Partikelfilter- Nachrüstung bei Traktoren · Deutz-Fahr Agrotron K100 1 10 100 1 000 10 000 100...

Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVDForschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART

Partikelfilter-Nachrüstung bei Traktoren

24 .Juni 2009

Marco Landis, Isidor Schiess

2Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren

Bestand dieselbetriebener Landmaschinen in der Schweiz (Jahr 2000)

Quelle: landwirtschaftliche Betriebszählungen

110'000

23'000

5'000

3'800

12'000

360


Emissions-Gesetzgebung für Traktoren

Verschärfung der Abgasgrenzwerte(75-130 kW)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

NOx [g/kWh]

PM [g

/kW

h]

Stufe 1

Stufe 2Stufe 3A(NOx+HC)

Stufe 3BStufe 4

Für Traktoren gelten folgende EU-Richtlinien:

• 2000/25/EG

• 2005/13/EG


Partikelfilter für die Landwirtschaft

• Für Transporter und Zweiachsmäher teilweise abWerk lieferbar.

• Traktorenimporteure bieten Partikelfilter-Lösungen an.

• Spezialisierte Firmen bieten die Partikelfilter-Nachrüstung an.


Massnahmen in der Schweiz

• Finanzielle Anreizsysteme für schwere landwirtschaftlicheFahrzeuge (Kanton Zug bezahlt Fr. 4‘000.- pro ausgerüstetes Fahrzeug)Reglement vom 28. September 2006

• Betriebsverbot für land- und forstwirtschaftliche Dieselfahrzeugebei überschreiten des PM10 Tagesgrenzwertes um Faktor 3 übermehrere Tage. Interkantonales Interventionskonzept PM10: Temporäre Massnahmen bei ausserordentlich hoher Luftbelastung durch zuviel Feinstaub (Wintersmog –PM10) vom 21.9.2006

• Technologieprojekt des Kantons BernAusrüstung von 25 landwirtschaftlichen Maschinen mit Partikelfiltern. Kanton bezahlt 75% der Kosten, max. SFr. 12‘000.-


Projekt Partikelfilter auf Traktorenan der Agroscope ART in Tänikon

Projekt mit Unterstützung durch das BAFU

Ziel: Evaluierung von wirksamen und kostengünstigen Partikelfiltersystemen für landwirtschaftliche Traktoren.


Versuchsfahrzeuge


weitere Fahrzeuge


Reduktion des PartikelausstossesEinfluss Dieselpartikelfilter auf Partikelanzahl

Deutz-Fahr Agrotron K100

1

10

100

1 000

10 000

100 000

1 000 000

10 000 000

100 000 000

Messpunkt 1 Messpunkt 2 Messpunkt 3 Messpunkt 4 Messpunkt 5 Messpunkt 6

Messpunkte entsprechend FAT 6-Stufen Test

Part

ikel

anza

hl [1

/cm

3 ] (lo

g)vor Filter

nach Filter

Umgebungsluft


Abscheidewirkung mit zunehmendem Alter des Filters

Abscheidegrad nach unterschiedlicher Betriebszeit des PartikelfiltersLindner Geotrac 65

90%

91%

92%

93%

94%

95%

96%

97%

98%

99%

100%

161 405 618 864

Betriebsstunden seit Einbau [h]

Absc

heid

egra

d [%

]


Reduktion von HC und CO durch CRT SystemEinfluss Partikelfilter auf Abgasemissionen

Valtra 6350 rot

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

Kohlenwasserstoffe HC Stickoxyde NOx Kohlenmonoxyd CO

Emis

sion

en g

ewic

htet

[g/k

Wh]

, bez

ogen

auf

ZW

-Lei

stun

g

vor Filtereinbauvor Filternach Filter


Veränderung des Gegendrucks durch Filtereinbau

GegendruckLindner Geotrac 65

0

20

40

60

80

100

120

14018

.12.

2003

- 14

.01.

