Die Zugkraft verbessern: Mehr Grip, mehr Fläche, gleicher Verbrauch
top agrar hat ausprobiert, wie man die Zugkraft beim Grubbern erhöhen kann. Selbst unter den Idealbedingungen waren bis zu 14 % mehr Flächenleistung bei gleichem Verbrauch drin.
vor 4 Jahren
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Gut zu wissen
- Wie stark wirken sich verschiedene Maßnahmen auf den Grip des Traktors aus?
- Bei den Reifen ist der passende Druck wichtiger als ihre Größe.
- Das Frontgewicht erhöhte den Grip und ließ den Schlepper ruhiger ziehen. Der Schritt von 0,9 t auf 1,5 t wirkte sich kaum aus.
- Der Traktionsverstärker konnte die lästigen Radgewichte ersetzen.
- Selbst unter Idealbedingungen waren bis zu 14 % mehr Fläche bei gleichem Dieselverbrauch bzw. 10 % weniger Verbrauch bei gleicher Flächenleistung drin.
- Bei den Reifen ist der passende Druck wichtiger als ihre Größe.
- Das Frontgewicht erhöhte den Grip und ließ den Schlepper ruhiger ziehen. Der Schritt von 0,9 t auf 1,5 t wirkte sich kaum aus.
- Der Traktionsverstärker konnte die lästigen Radgewichte ersetzen.
- Selbst unter Idealbedingungen waren bis zu 14 % mehr Fläche bei gleichem Dieselverbrauch bzw. 10 % weniger Verbrauch bei gleicher Flächenleistung drin.
Auch wenn es beim Ziehen nicht komplett ohne geht: Der Schlupf - das unproduktive Durchrutschen der Reifen - sollte so gering wie möglich sein. Doch vor allem bei angehängten Geräten wird es anspruchsvoll, wenn der Schlepper seine Leistung verlustarm auf den Boden bringen soll.
Mehr Zugkraft: Was bringt was?
Die Reifendimension, der Reifendruck, die Ballastierung oder das Übertragen von Gerätegewicht auf den Traktor sind die Maßnahmen, dem Traktor mehr Grip zu geben. Im Rahmen eines Systemvergleichs wollten die Kollegen von top agrar wissen, wie viel die unterschiedlichen Ansätze wirklich bringen.
Dazu sind die Tester mit einem stufenlosen Claas Axion 850 Cmatic (184 kW/250 PS) und einem Lemken Karat 9/500 KUA mit 5 m Arbeitsbreite zum Grubbern gefahren. Beim Gut Brockhof im ostwestfälischen Erwitte stand ihnen ein recht homogener Acker zur Verfügung.
Bei gleicher Arbeitstiefe und fester Tempomateinstellung wurden verschiedene Varianten ausprobiert. Ausgangspunkt bzw. Kontrollvariante war der komplett unballastierte Axion mit prall aufgepumpten Reifen. Bei der anschließenden Optimierung des Traktors ging es darum, folgende Fragestellungen mit den Praxismessungen zu beantworten:
Dazu sind die Tester mit einem stufenlosen Claas Axion 850 Cmatic (184 kW/250 PS) und einem Lemken Karat 9/500 KUA mit 5 m Arbeitsbreite zum Grubbern gefahren. Beim Gut Brockhof im ostwestfälischen Erwitte stand ihnen ein recht homogener Acker zur Verfügung.
Bei gleicher Arbeitstiefe und fester Tempomateinstellung wurden verschiedene Varianten ausprobiert. Ausgangspunkt bzw. Kontrollvariante war der komplett unballastierte Axion mit prall aufgepumpten Reifen. Bei der anschließenden Optimierung des Traktors ging es darum, folgende Fragestellungen mit den Praxismessungen zu beantworten:
- Was bringt reduzierter Reifendruck?
- Wie wirken sich Reifengrößen aus?
- Was bringt das Frontgewicht und wie schwer sollte es sein?
- Welchen Effekt haben Felgen- bzw. Radgewichte und wie hoch ist der Zeitbedarf für ihre Montage?
