Agrarwirtschaft. Prof. Dr. agr. Thomas Rademacher

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1 Agrarwirtschaft Prof. Dr. agr. Thomas Rademacher (Einfache) Methodik zur Messung von Arbeitsqualität und Verlust-Durchsatz-Verhalten von Mähdreschern unter Feldbedingungen Institut für - Universität Hohenheim 12. und 13. September 2013 TR13 FHBingen

2 Probleme: einfache, zielgemäße Messmethode Kunden-Mähdrescher - wenig zusätzliche Anforderungen an den Fahrer - keine Ausrüstung mit externer Messtechnik - fast kein Aufenthalt des MD während der Erntearbeiten Messschalenmethode - Messschalen - Probenahme - Zuordnung der Ergebnisse zur beernteten Teilfläche - Berechnung der Kornverluste - Schwadablage/Häckslerbetrieb Ziele: Erarbeitung von realitätsbezogenen Ergebnissen mit geringem technischem Aufwand Analyse von Maßnahmen zur Optimierung der MD-Einstellung Methodik MD Arbeitsqualität u. -leistung Probleme und Ziele

3 Kornabscheidung Ausdrusch Aufnahmeverluste Gutfluss Bruchkornanteil NKB-Anteile Verlusthöhe - gesamt Reinigung und Restkornabsch. Vorsatzeinstellung Haspel Schneidtischlänge Durchsatz Dreschwerkeinstellung Rotor/eneinstellung Reinigungseinstellung Überkehrmenge Einflussgrößen auf die Arbeitsqualität beim Mähdrusch non stop Abb. Werkbild Claas

4 Versuchsdurchführung im Feld MD-Prüfung/MD-Vergleich/V-D-Kennlinie Foto: Rademacher 2010

5 Vorbereitung Feld: 1. Wahl einer Teilfläche mit homogenem Druschfruchtbestand 2. Fahrgasse ernten, so dass genügend Platz frei bleibt für zwei Messfahrten zwischen zwei Fahrgassen 3. Abstecken der Messstrecken Vorbereitung MD: 1. MD mit Datalogging ausgerüstet 2. Abstimmung der Vorgehensweise und Variablen mit Fahrer 3. tatsächliche Schnittbreite einhalten 4. Schnitthöhe betriebsüblich keine Änderung zwischen den Strecken 5. Entleeren des Bunkers vor jeder Messfahrt Messfahrt: 1. MD auf allen Messstrecken mit konst. oder var. Durchsatz, oder mit veränderten Einstellungen fahren 2. auf zweiter Hälfte der Strecke Schalen unter den MD werfen 3. Kornprobenahme nach dem Wurf von zwei Schalen Versuchsdurchführung im Feld MD-Prüfung/MD-Vergleich/V-D-Kennlinie Foto: Rademacher 2010

6 Grundvoraussetzung für versuchszielgemäße Ergebnisse: exakte Platzierung der Messschalen (Fläche: 0,57 m²) mittig unter dem MD durch Ausrichten mit Hilfe einer Schnur Messmethoden MD-Prüfung/MD-Vergleich/V-D-Kennlinie Mähdrescherprüfung - Schalenmethode

7 Messmethoden MD-Prüfung/MD-Vergleich/V-D-Kennlinie Foto: Rademacher 2010

8 Arbeitsqualität MD - Probennahme: 1. Kornverluste: Schalen entweder zwischen den Achsen mittig unter den MD oder hinter den Hinterrädern mittig unter die Hinterachse werfen 2. Kornproben auf jeder Strecke an der Bunkerbefüllschnecke per Stileimer entnehmen (Probennehmer fährt mit) Druschfruchtbestand (Erntebedingungen): 1. Korn- und NKB-Ertrag: entlang der Strecken mit Heckenschere auf Stoppelhöhe ganze Pflanzen von definierten Flächen (4 x 0,5 m²): Probendrescher 2. Kornfeuchte: Messgerät 3. Strohfeuchte: Trockenschrankmethode Messmethoden MD-Prüfung/MD-Vergleich/V-D-Kennlinie Foto: Rademacher 2010

