iiii:‘1 Technik Rotor- und Schüttler-Mähdrescher im Vergleich: Gegen Motor oder gegen Verluste fahren? Bei Schüttler-Mähdreschern begrenzen in der Regel die Schüttler den Durchsatz, bei Rotor-Maschinen meist der Motor. Warum das so ist und wie man welches Druschsystem am besten fährt, beschreibt Prof. Dr. Thomas Rademacher von der FH Bingen. . II 11 -.‚ ‘ ( ‚‘ Bei Schuttler-Mdhdreschern begrenzen die Schüttler den Durchs otz, bei Rotor-Mohdreschern der Motor. Fotos: Küper (1), Rodemocher (5), Werhbilder (7) ie Maschine hat nicht genug Motor leistung“, so der Tenor vieler Fahrer von Rotor-Mähdreschern. Besonders bei Häckslerbetrieb und hohem Strohertrag oder feuchtem Stroh soll der Motor mehr leisten. Fast wie beim Feldhäcksler wird die Maschine so sehr gefüttert, dass die Motordrehzahl ein wenig gedrückt wird. Subjektiv empfindet der Fah rer selbst bei Maschinen der obersten Leis tungsklasse eine zu geringe Motorleis tung. Der Hersteller soll diesen Mangel mög lichst beseitigen, also die Motorleistung erhöhen. D profi 7/2015 Ein Rotor-Mähdrescher hat grund sätzlich eine flacher verlaufende Verlust-Durchsatz-Kennlinie als eine Schüttler-Maschine. Denn die Restkörner werden per Zentrifugalkraft aus dem Stroh abgeschieden, und die Strohschicht ist auf grund des schnelleren Durchflusses dünner als beim Schüttler. Daher kann die Rotor-Ma schine ohne übermäßige Zunahme der Ver luste bis auf maximalen Durchsatz getrimmt werden meist ist dann auch die Leistungs grenze des Motors erreicht. Der Sachverhalt lässt sich anhand der bei den Grafiken „Verlust-Durchsatz-Kennlinien — 64 beim Hybrid- und Schüttler-Mähdrescher“ erklären die Daten stammen hier aus zwei untersuchungen: Das erste Kurvenpaar zeigt einen direk ten Vergleich zwischen einer Schüttler Maschine (rote Kurve) und einem Hybrid Mähdrescher mit Einzelrotor zur Restkorn abscheidung (orange Kurve) bei einem Strohertrag von 7 t/ha. Beim zweiten Kurvenpaar wurde der orangen Verlust-Durchsatz-Kennlinie eine Kennlinie derselben Hybrid-Maschine bei höherer Strohfeuchte und höherem Stroher trag von 10 t/ha gegenübergestellt (blaue — wwwprofi.de Kurve). Der Durchsatz an Nicht-KornBestandteilen (NKB = Stroh und Spreu) war unter diesen schwierigen Erntebedingungen am höchsten. Jede Kurve besteht aus sechs Messpunkten. Die Fahrgeschwindigkeit und damit der NKB-Durchsatz werden von Messpunkt zu Messpunkt erhöht. Die blaue Kurve mit vier dicht beieinander liegenden Messpunkten zeigt deutlich, wie der Motor den Durchsatz begrenzt. Die Verlustgrenze von 1 % wurde unter diesen schwierigen Verhältnissen nicht erreicht. Diese hohen Verluste einer Schütt1er-Maschine mit Zentrifugalabscheider wurden nicht angezeigt. Zusätzlich geraten mehr Körner im Stroh auf die Schüttler, weil das Dreschwerk mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit immer mehr Material verarbeiten muss. Bis das Stroh auf den Schüttlern hinten ankommt, lagert es zunehmend dichter, weil die Halme durch das Schütteln immer mehr sortiert werden. Durch diese dicker und dichter werdende Strohschicht fallen die Körner nicht mehr per Schwerkraft hindurch, und es kommt zu steil ansteigenden Kornverlusten. Je höher der Strohertrag und je feuchter und schwe Strohschwad einer überlasteten Schütt1er-Maschine mit Zentrifugalabscheider drei Wachen nach der Ernte: 5 % Verluste. — . .- -... „Bei Schüttler Mähdreschern begrenzt die Rest kornabscheidung die Durchsatzleistung in der Ebene.“ Strohschwad eines Hybrid-Möhdreschers mit zwei Rataren drei Wachen nach der Ernte: Karnuerlusthöhe unter 1 %. Weniger als 1 % Verluste auch bei dieser Hybrid Maschine mit einem Rotor. ...