September 2005<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Erkenntnisse aus den Störungen im RÖ-Betrieb (Teil 2)<br />
• Defekte Verteilereinspritzpumpen und Einspritzdüsen<br />
• Kein langzeittauglicher Betrieb der Einspritzpumpen Bosch VP44<br />
sowie Stanadyne mit Rapsöl<br />
• Festgehende Auslassventile aufgrund von Ablagerungen<br />
(aufwendige Reparaturen), sind typische Langzeitschäden z.B.<br />
nach 2500 h<br />
• Minderleistungen im Rapsölbetrieb (weitere Umrüststufen)<br />
• Verstopfte Filter durch schlechte Rapsölqualität und undichte<br />
Kraftstoffleitungen, werden meist vom Betreiber repariert<br />
• Russablagerungen in Luft- und Abgaskanälen<br />
• Verstärkter Rapsöleintrag in das Schmieröl bei allen Traktoren<br />
• Ein Umrüster (TC Bastorf) ist wegen unzureichender Umrüstung<br />
aus dem Projekt ausgeschieden<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Gliederung:<br />
1. Rahmenbedingungen des Demonstrationsprojektes<br />
2. Leistungs- und Emissionsverhalten ausgewählter Landmaschinen<br />
3. Erfassung und Bewertung von Betriebsstörungen<br />
4. Langzeiterfahrungen im Rapsölbetrieb<br />
5. Ergebnisse ausgewählter Landmaschinen<br />
6. Veränderungen der Motorenschmierölqualität<br />
7. Zusammenfassung<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Langzeiterfahrungen im Rapsölbetrieb<br />
• Das Einsatzspektrum der Traktoren sollte bei einer Entscheidung zur<br />
Umrüstung für den Rapsölbetrieb berücksichtigt werden<br />
•Der Traktor sollte zu über 70% der Einsatzzeit bei mittlerer bis hoher Last und<br />
mittlerer bis hoher Drehzahl betrieben werden<br />
• Beim Betrieb des Traktors müssen folgende Hinweise beachtet werden:<br />
- Start des Traktors erst nach ausreichender Vorwärmung des<br />
Motorblocks auf nahezu Betriebstemperatur<br />
- Bei vorhandener Vorheizung der Einspritzdüsen, die vorgeschriebene<br />
Vorheizdauer von 3 Minuten einhalten<br />
- Tägliche Kontrolle des Motorschmierölstandes bei gleicher Position des<br />
Traktors<br />
- Bei tiefen Außentemperaturen nur mit vollem Kraftstofftank fahren, um<br />
einer Aushärtung des Rapsöls von Außen nach Innen vorzubeugen<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Langzeiterfahrungen im Rapsölbetrieb<br />
Folgende Erfahrungen und Beobachtungen wurden über die Projektlaufzeit<br />
gemacht:<br />
– Die Einspritzdüsen der Deutz-Motoren-Baureihen mit Pumpe-Leitung-<br />
Düse Einspritzsystem müssen nach einem Zeitraum von ca. 2000<br />
Betriebsstunden ausgebaut und auf den vorgeschriebenen<br />
Abspritzdruck und ein optimales Abspritzbild überprüft werden<br />
– Nach ca. 3000 Betriebsstunden sind die Einspritzdüsen zu erneuern<br />
(im Dieselbetrieb ist nach dieser Betriebsstundenzahl auch eine<br />
Erneuerung vorgeschrieben)<br />
– Die Einspritzdüsen der übrigen Motoren-Baureihen mit Verteiler- und<br />
Reiheneinspritzpumpen müssen nach einem Zeitraum von ca. 1500<br />
Betriebsstunden ausgebaut und auf den vorgeschriebenen<br />
Abspritzdruck und ein optimales Abspritzbild überprüft werden<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Langzeituntersuchungen Motorverschleiß<br />
Traktor 1<br />
Fendt Favorit 716, Eintanksystem<br />
Zylinderwandung nach 5030 Bh<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 87<br />
Case CS 120, Zweitanksystem<br />
Zylinderwandung nach 3660 Bh<br />
Hohnbild gut sichtbar Verschleiß 1/1000 mm ���� Abnutzung wie bei DK<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Langzeituntersuchungen Motorverschleiß<br />
Traktor 1<br />
Fendt Favorit 716, Eintanksystem<br />
Kolbenboden nach 5030 Bh<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 87<br />
Case CS 120, Zweitanksystem<br />
Kolbenboden nach 3660 Bh<br />
Sehr gutes Abspritzbild; keine Ablagerungen im Brennraum<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Langzeituntersuchungen Motorverschleiß<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 18<br />
Deutz-Fahr Agrotron 150, Eintanksystem, Motorblock nach 3075 Bh<br />
Verschleiß<br />
an<br />
Einspritzdüse<br />
Nr. 5<br />
Benetzung des<br />
Kolbenbodens<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Langzeituntersuchungen Ablagerungen<br />
Traktor 18<br />
Deutz-Fahr Agrotron 150, Eintanksystem<br />
Einlassventil 4 nach 3075 Bh<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Ablagerungen auf<br />
Einlassventil<br />