9 MS 1.1 V F 1 MDE: fix VP: 1.1; ; 1.4 KP: 1.1 MS 1.2 V F 2 MDE: fix VP: 2.1; ; 2.4 KP: 1.2 MS 1.3 V F 3 MDE: fix VP: 3.1; ; 3.4 KP: 1.3 MS 1.4 V F 4 MDE: fix VP: 4.1; ; 4.4 KP: 1.4 MS 1.5 V F 5 MDE: fix VP: 5.1; ; 5.4 KP: 1.5 MS 1.6 V F 6 MDE: fix VP: 6.1; ; 6.4 KP: 1.6 MS 2.1 V F 1 MDE: var. VP: 1.1; ; 1.4 KP: 2.1 MS 2.2 V F 2 MDE: var. VP: 2.1; ; 2.4 KP: 2.2 MS 2.3 V F 3 MDE: var VP: 3.1; ; 3.4 KP: 2.3 MS 2.4 V F 4 MDE: var VP: 4.1; ; 4.4 KP: 2.4 MS 2.5 V F 5 MDE: var. VP: 5.1; ; 5.4 KP: 2.5 MS 2.6 V F 6 MDE: var. VP: 6.1; ; 6.4 KP: 2.6 Länge einer Messfahrt: min. 600 m (MS: min. 100 m) Fahrtrichtung V F : variabel, oder fix, oder Durchsatzregler aktiviert MDE: fix = MD-Standardeinstellung; MDE: var. = alle MD-Einstellungen Legende: MS = Messstrecke; MD = Mähdrescher; V F = Fahrgeschwindigkeit; MDE = Mähdreschereinstellung; VP = Kornverlustprobe; KP = Kornprobe Versuchsanlage im Feld MD-Prüfung/MD-Vergleich/V-D-Kennlinie Mähdrescherprüfung - Schalenmethode

10 pro Versuch: 48 Verlustproben (VP) und 12 Kornproben (KP) Arbeitsqualität MD - Probenauswertung: 1. Kornverlustproben (VP): - Schwadablage: Bonitur der Fruchtstände oberhalb jeder Schale auf unausgedroschenes Korn - Häckslerbetrieb: Vorreinigung der VP mit einem Sieb - Hauptreinigung per Windsichter Kleinteile (Mehl) und Bruchkörner verbleiben in VP 2. Kornproben (KP): - Bruchkornanteil Selektion aller beschädigten Körner und Bruchstücke von Hand aus 100 g KP - NKB-Anteil Reinigung der KP mit Schüttelsieb/Probenreiniger Messmethoden MD-Prüfung/MD-Vergleich/V-D-Kennlinie Mähdrescherprüfung - Schalenmethode

11 Messgrößen Druschfruchtbestand (Erntebedingungen): 1. Druschfruchtart 2. Druschfruchtsorte 3. Korn:NKB-Verhältnis (Frischmasseverhältnis 1:.) 4. Kornfeuchte (Wassergehalt in v. H.) 5. Strohfeuchte (Wassergehalt in v. H.) Messgrößen Arbeitsqualität MD: 1. Kornverluste in Gramm pro VP 2. Bruchkornanteil in g/100g bzw. v. H. der geernteten Kornmasse (im Kornbunker) 3. NKB-Anteil in g/kp bzw. v. H. der geernteten Kornmasse 4. Bruchkornanteil in den Kornverlusten in g/vp bzw. v. H. der geernteten Kornmasse alle anderen Kennwerte: Datalogging Messgrößen MD-Prüfung/MD-Vergleich/V-D-Kennlinie Mähdrescherprüfung - Schalenmethode

12 Fahrgeschwindigkeit Ertrag Korndurchsatz Zeit [h] [km/h] [t/ha] [t/h] [%] [Impulse] [Impulse] 18:22: ,0 12,6 66, :22: ,0 11,6 59, :22: ,0 12,0 62, :23: ,0 12,3 63, :23: ,2 11,6 60, :23: ,5 11,6 60, :23: ,5 12,6 70, :23: ,5 11,9 68, :23: ,5 11,3 65, :23: ,5 11,9 68, :23: ,5 12,1 70, :23: ,5 11,6 67, :23: ,5 11,1 64, :23: ,5 12,3 70, Motorauslastung Abscheideverluste Reinigungsverluste Ende der vorherigen Messstrecke Wechsel der Messstrecke Stabilisierungsphase Beginn der nächsten Messstrecke Auszug Datalogging - Durchsatzsteigerung Versuch Triticale

13 [%-P.] 100 rel. grain losses y = 2E-06x 3,7634 R² = 0,8772 y = 3E-08x 4,6266 R² = 0, [%] 105 rel. grain feedrate optimized machine settings standard machine settings maximum value of dependent variable = 100 % (percentage points) Mähdreschereinstellungen: CEMOS optimiert versus Standardeinstellungen Ergebnisse V-D-Kennlinien Triticale BA-Arbeit FH-Bingen, Volkmar 2010