‘,.. Verlust-Durchsatz-Kennhinien beim Hybrid- und Schüttler-Mähdrescher Kornverluste (%) 4.0 35 30 2.5 2.0 1,5 Kornverluste (%) Die Kornuerluste des Schuttler-Mahdreschers steigen ab etwa 65 % Durchsatz stark an, während die Kurve bei der Hybrid-Maschine deutlich flacher verläuft (NKB-Ertrag = 7 t/ha). Grafiken: Tovornik 4,0 Die Verlust-Durchsatz Kennlinien desselben Hybrid-Mahdreschers bei unterschiedlichem NKB Ertrag. Bei 10 t/ha war eine weitere Durchsatz steigerung nicht mehr mcglich, da die Leistungs grenze des Motors erreicht war. Schuttler-MD 30 2.5 2.0 1,5 Hybrid-MD 1.0 ----;-- NKB 7t/ha 1,0 0.5 0,5 0.0 0.0 30 40 50 60 Beim Vergleich der Restkornabscheidung 70 80 7/2015 100 110 120 Durchsatz NKB (%) 30 „Die Leistung von Rotor-Mähdreschern wird in ebenem Gelände vom Motor begrenzt.“ zwischen Schüttler und Rotor wird deutlich, dass die Kornverluste ab einem bestimmten Durchsatz (hier zwischen 0,5 und 1 %) bei der Schüttler-Maschine drastisch zunehmen. Einen derartigen Kur venverlauf zeigen alle Schüttler-Maschinen: Weil das Stroh mit nur etwa 1 m/s von den Schüttlern gefördert wird, nimmt die Dicke der Strohschicht mit steigendem Durchsatz immer weiter zu. profi 90 40 50 rer das Stroh, desto stei ler verläuft die Verlust Durchsatz- Kennlinie. Deshalb werden korrek terweise die Körnerver luste in Abhängigkeit vom NKB-Durchsatz dar gestellt (nicht vom Korndurchsatz). In diesem Vergleichsbeispiel wurde der maximale Durchsatz der Hyb rid-Maschine bei 7 t/ha NKB-Ertrag (orange Kurve) gleich 100 % gesetzt. Bei 1 % Kornverlust erreicht sie fast 30 % mehr Durchsatz als der Mähdrescher mit Schüttlern. 65 60 70 80 90 100 120 110 Durchsatz NKB (%) Nach Ernten unter besonders schwie rigen Bedingungen wie 2014 abge — sehen von Norddeutschland zeigen sich die Kornverluste in Form des auflaufenden Ausfallgetreides in besonderem Maße. Denn vielerorts setzte unmittelbar nach der Ernte Regen ein, der die Strohbergung und Stop pelbearbeitung verzögerte. Dann sind die Unterschiede zwischen Schüttler- und im gegebenen Beispiel Hybrid-Mähdrescher besonders deutlich zu erkennen. Die von solchen „grünen Teppichen“ erzeugten ackerbaulichen Probleme werden hier nicht angesprochen. — www profi rio ii‘il1 Technik Beim soge nannten kon uentionellen Fur eine bessere Dreschwerk mit Dresch- und Wendetrommel sorgen nur die Schuttler fur die Rest RestIzornabschei dung unter schwie rigen Erntebedingungen werden Schüttler-Mohdrescher mit Zentrifugalabscheidern ausgestattet. hornabscheidung. SchüttlerMähdrescher HybridMähdrescher Axialrotor Mähdrescher tangential Dresch + Wende-Trommel Besch leun iger + Dresch + Wende-Trommel Dreschtrommel + Wende+ Zentrifugalabscheide (+ Wende)-Trommel Dresch- + Leit + Zentrifugalabscheide + Wende-Trommel tangential + axial Dresch- + Wende+ Zuführ-Trommel Beschleuniger + Dresch + Zuführ-Trommel axial Hat der Mahdrescher einen Hangausgleich, so fährt er abhängig vom System und von der Hangneigung entweder gegen die Schüttler oder gegen die Reinigung oder gegen beide Baugruppen. Dies gilt allgemein auch für Rotor-Mähdrescher, die jedoch auf grund der zentrifugalen Zwangsabschei dung von Rotor bzw. Rotoren wesentlich seitenhangstabiler arbeiten als Schütt1er-Maschinen. Zufuhrtrommel 1 oder 2 Dresch und Abscheiderotoren + Auswurftrommel Bei Rotor-Maschinen werden die Rotor-Kornverluste exakter ange Druschsysteme im Vergleich Dresch- und Abscheidesysteme aktueller Mahdrescher in Abhängigkeit vom Gutfluss Gutfluss Dreschwerk 0jng 1 Schuttler + 1 oder 2 Ax ialzi nkenrotoren zeigt als bei Schüttler-Mähdreschern die Schüttlerverluste. Denn aufgrund der gerin gen Schichtdicke prallen vergleichsweise mehr Körner gegen die Sensoren. Erfah rungsgemäß sind Fahrer und Landwirt posi Bei Mähdreschern mit Schüttlern wurde die Motorleistung in den ver gangenen Jahrzehnten gesteigert. 