Kosten sparen bei der Bodenbearbeitung
Gestiegene Rohölpreise und die höhere Mineralölsteuer haben die Ausgaben für Diesel im landwirtschaftlichen Betrieb drastisch in die Höhe getrieben. Aber auch der Arbeitszeitbedarf ist ein entscheidender Kostenfaktor.
Verzicht auf Arbeitsgänge
Je höher die Energiepreise sind, desto kritischer müssen energieaufwändige Bearbeitungsverfahren gesehen werden. So sind die variablen Kosten (Diesel, Arbeitszeit, Verschleiß) beim Pflügen etwa 2,5 Mal so hoch wie beim Grubbern und etwa doppelt so hoch wie beim Kreiseleggen. Die absolute Höhe der variablen Kosten variiert bei allen Verfahren, die intensiv in den Boden eingreifen, in Abhängigkeit von der Bodenart sehr stark. Während bei gelegentlichem Verzicht auf Bodenbearbeitungsgänge lediglich die variablen Kosten eingespart werden können, sind die langfristigen Einsparpotentiale bei generellem Verzicht auf ein Bearbeitungsverfahren deutlich größer, da auch die Fixkosten durch einen angepassten Maschinenpark gesenkt werden können. Beim Übergang vom generellen Pflügen zu generell pflugloser Bewirtschaftung können heute je nach Betriebsgröße, Betriebstyp und Bodenart bei langfristiger Betrachtung die Kosten der Bodenbearbeitung durchaus um 80,-- € bis 120,-- € pro ha sinken.
Aber auch ohne so drastische Maßnahmen wie den generellen Verzicht auf das Pflügen können durch eine geringere Arbeitsintensität, d.h. geringere Pflugtiefe oder niedrige Kreiseleggendrehzahl, sowie durch den optimierten Einsatz vorhandener Technik Kraftstoff und Arbeitszeit besser ausgenutzt werden. Viele technische Hilfsmittel sind bereits serienmäßig in modernen Schleppern eingebaut, sie müssen nur genutzt werden.
Zapfwellenarbeiten
Bei Zapfwellenarbeiten muss im Hinblick auf das sichere Funktionieren und einen gleichmäßigen Arbeitseffekt bei vielen angetriebenen Geräten die Drehzahl möglichst konstant gehalten werden. Vor allem Geräte mit geringem Leistungsbedarf werden über die 540er Zapfwelle angetrieben. Diese Zapfwellendrehzahl wird bei der Wahl der entsprechenden Normzapfwelle am Schlepper bei etwa 85 bis 90 % der Motornenndrehzahl erreicht. Bei vielen Arbeiten, z. B. Spritzen, Düngen und zapfwellengetriebene Bodenbearbeitung auf leichten Böden, wird die Motorleistung, die bei dieser hohen Motordrehzahl zur Verfügung steht, bei weitem nicht ausgenutzt. Der Motor fährt im Teillastbereich und weist damit einen relativ hohen spezifischen Kraftstoffverbrauch auf.
Da die benötigte Leistung auch bei geringerer Drehzahl, höherer Motorauslastung und niedrigerem spezifischen Kraftstoffverbrauch zur Verfügung gestellt werden kann, bieten die Schlepperhersteller sogenannte "Sparzapfwellen" (750er Zapfwelle, Eco-Zapfwelle, 540 E-Zapfwelle) an (Bild 1).
Sparzapfwellen gehören heute zur Grundausstattung der meisten Schlepper. Mit modernen Motoren kann diese spritsparende Einrichtung häufiger genutzt werden als früher.
Mit modernen Motoren kann diese spritsparende Einrichtung häufiger genutzt werden als früher. Hierbei wird die Normdrehzahl einer Zapfwelle bereits bei einer Motordrehzahl von etwa 65 bis 70 % der Nenndrehzahl erreicht. Moderne Motoren leisten selbst bei dieser geringen Drehzahl immerhin noch etwa 80 bis 90 % der Nennleistung.