- Kann ein Traktionsverstärker am Grubber die Radgewichte ersetzen?
- Welche Flächenleistung lässt sich von der schlechtesten bis zur besten Variante herausholen? Oder wie viel Diesel könnte man bei gleicher Flächenleistung sparen?
Trockener Boden
Der Bördeboden war nach der Kartoffelernte gut abgetrocknet. Das war aus fachlicher Sicht optimal für die Bodenbearbeitung — aber vielleicht weniger gut, um starken Schlupf zu simulieren. Umso gespannter waren die Tester, wie stark sich die unterschiedlichen Maßnahmen auswirken würden. Sicher ist: Was schon unter guten Bedingungen etwas bringt, wirkt sich bei kritischen Verhältnissen erst recht positiv aus.
In Zusammenarbeit mit Lemken und Claas wurden Grubber und Schlepper für den Test mit Messtechnik ausgestattet. Mit aufgeklebten und kalibrierten Dehnungsmessstreifen an der Unterlenkerkoppelwelle und am Oberlenker konnte der Zugkraftbedarf des Grubbers überwacht werden. Durch kurze, frei hängende Ketten vorne am Grubberrahmen hatte der Fahrer zusätzlich im Blick, ob der Grubber auf konstanter Tiefe blieb.
Die Arbeitstiefe - die bei jeder Fahrt zusätzlich kontrolliert wurde - betrug durchgängig rund 17 cm. Außerdem wurde schräg zur üblichen Bearbeitungsrichtung gefahren sowie Fahrgassen und Vorgewende bei den Messfahrten ausgespart. Jede Messfahrt wurde drei Mal wiederholt.
Weil der Schlepper kein Radar hatte, lieferte das GPS-System Matrix von TeeJet die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit über Grund. Aus der Differenz zur Tachoangabe der Getriebegeschwindigkeit wurde dann der Schlupf berechnet.
In Zusammenarbeit mit Lemken und Claas wurden Grubber und Schlepper für den Test mit Messtechnik ausgestattet. Mit aufgeklebten und kalibrierten Dehnungsmessstreifen an der Unterlenkerkoppelwelle und am Oberlenker konnte der Zugkraftbedarf des Grubbers überwacht werden. Durch kurze, frei hängende Ketten vorne am Grubberrahmen hatte der Fahrer zusätzlich im Blick, ob der Grubber auf konstanter Tiefe blieb.
Die Arbeitstiefe - die bei jeder Fahrt zusätzlich kontrolliert wurde - betrug durchgängig rund 17 cm. Außerdem wurde schräg zur üblichen Bearbeitungsrichtung gefahren sowie Fahrgassen und Vorgewende bei den Messfahrten ausgespart. Jede Messfahrt wurde drei Mal wiederholt.
Weil der Schlepper kein Radar hatte, lieferte das GPS-System Matrix von TeeJet die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit über Grund. Aus der Differenz zur Tachoangabe der Getriebegeschwindigkeit wurde dann der Schlupf berechnet.
Mehr Flächenleistung
Bei allen Einsätzen saß derselbe Fahrer am Steuer. Wichtigstes Ziel war — wie meist auch in der Praxis — eine möglichst hohe Flächenleistung bei gleicher Arbeitstiefe. Dazu wurde bei allen Fahrten der Traktor-Tempomat auf hohe 18 km/h eingestellt, die der Schlepper bei dieser Arbeitsbreite und Tiefe trotz seiner 264 PS Maximalleistung nicht erreichen konnte.
Doch durch diese Einstellung wirkte sich in Zusammenarbeit mit dem stufenlosen Antrieb jedes Prozent weniger Schlupf direkt auf die Arbeitsgeschwindigkeit aus, ohne dass der Fahrer reagieren musste. Im Schnitt war das Gespann laut GPS zwischen 8 und knapp 10 km/h schnell.