5 % Kornverluste wur „Die Verlust-Durchsatz-Kennlinie den 2014 auf vielen verläuft beim Rotor-Mähdrescher Schlägen überschrit Davon hätte und in Hangje bei Häckslerbetrieb ten. Vor allem flacher als bei einer Schüttler nach Ertrag und Frucht lagen wird diese Leistung auch genutzt. Die Maschine.“ der Lohnunternehmer Motoren weisen einen steilen Drehmomentkön Drehzahl bezahlt werden anstieg auf, ihre muss möglichst konstant bleiben. Denn die Drehzahl der nen. Bei korrekt einge tiv überrascht, wie wenig Verlustkorn hin Schüttlerwellen darf nicht absinken, um eine stellten Schüttler-Mähdreschern sind bei der ter dem Mähdrescher auf dem Boden liegt, immer Flächen die Schüttmaximale Restkornabscheidung sicherzu Ernte auf ebenen nachdem der Monitor höhere Kornverluste leistungsbegrenzende Baugruppe. stellen. 1er die angezeigt hat. Wird das Stroh abends feuch Fahrer sozu diese Maschinen Also sollte der Bei Schwadablage in der Ebene ist selbst bei die Kornverluste bei allen ter, so nehmen sagen immer gegen die Schüttlerverluste schwierigen Ernteverhältnissen genügend Mähdreschern zu. Motorleistung vorhanden. Eine Uberlastung fahren (und nicht gegen die Motorleistung). Bei Hybrid-Mähdreschern wird dann die der Abscheideorgane spürt der Fahrer oft Rotordrehzahl und damit die Restkornab Anders am Seitenhang: Bei Mäh gar nicht. Hinzu kommt das Problem der scheidung erhöht und bei ansonsten korrek dreschern ohne Fahrwerk- oder Reinigungs Genauigkeit der installierten Kornverlust ter Einstellung nur noch gegen den Motor Hangausgleich wird die Leistung bei der sensoren: Nimmt die Strohschichtdicke zu, gefahren. Ernte am Seitenhang grund fallen relativ weniger Körner Bei Axialrotor-Maschinen nehmen die Ver sätzlich von der Reinigung auf den Sensor. Die angezeig „Schüttler luste dann umso mehr zu, je weiter der begrenzt. Talseitig wird die ten Kornverluste nehmen Motor gedruckt wird. Denn auch die RotorReinigung überlastet, und nicht zu, aber die tatsäch Mähdrescher drehzahl und damit die Restkornabschei bergseitig entweicht der Wind. lichen Kornverluste sind weit mit müssen dung nehmen trotz maximal eingestellter über dem 1-%-Niveau. Wer Das sonst ubliche Gleichge Rotordrehzahl ab. Bei einigen Modellen dann nicht hinter die Maschine konstant hoher wicht aus Windsichtung und kann der Strohdurchfluss durch Umstellen schaut und den Verlustmoni Absiebung bricht zusammen. Drehzahl tor justiert, der produziert der Leitschienen etwas beschleunigt wer Der Fahrer fährt die Maschine grüne Ausfallgetreidefelder den. Meist muss die Fahrgeschwindigkeit nach Anzeige des Reinigungs arbeiten.“ oder -streifen reduziert werden. Verlustmonitors. profi 7/2015 66 www.lJrufI.cl Klassische /xialfIuss-Maschinen dreschen und scheiden nur mit ein oder zwei längs ange ordneten Rotoren ab. „Trommeln‘ dienen nur zur Zuführung und zum Auswerten des Materials. Beim Hybrid Möhdrescher sind Tangentialfluss Dreschwerize - mit einem oder zwei Rotoren zur Rest Izarnabscheidung hambiniert. •Und bei Schüttler-Mähdreschern kann nur mit einer Verringerung der Fahrgeschwin digkeit reagiert werden. Denn trotz inten siver Dreschwerkeinstellung können sonst die Restkörner nicht mehr zuverlässig abge schieden werden. Wird die Motorleistung eines Rotor Mähdreschers optimiert, so erntet er mit stabilerer Drehzahl und ist selbstver ständlich unter schwierigen Erntebedingun gen leistungsstärker. Darüber freuen sich Landwirt und Lohnunternehmer jedoch wie lange? Denn logisch ist, dass eine höhere Motor leistung eine stärkere Belastung des gesam ten Antriebsstrangs zur Folge hat. Sind diese nicht konstruktiv für solche Belastungen ausgelegt, so folgen teure Reparaturen z. B. defekte Riemen, Wellen. Lager oder Variatoren. Diese Kosten werden zwar bemängelt, aber sie sind hausgemacht. Denn ein Mähdrescher mit überdimensioniertem Antriebsstrang wäre teurer und schwerer. Gerade das soll den Kunden