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
3Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
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
4Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
Partikelfilter für die Landwirtschaft
• Für Transporter und Zweiachsmäher teilweise abWerk lieferbar.
• Traktorenimporteure bieten Partikelfilter-Lösungen an.
• Spezialisierte Firmen bieten die Partikelfilter-Nachrüstung an.
5Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
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.-
6Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
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.
7Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
Versuchsfahrzeuge
8Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
Versuchsfahrzeuge
9Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
Versuchsfahrzeuge
10Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
weitere Fahrzeuge
11Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
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
12Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
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 [%
]
13Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
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
14Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
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 -
09.1
2.20
04
09.1
2.20
04 -
07.0
2.20
05
Einb
au
07.0
2.20
05 -
22.0
3.20
05
22.0
3.20
05 -
19.0
4.20
05
19.0
4.20
05 -
23.0
5.20
05
23.0
5.20
05 -
21.0
6.20
05
21.0
6.20
05 -
19.0
7.20
05
19.0
7.20
05 -
29.0
8.20
05
29.0
8.20
05 -
29.0
9.20
05
29.0
9.20
05 -
07.1
1.20
05
07.1
1.20
05 -
05.1
2.20
05
05.1
2.20
05 -
06.0
1.20
06
06.0
1.20
06 -
14.0
2.20
06
14.0
2.20
06 -
14.0
3.20
06
14.0
3.20
06 -
18.0
4.20
06
18.0
4.20
06 -
18.0
5.20
06
18.0
5.20
06 -
14.0
6.20
06
14.0
6.20
06 -
12.0
7.20
06
12.0
7.20
06 -
10.0
8.20
06
10.0
8.20
06 -
11.0
9.20
06
11.0
9.20
06 -
06.1
0.20
06
06.1
0.20
06 -
08.1
1.20
06
08.1
1.20
06 -
12.1
2.20
06
12.1
2.20
06 -
11.0
1.20
07
11.0
1.20
07 -
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
07 -
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
08 -
07.0
3.20
08
07.0
3.20
08 -
19.0
5.20
08
19.0
5.20
08 -
10.0
7.20
08
10.0
7.20
08 -
08.0
9.20
08
08.0
9.20
08 -
18.1
1.20
08
18.1
1.20
08 -
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
15Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
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]
16Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
Unterhalt / Wartung
• Filterreinigung
17Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
Ursachen von Störungen
• Glühkerze defekt
• Probleme mit Filterüberwachung
• Filterschäden: Filter teilweise noch imPrototypenstadium
• Zu hohe Abgasgegendrücke
18Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
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]
19Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
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.
20Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
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
21Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
Ausblick: Abgasstufe 3B und 4(Einführung ab 1.1.2011)
Abgasnachbehandlung wird notwendig!
• Partikelfilter (Reduktion der Partikel)
• SCR-Systeme (Reduktion der Stickoxide)
22Marco Landis | © Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ARTPartikelfilternachrüstung bei Traktoren
Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit
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