Neben dem Schlupf hat natürlich auch der Dieselverbrauch pro Hektar interessiert. Die Werte stammen aus dem Cebis-System des Schleppers, das einen guten Vergleich der unterschiedlichen Varianten erlaubt. Es macht auch einen weiteren Vergleichswert möglich: Dafür wurde die Variante mit dem geringsten Schlupf zusätzlich mit der gleichen Effektivgeschwindigkeit wie die Kontrollvariante gefahren. Bei dann gleicher Flächenleistung lässt sich so die mögliche Dieseleinsparung pro Hektar beziffern.
Doch durch diese Einstellung wirkte sich in Zusammenarbeit mit dem stufenlosen Antrieb jedes Prozent weniger Schlupf direkt auf die Arbeitsgeschwindigkeit aus, ohne dass der Fahrer reagieren musste. Im Schnitt war das Gespann laut GPS zwischen 8 und knapp 10 km/h schnell.
Neben dem Schlupf hat natürlich auch der Dieselverbrauch pro Hektar interessiert. Die Werte stammen aus dem Cebis-System des Schleppers, das einen guten Vergleich der unterschiedlichen Varianten erlaubt. Es macht auch einen weiteren Vergleichswert möglich: Dafür wurde die Variante mit dem geringsten Schlupf zusätzlich mit der gleichen Effektivgeschwindigkeit wie die Kontrollvariante gefahren. Bei dann gleicher Flächenleistung lässt sich so die mögliche Dieseleinsparung pro Hektar beziffern.
Zwei Reifenvarianten
Nach den beiden eingesetzten Reifengrößen wird die Testreihe in zwei Teile getrennt: Zum Auftakt war der Schlepper mit den relativ kleinen Michelin AxioBib IF 650/85 R 38 hinten und 540/65 R 34 vorne bereift, um alle Varianten auszuprobieren. Beim zweiten Durchgang war der Traktor auf breiteren Good Year der Größe 800/70 R 38 hinten und 600/70 R 30 vorne unterwegs und es wurden alle Durchgänge — mit kleinen Änderungen — noch einmal getestet.
In den folgenden acht Punkten sind die Effekte der jeweiligen Maßnahmen für beide Reifengrößen zusammengefasst. Wegen der Übersichtlichkeit sind die einzelnen Varianten nach den Reifenfabrikaten benannt. Die Tendenzen lassen sich natürlich auch auf andere Fabrikate in den gleichen Dimensionen übertragen.
In den folgenden acht Punkten sind die Effekte der jeweiligen Maßnahmen für beide Reifengrößen zusammengefasst. Wegen der Übersichtlichkeit sind die einzelnen Varianten nach den Reifenfabrikaten benannt. Die Tendenzen lassen sich natürlich auch auf andere Fabrikate in den gleichen Dimensionen übertragen.
1. Kontrollvariante
Die schmaleren Michelin-Pneus waren auf 1,4 bar aufgepumpt. Der Axion trug keinen Ballast und wog beim Test 10,5 t. Ergebnis: 19 % Schlupf; 10,4 l/ha Verbrauch.
Auch die breite Good Year-Bereifung war bei der ersten Fahrt mit 1,4 bar unterwegs. Weil die Anbaukonsolen der Radgewichte schon in den Felgen saßen und Reifen und Felgen etwas größer waren, brachte der Axion hier 10,7 t auf die Waage. Ergebnis: 22 % Schlupf, 10,3 l/ha Verbrauch.
Auch wenn die Reifen größer sind: Stramm aufgepumpt verzahnten sie sich weniger als die Michelin-Reifen bei den ersten Testfahrten. Deshalb ist der Schlupf sogar 3 % höher als bei den kleineren Pneus — allein die Reifengröße macht es also nicht.
Auch die breite Good Year-Bereifung war bei der ersten Fahrt mit 1,4 bar unterwegs. Weil die Anbaukonsolen der Radgewichte schon in den Felgen saßen und Reifen und Felgen etwas größer waren, brachte der Axion hier 10,7 t auf die Waage. Ergebnis: 22 % Schlupf, 10,3 l/ha Verbrauch.