Die Kraftstoffeinsparung ist noch größer, wenn bei sehr leichten Arbeiten die 1000er Zapfwelle eingesetzt werden kann. Das Einsatzspektrum ist allerdings eingeschränkt, da der Motor mit nur etwa 50 % der Nenndrehzahl gefahren werden muss und bei dieser Drehzahl maximal 60 % der Motornennleistung zur Verfügung steht.
Zugarbeiten
Im Unterschied zu Zapfwellenarbeiten ist bei Zugarbeiten der Arbeitseffekt unabhängig von der Motordrehzahl. Grundsätzlich kann also hier die Motordrehzahl so gewählt werden, dass in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit und dem Leistungsbedarf der geringst mögliche Kraftstoffverbrauch erreicht wird. Bei älteren Schleppern ohne Lastschaltgetriebe und ohne hohen Drehmomentanstieg lässt sich bei wechselnden Bodenverhältnissen und in hügeligem Gelände diese Möglichkeit allerdings kaum nutzen. In der Praxis wird in der Regel der Getriebegang gewählt, mit dem über die gesamte Furchenlänge ohne zwischendurch zu schalten, gearbeitet werden kann. Dies führt dazu, dass der Schleppermotor auf leichtem Boden nicht ausgelastet ist und bei Vollgas mit einem hohen spezifischen Kraftstoffverbrauch arbeitet.
Moderne Konstantleistungsmotoren hingegen haben einen wesentlich höheren Drehmomentanstieg und können über einen weiten Drehzahlbereich die Nennleistung oder sogar eine höhere Leistung (Überleistung) bereitstellen (Bild 2).
Bild 2: Moderne Motoren mit einer ausgeprägten Konstantleistungscharakteristik ermöglichen es nicht nur, die Sparzapfwelle häufiger einzusetzen, sondern erhöhen die Flächenleistung bei Zugarbeiten, da auch bei verringerter Motordrehzahl die Motornennleistung erreicht oder sogar überschritten wird.
Das führt dazu, dass größere Zugkraftreserven vorhanden sind. Bei nur leicht wechselnden Zugwiderständen kann unter Umständen bei einem Konstantleistungsmotor im nächst höheren Gang gefahren werden, da die Zugkraftreserven ausreichen, um auch die Strecken mit höherem Zugkraftbedarf ohne zu schalten zu bearbeiten. Dadurch kann der Arbeitszeitbedarf für das Pflügen gesenkt werden. Der jährliche Kraftstoffverbrauch wird nur gering beeinflusst, da durch den höheren Leistungsbedarf wegen der höheren Fahrgeschwindigkeit der stündliche Kraftstoffverbrauch fast in gleichem Maße ansteigt wie Zeit eingespart wird. Dies gilt, solange die Fahrgeschwindigkeit nicht begrenzt ist und auch auf leichten Böden die verfügbare Motorleistung durch eine höhere Fahrgeschwindigkeit ausgenutzt werden kann.
Wenn ein Lastschaltgetriebe eingesetzt wird, ist es im Prinzip möglich, auch bei wechselnden Zugkraftbedingungen durch die Anpassung der Fahrgeschwindigkeit den Motor ständig auszulasten. Dies gilt, so lange nicht eine vom Gerät oder von der Arbeitsqualität her bedingte Maximalgeschwindigkeit erreicht wird. Dann muß so lange hochgeschaltet werden, bis der Motor bei verringerter Drehzahl ausgelastet ist.
Transportarbeiten
Abgesehen von Steigungs- und Beschleunigungsstrecken wird beim Transport der Motor nicht voll ausgelastet. Deshalb bieten die Schlepperhersteller 50 km/h-Varianten an, die den 40 km/h schnellen Transport mit geringerer Motordrehzahl und besserer Motorauslastung ermöglichen. Wenn die maximale Transportgeschwindigkeit von 40 km/h eingehalten wird, kann durch diese Getriebevariante keine Zeit, wohl aber Diesel, eingespart werden. Investitionen lohnen sich bei den Schleppern, die große Mengen über weite Entfernungen transportieren.
Angepasster Reifendruck
Bild 3: Vor allem bei Ausbringarbeiten (Gülle-, Mist-, Kompostfahren, Spritzen) mit Straßenfahrten über einige Kilometer kann sich eine Reifendruckregelanlage sehr schnell amortisieren.