erspart bleiben. — — Besonders wichtig ist der Dieselver brauch: Die Schwerkraftabscheidung per Schüttler kostet viel weniger Motorleistung als die Zentrifugalabscheidung per Rotor. Diese Energie findet sich in Form des kür zeren Strohs auf dem Acker wieder logisch. Dennoch ist der Dieselverbrauch aktueller Rotor Mähdrescher pro Tonne Druschgut geringer als der von Schüttler-Maschinen. Denn Rotor-Mähdrescher werden so stark mit Erntegut belastet, dass die Motordreh zahl bei mehr als 80 % Auslastung etwas — „Am Seitenhang bestimmt die Reinigung die maximale Leistung bei allen Mähdreschern ohne Hangausgleich.“ — gedrückt wird und somit der spezifische Kraftstoffverbrauch des Motors abnimmt. Dann wird der Mähdrescher bei erreichtem hohem Durchsatz insgesamt effizienter als eine Schüttler-Maschine. Würde die Motorleistung des Rotor- Mähdre schers erhöht, so würde er bei höherer Motordrehzahl arbeiten. Die Folge wäre zwangsläufig ein höherer Dieselverbrauch. Denn ähnlich wie beim Feldhäcksler oder Traktor ist der Dieselverbrauch im Bereich der Nenndrehzahl höher als im gedrückten Drehzahlbereich. Ist der Motor bereits hoch ausgelas tet und muss dann noch der Bunker entleert werden, schalten einige Herstel ler den Boost zu, um weiteren Drehzahlab fall zu verhindern. Andere Fabrikate neh men einen geringen Drehzahlabfall in Kauf, wobei das Drehmoment jedoch so steil ansteigt, dass die Motordrehzahl nicht noch weiter abfallt. Das hat natürlich seine Gren zen, so dass der Mähdrescher bei „Uberfüt terung“ zugefahren werden kann. Deshalb ist es gerade bei Rotor-Maschinen sinnvoll, beim Überladen während der Ernte den Durchsatz etwas zu reduzieren. Ansonsten fahren professionelle Fahrer ob manuell per Fahrhebel oder mit auto matischer Durchsatzregelung den RotorMähdrescher möglichst bei einer Motoraus lastung von 100 % und damit am effizien testen. Das Fahren an der Motorauslas tungs- plus Kornverlustgrenze ist präziser als ausschließlich an der Kornverlustgrenze. Es verhindert unkontrolliert hohe Kornver loste und vermittelt ein sicheres Gefühl — „Rotor-Mähdrescher können bei hoher Motorauslastung effizient genutzt werden.“ flrofi 7/2015 — 67 Wir halten fest: Haufig wird bei Rotor Mähdreschern eine zu geringe Motorleistung bemängelt. Diese Maschinen können mit ein wenig gedrückter Motordrehzahl bei ent sprechend hoher Motorauslastung effizient genutzt werden. Weil dann die Kornverluste noch nicht steil ansteigen, könnte eine höhere Motorleistung dem Mähdrescher zu noch höherem Durchsatz verhelfen. Dann steigen jedoch der Dieselverbrauch und meist auch die Reparaturkosten. Bei Schüttler-Maschinen ist eine konstant hohe Drehzahl der Schüttlerwellen erfor derlich. Daher muss auch der Motor mit konstant hoher Drehzahl arbeiten. Die Mäh „Aktuelle RotorMaschinen verbrauchen pro Tonne Druschgut weniger Diesel als Schüttler— Mähdrescher.“ drescher verfügen über ausreichend Leis tungsreserven, und somit begrenzt fast immer die Abscheideleistung der Schüttler die Druschleistung. Die Kornverluste neh men vor allem bei schwerem, feuchtem Stroh drastisch zu und werden darüber hin aus nur noch in geringerem Maße vom Korn verlustmonitor angezeigt. Dies zeigt sich dann in Form massiv auflaufender Kornverluste. Bei gut eingestellten Rotor-Maschinen im gegebenen Beispiel ein Hybrid-Mähdrescher begrenzt der Motor die Druschleistung. Übermäßig ansteigende Kornverluste und damit Erntekosten werden dadurch vermie den. Der Fahrer ist sozusagen auf der siche ren Seite. Erfahrungsgemäß wird dies durch den geringeren Auflauf von Verlustgetreide bestätigt. Die Folge: Mehr Zufriedenheit bei Fahrern, Lohnunternehmern und Landwir ten (wenn man vielleicht von Einbußen in der Strohqualität absieht). — — www roti dc
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