leicht zu<br />
Entfernen<br />
keine<br />
Verkokung<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Traktor 17<br />
Fendt Farmer 309, Eintanksystem<br />
Einlass-/Auslasskanal nach 3447 Bh<br />
Ablagerungen im Einlasskanal<br />
Ursache viel Teillast<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 87<br />
Case CS 120, Zweitanksystem<br />
Einlass-/Auslasskanal nach 3660 Bh<br />
keine Ablagerungen im Einlasskanal<br />
Betrieb bei hohen Lastpunkten<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Langzeituntersuchungen Ablagerungen<br />
Traktor 1<br />
Fendt Favorit 716, Eintanksystem<br />
6 Loch Einspritzdüse nach 2835 Bh<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 87<br />
Case CS 120, Zweitanksystem<br />
6 Loch Einspritzdüse nach 3660 Bh<br />
leichte Verkokung deutliche Verkokung<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Langzeituntersuchungen Ablagerungen<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 17<br />
Fendt Farmer 309,<br />
Eintanksystem Kolben<br />
nach 3447 Bh<br />
Keine<br />
Rußablagerungen<br />
am Kolbenmantel<br />
und in den<br />
Ringnuten<br />
Kolbenringe<br />
frei beweglich<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Gliederung:<br />
1. Rahmenbedingungen des Demonstrationsprojektes<br />
2. Leistungs- und Emissionsverhalten ausgewählter Landmaschinen<br />
3. Erfassung und Bewertung von Betriebsstörungen<br />
4. Langzeiterfahrungen im Rapsölbetrieb<br />
5. Ergebnisse ausgewählter Landmaschinen<br />
6. Veränderungen der Motorenschmierölqualität<br />
7. Zusammenfassung<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Eigenverbrauchstankstelle für Rapsöl<br />
Tank: doppelwandig<br />
Größe: 7.500 l<br />
Einbau: im Gebäude<br />
vor Sonneneinstrahlung geschützt<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 21<br />
Traktortyp: Fendt Farmer 410 Vario<br />
Motortyp: BF 4M 2013 C<br />
Leistung: 74 kW<br />
Einspritzsystem: Bosch Pumpe-Leitung-Düse (PLD)<br />
Betriebsstunden 07/2001 – 03/2005: 1.913 h<br />
Umrüster: Firma VWP<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 21<br />
Volllastkennlinie Leistung<br />
Fendt Farmer 410 Vario , Kennzeichen: RH-DH 419<br />
20<br />
450 550 650 750 850 950 1050<br />
DK; 03-07-01; 205 h RÖ; 23-01-02; 506 h<br />
RÖ; 03-06-03; 1119 RÖ; 20-04-04; 1538<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Getanktes Rapsöl: kaltgepresst<br />
Störungen: ohne<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 21<br />
Fotos Inspektionen<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 31<br />
Traktortyp: Fendt 380 GTA<br />
Motortyp: Deutz BF4L 913 H, luftgekühlt Leistung: 75 kW<br />
Einspritzpumpe:Bosch Reihe<br />
Betriebsstunden: 11/2001 – 09/2002: 650 RÖ-Stunden<br />
Umrüster: TC Bastorf<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
80<br />
60<br />
40<br />
Volllastkennlinie Leistung<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 31<br />
SO - BO 594; Fendt GTA 380<br />
20<br />
450 550 650 750 850 950 1050<br />
Dk; 23-11-01 RÖ; 08-01-02 RÖ; 28-05-02<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Störungen 2002:<br />
Verstärkter RÖ-Eintrag ins<br />
Motorumlauföl, häufige<br />
Ölwechsel,<br />
Sept. 2002 Totalschaden mit<br />
Kolbenfresser an 3 Zylindern<br />
Zylinderlaufbuchse Zyl. 3<br />
nach 650 Bh im RÖ-<br />
Betrieb,<br />
deutliche Fressspuren in<br />
Längsrichtung der Buchse<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 31<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Luftkühlung des<br />
Motors:<br />
Die Kühlluft wird direkt<br />
an den langen<br />
Einspritzleitungen<br />
vorbeigeführt,<br />
Abkühlung des<br />
vorgewärmten<br />
Kraftstoffes<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Traktor 31<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Gliederung:<br />
1. Rahmenbedingungen des Demonstrationsprojektes<br />
2. Leistungs- und Emissionsverhalten ausgewählter Landmaschinen<br />
3. Erfassung und Bewertung von Betriebsstörungen<br />
4. Langzeiterfahrungen im Rapsölbetrieb<br />
5. Ergebnisse ausgewählter Landmaschinen<br />
6. Veränderungen der Motorenschmierölqualität<br />
7. Zusammenfassung<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
9<br />
1<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Schmierölwechselintervalle<br />
15<br />
8<br />
18<br />
250<br />