Auch wenn die Reifen größer sind: Stramm aufgepumpt verzahnten sie sich weniger als die Michelin-Reifen bei den ersten Testfahrten. Deshalb ist der Schlupf sogar 3 % höher als bei den kleineren Pneus — allein die Reifengröße macht es also nicht.
2. Weniger Luftdruck
Praxisüblich wurde vor der nächsten Fahrt der Reifendruck einheitlich auf 0,8 bar abgesenkt. Ergebnis: 17 % Schlupf, 10,1 l/ha Verbrauch. Unter den idealen Bodenverhältnissen ließ sich der Schlupf durch den abgesenkten Druck mit den Michelin-Reifen nur um rund 2 % senken. Weil der Schlepper nicht ballastiert war, konnte man den reduzierten Luftdruck nicht deutlich an den Flanken erkennen, der Reifen machte sich nicht besonders lang beim Ziehen. Nach der Erfahrung mit dem ersten Testlauf, haben wir dann bei den großen Reifen auf diese etwas halbherzige Variante verzichtet.
3. Druck weiter runter
Nach Reifentabelle (Traglasten bei Zugleistung) senkten die Tester den Druck bei den hinteren AxioBib-Reifen auf 0,6 bar ab. Ergebnis: 14 % Schlupf, 10,1 l/ha Verbrauch.
Bei diesem Druck machte sich der Reifen deutlich länger, der Schlupf lag um 5 % niedriger als bei der Kontrollvariante. Unter schwierigen Bedingungen wäre dieser Effekt noch deutlicher.
Gleicher Test mit 0,6 bar bei den Good Year-Reifen. Ergebnis: 15 % Schlupf, 9,8 l/ha Verbrauch. Hier brachte der sehr niedrige Luftdruck eine deutliche Verbesserung zur Ausgangssituation: 7 % weniger Schlupf und damit 7 % mehr Flächenleistung. Doch der große Reifen war immer noch nicht besser als der kleine. Für die optimale Verzahnung, also für das sogenannte Langmachen des tragfähigeren großen Reifens, fehlte scheinbar noch Gewicht.
Bei diesem Druck machte sich der Reifen deutlich länger, der Schlupf lag um 5 % niedriger als bei der Kontrollvariante. Unter schwierigen Bedingungen wäre dieser Effekt noch deutlicher.
Gleicher Test mit 0,6 bar bei den Good Year-Reifen. Ergebnis: 15 % Schlupf, 9,8 l/ha Verbrauch. Hier brachte der sehr niedrige Luftdruck eine deutliche Verbesserung zur Ausgangssituation: 7 % weniger Schlupf und damit 7 % mehr Flächenleistung. Doch der große Reifen war immer noch nicht besser als der kleine. Für die optimale Verzahnung, also für das sogenannte Langmachen des tragfähigeren großen Reifens, fehlte scheinbar noch Gewicht.
4. Mit 900 kg Frontgewicht
Der Reifendruck hinten blieb bei 0,6 bar, vorne wurde der Michelin nach Reifentabelle auf 1,0 bar aufgepumpt. Ergebnis:
12 % Schlupf, 10,2 l/ha Verbrauch. Im Vergleich zum Start steigt die Flächenleistung um 7 %. Zudem lief der Schlepper ruhiger, das Powerhopping, also das Hüpfen bei schwerer Zugarbeit, war fast verschwunden.
Die Good Year-Reifen mit gleichem Druck von 0,6 bar und 900 kg Frontgewicht: 10 % Schlupf und 9,8 l/ha Verbrauch. Das Frontgewicht senkte den Schlupf noch einmal um 5 %. Ohne großen Aufwand war jetzt also eine Verbesserung um insgesamt 12 % im Vergleich zur Ausgangslage drin und der große Reifen überholte den kleineren: Sein Potenzial wurde besser genutzt. Die Reifentabelle lässt bei den Reifen von Good Year mit 0,6 bar noch mehr Frontgewicht zu. Deshalb fuhr der Schlepper im nächsten Durchgang mit einem 1,5 t-Frontgewicht. Der Schlupf sank nur um ein weiteres Prozent auf 9 % (9,7 l/ha). Der Effekt des schweren Frontballasts war überschaubar — zumindest beim Radstand des Axion.