14 110 [%-P.] 100 rel. damage y = 32861x -1,381 R² = 0,7645 y = 9546,1x -1,071 R² = 0, [%] 105 rel. grain feedrate optimized machine settings standard machine settings maximum value of dependent variable = 100 % (percentage points) Mähdreschereinstellungen: CEMOS optimiert versus Standardeinstellungen Ergebnisse Bruchkorn-D-Kennlinien Triticale BA-Arbeit FH-Bingen, Volkmar 2010

15 100 [%-P.] 80 [%] rel. grain damage y = 2,5266e 0,038x R² = 0,7795 y = 2,3371e 0,0381x R² = 0, [%] 110 rel. threshing intensity rel. total grain damage rel. grain damage in the bin maximum value of dependent variable = 100 % (percentage points) Mähdreschereinstellungen: Gesamt-Bruchkornanteil und Bruchkornanteil im Kornbunker über der Druschintensität Ergebnisse von 2 Messfahrten Ergebnisse - Bruchkorn-Druschintensitäts- Kennlinien Weizen BA-Arbeit FH-Bingen, Mayer 2011

16 [%-P.] 100 rel. rapeseed losses y = 0,0091x 2,0237 R² = 0,9554 y = 0,0037x 2,0754 R² = 0, [%] 110 rel. rapeseed feedrate standard machine settings CEMOS automatic maximum value of dependent variable = 100 % (percentage points) Mähdreschereinstellungen: Standardeinstellung von Rotoren und Reinigung versus automatische Einstellung bei identischer Dreschwerkeinstellung Ergebnisse V-D-Kennlinien Raps BA-Arbeit FH-Bingen, Fehl 2013

17 [%-P.] 100 rel. grain losses [%] rel. grain feedrate first test drive average first test drive second test drive average second test drive maximum value of dependent variable = 100 % (percentage points) zwei Messfahrten mit jeweils aktiviertem Durchsatzregler und automatischer Einstellung von Rotoren und Reinigung (CEMOS-Automatik) identischer Durchsatz bei nahezu identischen Kornverlusten Ergebnisse V-D-Kennpunkte Feldeinsatz heterogener (Stroh) Weizen BA-Arbeit FH-Bingen, Fehl 2013

18 [%-P.] rel. grain losses [%] rel. grain feedrate 60 [%] engine capacity level grain losses level first test drive average first test drive first drive engine capacity level first drive grain loss level second test drive average second test drive second drive engine capacity level scond drive grain loss level Zwei Messfahrten mit jeweils aktiviertem Durchsatzregler und automatischer Einstellung von Rotoren und Reinigung (CEMOS-Automatik) identischer Durchsatz bei nahezu identischen Kornverlusten die Werte der mittleren Motorauslastung (Schwadablage) sowie der angezeigten Kornverluste verhalten sich ähnlich Ergebnisse V-D-Kennpunkte Feldeinsatz heterogener (Stroh) Weizen BA-Arbeit FH-Bingen, Fehl 2013

19 Problem: Einfache Prüfmethode ohne Umrüstung des MD bei geringen Kosten im laufenden Erntebetrieb Ziel: Nachvollziehbare, zielgemäße Ergebnisse Methode: Verlustschalenmethode kombiniert mit Datalogging hohe Probenanzahl: 6 Messpunkte pro Kennlinie a 4 Wiederholungen = 24 Verlustproben 1 Kornprobe pro Messpunkt (Messstrecke) = 6 Kornproben exakte Ablage der Messschalen mittig unter dem MD hoher Reinigungsaufwand und kritische Arbeitssicherheit nachvollziehbare Ergebnisse mit für Feldversuche üblichen/hohen Bestimmtheitsmaßen der Regressionsfunktionen => Messschalenmethode kombiniert mit Datalogging = akzeptables Prüfverfahren zur Messung von Gesamtverlusten DLG hat diese Methode 2013 praktiziert ohne Datalogging haben der Einsatz von Durchsatzregler und teilautomatischer Mähdreschereinstellung das Ende der klassischen V-D-Kennlinie zur Folge? Ergebnisse der Messschalenmethode liefern Ansätze zur Weiterentwicklung von Einstellstrategien und Prüfverfahren Methodik MD Arbeitsqualität u. -leistung Zusammenfassung

20 einfache Messmethoden in Kombination mit aktueller Technik (Datalogging) können auch zielführend sein Vielen Dank für Ihr Interesse und Ihre Aufmerksamkeit! sowie Fa. Claas für die Unterstützung der Feldversuche Methodik MD Arbeitsqualität u. -leistung Ende Foto: Rademacher 2010