2004

14.0

1.20

04 -

10.0

2.20

04

10.0

2.20

04 -

15.0

3.20

04

15.0

3.20

04 -

18.0

5.20

04

18.0

5.20

04 -

21.0

6.20

04

21.0

6.20

04 -

04.0

8.20

04

04.0

8.20

04 -

25.1

0.20

04

25.1

0.20

04 -

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2.20

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09.1

2.20

04 -

07.0

2.20

05

Einb

au

07.0

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22.0

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3.20

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19.0

4.20

05

19.0

4.20

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6.20

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7.20

05

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7.20

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29.0

8.20

05

29.0

8.20

05 -

29.0

9.20

05

29.0

9.20

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05

07.1

1.20

05 -

05.1

2.20

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05.1

2.20

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06.0

1.20

06

06.0

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14.0

2.20

06

14.0

2.20

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14.0

3.20

06

14.0

3.20

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18.0

4.20

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4.20

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5.20

06

18.0

5.20

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6.20

06

14.0

6.20

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7.20

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7.20

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8.20

06

10.0

8.20

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9.20

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06.1

0.20

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06

08.1

1.20

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2.20

06

12.1

2.20

06 -

11.0

1.20

07

11.0

1.20

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08.0

3.20

07

08.0

3.20

07 -

07.0

5.20

07

07.0

5.20

07 -

06.0

7.20

07

06.0

7.20

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04.0

9.20

07

04.0

9.20

07 -

31.1

0.20

07

31.1

0.20

07 -

10.0

1.20

08

10.0

1.20

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07.0

3.20

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07.0

3.20

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5.20

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7.20

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18.1

1.20

08

18.1

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29.0

1.20

09

29.0

1.20

09 -

29.0

4.20

09

Dru

ck [m

bar]

StandardabweichungMaximalwert95% PerzentilMittelwert

vor Einbau nach Einbau


Unterhalt / Wartung

Ascheablagerungen im Filter

AbgasgegendruckFendt 411 Vario

0

50

100

150

200

250

300

0 100 200 300 400 500 600

Betriebsstunden [h]

Abg

asge

gend

ruck

[mba

r]


Unterhalt / Wartung

• Filterreinigung


Ursachen von Störungen

• Glühkerze defekt

• Probleme mit Filterüberwachung

• Filterschäden: Filter teilweise noch imPrototypenstadium

• Zu hohe Abgasgegendrücke


Ursachen von Störungen

• Zu geringe Abgastemperatur bei passivem System

Einfluss geringe Abgastemperatur auf AbgasgegendruckMc Cormick CX75L

0

100

200

300

400

500

600

460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470

Betriebsstunden [h]

Abgasgegendruck [mbar]

Abgastemperatur [°C]


Fazit PartikelfilterprojektZwischenstand nach zirka 2000 Betriebsstunden einzelner Traktoren

• Partikelfilter halten im Neuzustand über 99 % der Russpartikelzurück.

• Zwei Fahrzeuge ohne Probleme.

• Leichte Störungen, wie zu hoher Gegendruck bei erstem Aufbauversuch, Störungen in der Filterüberwachung.

• Bei fünf Fahrzeugen Filterschäden.

• Kosten ca. Fr. 10‘000 bis 15‘000 für einen mittleren Traktor und einfaches Filtersystem.Dazu kommen noch Betriebskosten (Additiv, Filterreinigung).

• Noch keine Langzeiterfahrungen.

• Wartung absolut notwendig.


Nachrüstung von PartikelfilternEs gibt kein universelles Filtersystem. Jeder Einbau muss individuell auf das Fahrzeug abgestimmt werden.

Platzierung

Filtergrösse

Regenerationssystem

Fortschritte Neue Filtersysteme auf dem Markt

Mehr Erfahrung bei der Ausrüstung

Trend geht in Landwirtschaft Richtung aktiver Systeme


Ausblick: Abgasstufe 3B und 4(Einführung ab 1.1.2011)

Abgasnachbehandlung wird notwendig!

• Partikelfilter (Reduktion der Partikel)

• SCR-Systeme (Reduktion der Stickoxide)


Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit

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