12 % Schlupf, 10,2 l/ha Verbrauch. Im Vergleich zum Start steigt die Flächenleistung um 7 %. Zudem lief der Schlepper ruhiger, das Powerhopping, also das Hüpfen bei schwerer Zugarbeit, war fast verschwunden.
Die Good Year-Reifen mit gleichem Druck von 0,6 bar und 900 kg Frontgewicht: 10 % Schlupf und 9,8 l/ha Verbrauch. Das Frontgewicht senkte den Schlupf noch einmal um 5 %. Ohne großen Aufwand war jetzt also eine Verbesserung um insgesamt 12 % im Vergleich zur Ausgangslage drin und der große Reifen überholte den kleineren: Sein Potenzial wurde besser genutzt. Die Reifentabelle lässt bei den Reifen von Good Year mit 0,6 bar noch mehr Frontgewicht zu. Deshalb fuhr der Schlepper im nächsten Durchgang mit einem 1,5 t-Frontgewicht. Der Schlupf sank nur um ein weiteres Prozent auf 9 % (9,7 l/ha). Der Effekt des schweren Frontballasts war überschaubar — zumindest beim Radstand des Axion.
5. Hilfe vom Grubber
Der Lemken-Grubber war mit einem Traktionsverstärker ausgestattet. Dabei zieht ein mit 190 bar vorgespannter Zylinder am Oberlenker und überträgt so Gewicht vom Grubber auf die Hinterachse des Traktors (auch bei anderen Grubberherstellern lieferbar). Allerdings sollte ein Frontgewicht angebaut sein, da der Schlepper ansonsten vorne zu stark entlastet wird. Der Traktionsverstärker war bei dem Grubber Serienausstattung, kostet ansonsten aber einen Aufpreis von rund 1 700 Euro ohne MwSt. Reifendruck und 900 kg-Frontballast blieben bei dieser Variante unverändert. Ergebnis: 10 % Schlupf, 10,0 l/ha Verbrauch.
Der Traktionsverstärker verbesserte den Grip der Hinterachse und senkte so den Schlupf der Michelin-Reifen noch einmal um 2 %. Im Vergleich zur Kontrollvariante konnte die Flächenleistung durch einfache Maßnahmen um 9 % verbessert werden.
Bei den Good Year-Reifen mit 0,6 bar sowie dem 1,5 t-Frontgewicht samt Traktionsverstärker sank der Schlupf knapp unter 8 %. Weil der Schlepper mit dem geringen Reifendruck und dem schweren Frontballast seine Leistung ohnehin mit sehr wenig Schlupf auf den Boden brachte, fiel der Effekt des Traktionsverstärkers relativ gering aus (unter ungünstigen Bedingungen wäre er deutlich höher). Im Vergleich zur Ausgangssituation konnte aber mit der Kombination der Maßnahmen die Flächenleistung um 14 % gesteigert werden.
Der Traktionsverstärker verbesserte den Grip der Hinterachse und senkte so den Schlupf der Michelin-Reifen noch einmal um 2 %. Im Vergleich zur Kontrollvariante konnte die Flächenleistung durch einfache Maßnahmen um 9 % verbessert werden.
Bei den Good Year-Reifen mit 0,6 bar sowie dem 1,5 t-Frontgewicht samt Traktionsverstärker sank der Schlupf knapp unter 8 %. Weil der Schlepper mit dem geringen Reifendruck und dem schweren Frontballast seine Leistung ohnehin mit sehr wenig Schlupf auf den Boden brachte, fiel der Effekt des Traktionsverstärkers relativ gering aus (unter ungünstigen Bedingungen wäre er deutlich höher). Im Vergleich zur Ausgangssituation konnte aber mit der Kombination der Maßnahmen die Flächenleistung um 14 % gesteigert werden.