ÖW-Intervalle 2002/2003 ÖW-Intervalle 2004/2005<br />
6<br />
39<br />
57<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
30<br />
35<br />
Jan.<br />
2006
Gliederung:<br />
1. Rahmenbedingungen des Demonstrationsprojektes<br />
2. Leistungs- und Emissionsverhalten ausgewählter Landmaschinen<br />
3. Erfassung und Bewertung von Betriebsstörungen<br />
4. Langzeiterfahrungen im Rapsölbetrieb<br />
5. Ergebnisse ausgewählter Landmaschinen<br />
6. Veränderungen der Motorenschmierölqualität<br />
7. Zusammenfassung<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Zusammenfassung 1<br />
111 Traktoren wurden im Zeitraum 04/2001 bis 09/2005 mit Rapsöl betrieben<br />
241.150 Betriebsstunden wurden absolviert und 3.568 t Rapsöl verbraucht<br />
Die Anpassung von Traktorenmotoren an den Rapsölbetrieb stellt besondere<br />
Anforderungen an die umrüstenden Einrichtungen. (Motorbetrieb im<br />
gesamten Kennfeld; stark unterschiedliche Hauptarbeitsgebiete)<br />
55 verschiedene Traktorentypen und 23 Motorenbaureihen wurden umgerüstet.<br />
Für jede Traktorenbaureihe wurde von den einzelnen Umrüstern<br />
ein eigenes Umrüstkonzept entwickelt.<br />
Die Umrüstkonzepte unterscheiden sich deutlich, häufig anzutreffen sind:<br />
• Maßnahmen zur Kraftstoffvorwärmung mit Temperaturregelung<br />
• elektrische Vorwärmung des Motorblockes<br />
• vergrößerte Leitungsquerschnitte<br />
• vergrößerte Kraftstofffilter<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Zusammenfassung 2<br />
Die Umrüstmaßnahmen bewirken, dass die Traktoren in der Regel nach der<br />
Umrüstung die gleiche Leistung wie im DK-Betrieb haben. Bei einigen<br />
Traktoren waren hierfür mehrere Umrüststufen erforderlich.<br />
In der zweiten Hälfte des Projektes waren Leistungseinbußen meist<br />
Anzeichen einer Störung.<br />
Die Abgasemission eines Traktors im Rapsölbetrieb wird durch die<br />
Einstufung des Traktors vor der Umrüstung (Stufe 1 oder Stufe 2) bestimmt.<br />
Die Kohlenmonoxidemissionen im Teillastbetrieb verändern sich kaum im<br />
Betrieb mit Rapsöl.<br />
Die Stickoxidemissionen im Volllastbetrieb erhöhen sich geringfügig im<br />
Betrieb mit Rapsöl.<br />
Die Störungsanfälligkeit hängt wesentlich vom Einspritzsystem des<br />
Ausgangstraktors und erst sekundär von dem eingesetzten<br />
Umrüstverfahren ab.<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Zusammenfassung 4<br />
Pumpe-Leitung-Düse-Systeme der Deutz-Motoren-Baureihe 1013 und 2013<br />
zeigten sich in den 4 Jahren den Anforderungen des Rapsölbetriebes gewachsen<br />
Defekte Verteilereinspritzpumpen und Einspritzdüsen waren<br />
die wesentlichsten Störungen.<br />
Keiner der 7 Umrüster hat im Projekt die Einspritzpumpen Bosch VP44 und<br />
Stanadyne dauerhaft an den Rapsölbetrieb angepasst (Leistungsprobleme).<br />
Die Umrüster, die seit mehr als 5 Jahren tätig sind, haben deutlich weniger<br />
Traktorenausfälle bezogen auf die Anzahl an umgerüsteten Traktoren.<br />
Bei der Anzahl und Schwere der Störungen gibt es deutliche Unterschiede<br />
zwischen den einzelnen Umrüstkonzepten und Umrüstern.<br />
Die Erkenntnisse sind hauptsächlich mit Abgasstufe 1 Traktoren ermittelt worden<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Zusammenfassung 5<br />
Der Eintrag von Rapsöl in das Schmieröl ist bei allen Traktoren festzustellen.<br />
Hohe Rapsölgehalte bei hohen Betriebstemperaturen erhöhen das Risiko der<br />
Schmieröleindickung. Der Rapsöleintrag in das Schmieröl erzwingt eine<br />
deutliche Reduzierung der Ölwechselintervalle bei allen Umrüstungen.<br />
Der Einsatz von normgerechtem Rapsölkraftstoff (E DIN 51605) ist notwendig,<br />
um einen langfristig störungsfreien Motorenbetrieb zu ermöglichen.<br />
Das Vorhaben hat gezeigt:<br />
dass der Einsatz von Rapsöl als Kraftstoff mit vorhandenen Motorentechnologien<br />
und Einhaltung bestimmter Randbedingungen möglich ist,<br />
zum jetzigen Zeitpunkt jedoch nicht uneingeschränkt zu empfehlen ist.<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit<br />
besonderen Dank an unsere 111 Traktorenbetreiber<br />
Universität <strong>Rostock</strong><br />
Lehrstuhl Kolbenmaschinen u. Verbrennungsmotoren<br />
Lehrstuhl für Technische Thermodynamik<br />
Prof. Dr.-Ing. habil. E. Hassel<br />
Nutzung von Rapsölen in 111 Traktoren<br />
Möglichkeiten und Risiken<br />
Jan.<br />
2006
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