Einen wesentlichen Einfluss auf den Zugkraftbedarf und den Dieselverbrauch bei Transporten hat der Reifeninnendruck. Messungen der Universität Kiel zeigen, dass auf der Straße durch die Erhöhung des Reifeninnendrucks bei einem Güllefass von 1,2 auf 3,0 bar der Zugkraftbedarf um etwa 16 % und der Dieselverbrauch in etwa gleicher Höhe gesenkt werden kann. In „transportintensiven“ Betrieben kann ein erheblicher Anteil der Kosten für eine Reifendruckregelanlage (Bild 3) allein durch die Einsparung an Kraftstoff finanziert werden, wenn während der Straßenfahrt der Luftdruck entsprechend erhöht wird.
Noch wichtiger als auf der Straße ist ein angepasster Luftdruck auf dem Acker. Im Gegensatz zur Straße muss hier der Luftdruck relativ gering sein. Messungen belegen, dass durch die Verringerung des Reifendrucks von 1,6 auf 1,1 bar bei schweren Zugarbeiten der Schlupf von 25 auf 15 %, bei leichteren Zugarbeiten von 18 auf 10 % verringert werden kann. Kosteneinsparungen ergeben sich aus der Senkung des absoluten Kraftstoffverbrauches und aus der geringeren Arbeitszeit. Notwendige Investitionen, um den Reifendruck anpassen zu können, rentieren sich sehr schnell, wenn dadurch das Fahren auf dem Acker mit einem zu hohen Reifeninnendruck vermieden werden kann.
Fazit
Der Umfang und die Effizienz der in der Außenwirtschaft eingesetzten Energie und Arbeit kann nicht nur durch den Verzicht auf Arbeitsgänge oder die Reduktion der Arbeitsintensität erreicht werden. Erhebliche Einsparpotentiale ergeben sich auch durch den an die tatsächlichen Notwendigkeiten angepassten Einsatz von Schleppern und Geräten.
Durch die Nutzung der in vielen Schleppern bereits serienmäßig vorhandenen Sparzapfwellen können vor allem bei zeitintensiven Zapfwellenarbeiten unter Teillast erhebliche Dieselmengen eingespart werden. Moderne Motoren mit einer ausgeprägten Konstantleistungscharakteristik ermöglichen es, die Sparzapfwelle häufiger einzusetzen, da auch bei verringerter Motordrehzahl fast die Motornennleistung erreicht wird.
Bei Zugarbeiten in hügeligem Gelände und bei wechselnden Bodenverhältnissen innerhalb eines Schlages können durch die Ausnutzung der Konstantleistung eines Motors und eines Lastschaltgetriebes Arbeitszeit eingespart und der Dieselkraftstoff besser ausgenutzt werden.
Bei Transportarbeiten spricht vieles dafür, landwirtschaftliche Anhänger mit einer Höchstgeschwindigkeit von 40 km/h zuzulassen. Die Möglichkeiten, durch einen "Spargang" Kraftstoff einzusparen, hängen sehr stark von den Straßenverhältnissen, von den Transportentfernungen und den transportierten Massen ab.
Schlepper mit elektronischer Motorsteuerung und automatischer Lastschaltung bzw. stufenlosem Getriebe werden das Einsparpotential weiter erhöhen. Bei Zugarbeiten hilft die Automatisierung, das mit herkömmlichen Lastschaltgetrieben theoretisch erzielbare Einsparpotential auch in der Praxis zu erreichen.
Ein in der Praxis häufig unterschätztes Einsparpotential liegt in der Anpassung des Reifeninnendruckes. Durch einen hohen Reifendruck bei Transportarbeiten auf der Straße und einen niedrigen Reifendruck bei Arbeiten auf dem Feld lassen sich Kraftstoff und Arbeitszeit in erheblichem Umfang einsparen. Investitionen in Maßnahmen zur Anpassung des Reifendrucks rechnen sich sehr schnell, wenn ansonsten zur Schonung des Reifens oder aus anderen Gründen ständig mit einem hohen Reifeninnendruck gefahren werden müsste.
Autor: Dr. Norbert Uppenkamp