6. Mit Radgewichten
Für diesen Durchlauf wurden Radgewichte montiert. Weil zunächst die Trägerkonsolen von innen und außen an der Felge montiert werden, mussten beide Felgen runter. Die jeweils 35 kg schweren Konsolen können aber später montiert bleiben. Die eigentlichen Radgewichte wogen je 267 kg. Am besten geht die Montage mit zwei Personen plus Gabelstapler mit Seitenhub. Die Fingerklemmgefahr ist nicht gering und je nach Übung dauerte die Montage bis zu einer Stunde. In der Praxis bleiben die Radgewichte deshalb meistens montiert.
Zusammen mit den Konsolen brachte diese Aktion rund 600 kg mehr Gewicht auf die Hinterachse des Axion. Der Listenpreis für die Radgewichte beträgt knapp 2 000 Euro ohne Mehrwertsteuer.
Für den Michelin-Testlauf wurden alle Einstellungen der Variante 5 beibehalten, den Traktionsverstärker allerdings abgeschaltet. Ergebnis: 10 % Schlupf, 10,0 l/ha Verbrauch — das ist das gleiche Ergebnis wie beim Durchgang mit Traktionsverstärker.
Ein etwas anderes Bild gab es bei den Reifen von Good Year: Hier stieg der Schlupf bei der Fahrt mit Radgewichten wieder auf 10 %, immerhin 2 % mehr als beim Traktionsverstärker. Anscheinend brachte der Zylinder mehr Gewicht auf die Hinterachse und nutzte so das Potenzial der Reifen besser aus.
Fazit: Ein Traktionsverstärker kann — zumindest unter den Testbedingungen — die aufwendigen Radgewichte mehr als ersetzen.
Zusammen mit den Konsolen brachte diese Aktion rund 600 kg mehr Gewicht auf die Hinterachse des Axion. Der Listenpreis für die Radgewichte beträgt knapp 2 000 Euro ohne Mehrwertsteuer.
Für den Michelin-Testlauf wurden alle Einstellungen der Variante 5 beibehalten, den Traktionsverstärker allerdings abgeschaltet. Ergebnis: 10 % Schlupf, 10,0 l/ha Verbrauch — das ist das gleiche Ergebnis wie beim Durchgang mit Traktionsverstärker.
Ein etwas anderes Bild gab es bei den Reifen von Good Year: Hier stieg der Schlupf bei der Fahrt mit Radgewichten wieder auf 10 %, immerhin 2 % mehr als beim Traktionsverstärker. Anscheinend brachte der Zylinder mehr Gewicht auf die Hinterachse und nutzte so das Potenzial der Reifen besser aus.
Fazit: Ein Traktionsverstärker kann — zumindest unter den Testbedingungen — die aufwendigen Radgewichte mehr als ersetzen.
7. Voller Einsatz
Zum Schluss kamen Frontgewicht, Traktionsverstärker und Radgewichte zum Einsatz. Auch der Innendruck war mit 0,6 bar hinten voll ausgereizt. Ergebnis: 8 % Schlupf, 9,9 l/ha Verbrauch. Damit lag die Flächenleistung im Vergleich zum Anfang selbst unter Idealbedingungen um 11 % höher — und das bei leicht geringerem Verbrauch.
Doch bei der Good Year-Variante konnte der maximale Aufwand keine weitere Steigerung herausholen: Der Schlupf blieb bei knapp unter 8 % — weniger scheint physikalisch kaum möglich zu sein.
Doch bei der Good Year-Variante konnte der maximale Aufwand keine weitere Steigerung herausholen: Der Schlupf blieb bei knapp unter 8 % — weniger scheint physikalisch kaum möglich zu sein.
8. Diesel sparen
Mit beiden Reifen wurden die Varianten mit dem geringsten Schlupf jeweils mit der gleichen GPS-Geschwindigkeit gefahren wie die Kontrollvarianten. Und bei beiden kam ein ähnliches Ergebnis heraus: Bei dann identischer Flächenleistung ließen sich unter den Testbedingungen 10 % Diesel pro Hektar einsparen, wenn man die Ballastierung und den Reifeninnendruck optimiert — eine lohnende Sache.
