Emissionsmessungen an Traktor im Einsatz

Seit Ende der 1990er-Jahre wurden von der EU mit den Abgasstufen I, II, IIIA, IIIB und IV schrittweise strengere Grenzwerte für Schadstoffe aus Verbrennungsmotoren von neuen Offroad-Fahrzeugen eingeführt. Hierzu zählen alle mit einem Verbrennungsmotor ausgerüsteten mobilen Maschinen und Geräte, die nicht zur Beförderung von Personen und Gütern auf der Strasse bestimmt sind, wie beispielsweise Bau-, Forst- und Landmaschinen.

Emissionsmessungen im Realbetrieb

Für die nächste Abgasstufe V müssen die Fahrzeughersteller neben noch tieferen Partikelmasse-Grenzwerten und einer zusätzlichen Obergrenze für die Partikelanzahl, nachweisen, dass die Emissionen auch im Realbetrieb und über eine längere Zeitdauer eingehalten werden. Ein anspruchsvolles Unterfangen für landwirtschaftliche Traktoren, da diese als Zug-, Träger- und Antriebeinheit mit den unterschiedlichsten Anbau- und Anhängegeräten kombiniert werden. Dadurch haben die Maschinen ein viel grösseres Spektrum an Aufgaben, es ist also schwieriger «den» maschinentypischen Realbetrieb abzubilden.

Im Herbst 2018 wurden von der Berner Fachhochschule im Auftrag vom Bundesamt für Umwelt (BAFU) erstmals Emissionsmessungen im Praxiseinsatz durchgeführt. Hierfür wurde ein zufällig ausgewählter Traktor mit einem mobilen Emissionsmesssystem ausgerüstet. Erfasst wurden die Emissionen bei der Bodenbearbeitung mit Kurzscheibenegge in der Ebene und auf kupiertem Gelände sowie beim Gülleausbringen mit einem Schleppschlauchfass.

Zwei Departemente, ein Projekt

Beteiligt an diesem Projekt waren gleich zwei BFH-Departemente: Die HAFL organisierte die Testmaschinen und war für den anwendungstechnischen Teil verantwortlich. Die Abgasprüfstelle in Nidau des Departements Technik und Informatik steuerte hingegen die Messtechnik mitsamt dazugehörigem Know-how über Antriebe bei und wertete die Daten letztlich aus.

Herausgekommen sind interessante Ergebnisse: Einerseits konnte der Nachweis erbracht werden, dass die hochpräzisen mobilen Emissionsmesssystem-Geräte auch unter erschwerten Bedingungen, wie bei Hangneigungen, Staub oder Erschütterung, zuverlässig arbeiten. Andererseits zeigte der Testtraktor in Abgasstufe-IV-Konfiguration ein Emissionsverhalten, das darauf schliessen lässt, dass die Hersteller von Offroad-Fahrzeugen, auch bei der neuen Stufe V ihre Hausaufgaben wieder einmal gemacht haben.

Im Februar 2019 wurden die Feldarbeitszyklen mit dem gleichen Testtraktor auf dem grossen Rollen-/ Akustikprüfstand am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) in Deutschland „nachgefahren“. Das Ziel war reproduzierbare Testbedingungen für zukünftige mobile Emissionsmesssystem-Messungen schaffen zu können.