Arne Onshus Oppgaveseminar i forbindelse med Agritechnica 2007. Landbruksteknikk og agronomi 2007. HIHM 1
Innholdsfortegnelse: Innledning 3 Sammendrag 4 Material og metoder 4 Resultater 5 Diskusjon 10 Konklusjon 10 Referanser 10 2
Innledning I denne oppgaven vil se nøyere på metoder som kan frigjøre oss fra hydraulikkslanger og kraftoverføringsakslinger. Strøm er nå på tur inn i landbruksmaskinbransjen. Dette vil gi en overføringslinje som har mindre tap av effekt, samtidig at installasjonskostnaden blir billigere. Dette innebærer at du har generatoren fra før. I tilegg har du alltid tilgjengelig en trefaset kurs hvis behovet skulle være der. Dette i forbindelse med strømbrudd, seterstuler eller andre plasser der behovet skulle vise seg. I disse tilfellene kan du jo bruke utstyr som allerede finnes på markedet i dag, kraftuttaksdrevene generatorer eller generatorer med egen motor. Teknologien er jo eksisterende, men ingen har kommet med en generator innebygd i en traktor før. Har tatt for meg operasjoner innefor landbruksmaskiner, som før var drevet av akslinger og reimer som nå er byttet ut med elektrisk drift. 3
Sammendrag Oppgaven gikk ut på å gå inn i John Deere sin løsning å produsere elektrisk energi integrert i traktoren. Og denne effekten kan da brukes på eksterne redskaper, og forsørge vitale deler av traktorens egne komponenter. Material og metoder Metoden og fremgangsmåte ble ikke helt etter planen i denne oppgaven. Det var opprinnelig ment at tema skulle dreie seg om helt noe annet, men på grunn av interesse og tilgang på informasjon ble det John Deere E-power. Fikk informasjon og bakgrunnsmateriale på John Deere sin stand på Agritechnica, og god oppfølging av Felleskjøpet Agri i etterkant av messa. Det var godt å ha en norsk forhandler å støtte seg på, når det var noen tekniske spørsmål som ikke ble besvart på messa. 4
Resultater Den soleklare fordelen med en slik løsning at man kan ta en konstant effekt til en eksisterende maskin, totalt uavhengig av motorturtall og fremdriftshastighet. Hittil er det bare innefor kunstgjødselgjødselhåndtering at det er konstruert maskiner som går på strøm. Det er jo ingen begrensing i fantasien hvordan man kan benytte strømmen. Aktuelle maskiner med strømdrift er høyvendere og slåmaskiner. Er ikke sikkert det er mange årene før vi kutter graset med laser? Vi vil nok i fremtiden se forskjellige redskapsleverandører som tilbyr redskaper tilkoblingsmuligheter for strømdrift. Dette vil nok antagelig begrense seg i en effekt opp til 10 kw (kilo Watt) i først omgang, men dette øker nok ettersom traktorprodusentene antageligvis vil klare å øke effekten som er mulig å ta ut i form av elektrisk effekt. 5
Oppbyggingen av systemet: Kjøretøykontroller Kjølevifte Elektrisk A/C kompessor Elektronisk trafo Batteri Generator Skisse av John Deere 7030. Skisse: Steinman, Philippe. John Deere International Her er da en skisse over de forskjellige komponentene som inngår i dette systemet. Har tenkt å gi en kort forklaring på virkemåten til de forskjellige komponentene. Batteri: Samme virkemåte som før, men blir nå ladet av generatoren som sitter montert på svinghjulet. Den vanlige dynamoen er borte. Kjølevifte: Kjølevifta blir drevet av traktorens elektriske system. Dette muliggjør da at vifta ikke trenger å følge motorens turtall. Det sitter et overvåkingssystem som bestemmer hvilken hastighet vifta skal ha ut i fra kjølebehovet til traktoren. Dette kan være forskjellig ut i fra belastning, klimaforhold og fremdriftshastighet. Det er for å oppnå en best mulig forhold mellom tilført effekt og kjøleeffekt, noe som gir utslag på drivstoffforbruk. Vifta har også mulighet til å reverseres, dette for å rense radiator og luftinntak. 6
Generator: Dette er da enheten som produserer strømmen. Strømmen går rett til transformatoren. Generator. Foto: Steinman, Philippe. John Deere International Elektronisk transformator: Det er her de forskjellige spenningene blir til. Ut i fra traktorens overvåkingssystem, er det bestemt hvor mye som skal til av de forskjellige spenningene. Systemet leverer 400v (Volt), 230vog 12v. Maksimal effekt er 20 kw. Elektronisk transformator. Foto: Steinman, Philippe. John Deere International Elektrisk klimakompressor: Dette muliggjør at kompressoren ikke trenger å gå rundt når den ikke skal kjøle noe medie. Dette sikrer mindre effektbehov, lenge levetid og bedre førerkomfort. Kjøretøykontroller: Dette er en styringsenhet som styrer og overvåker hele prosessen. Den har også viktige sikkerhetsanordninger. Det gjør at den ved eventuelle feil på redskap eller komponenter, automatisk slår av den aktuelle kretsen. Det vil derfor ikke være mulig å forsette uten at feil en utbedret, dette på grunn av sikkerhetsmessige årsaker. 7
Tilkoblingsmulighetene på traktorene følger internasjonal standard. Begge foto: Steinman, Philippe. John Deere International Bak dette dekslet er kontaktene. Foto: Borgen, Jon Erik. Felleskjøpet Agri Foruten de komponentene som finnes over er, er følgende ting elektrisk drevet: Vannpumpen og kompressor til luftbremser for traktorer utstyrt med dette. Vannpumpen blir hastighetsregulert ut i fra behov, disse signalene kommer fra kontrollenheten. Luftbremsekompressoren vil også bare gå ved behov. Dette for å senke slitasje på kompressor, dessuten spare drivstoff. 8
97/68 EC engine power E Premium Premium 7430 7530 7430 7530 Rated HP w/o Intelligent Power Management 165 180 165 180 Rated HP w/ Intelligent Power Management 200 213 190 203 Intelligent Power Management starting speed rpm 1250 1700 Tabell over effekt med E-power sammenlignet med dagens modeller Tabell: Steinman, Philippe. John Deere International Samtidig som starter IMP (Intelligent Power Managment) ved 1250 o/min (omdreininger per minutt), i motsetning til 1700 o/min på dagens modeller. IPM er John Deere s navn på ekstra effekt som er tilgjengelig ved transport og kraftuttaksdrevende operasjoner. Grafer som viser Nm (Newton meter) og Kw på E-power sammenlignet med dagens modeller. Begge grafer: Steinman, Philippe. John Deere International 9
Diskusjon Hvorfor bruker John Deere elektrisk kraft for å drive traktorens egne komponenter, når det systemet som er i dag fungere bra? Ved å erstatte dagens reimdrift med elektrisk kraft, påstår Steinman, Philippe, John Deere International at man kan oppnå en drivstoffbesparelse på 5 % og en mer effekt på 10 hestekrefter (7,35 kw). Dessuten unngår man problemer som brudd på reim, et mindre punkt med fare for brekkasje. Strøm er en ny teknologi for å drive redskaper tilkoblet dagens traktorer, mot tidligere olje og PTO (Power Take Of). De to sistnevnte vil jeg tro taper i innkjøp, og effekttap. Men jeg tror det kan være et stort steg for den enkelte bonde å oppgardere maskinparken sin til elektrisk drift. Dette på grunn av store investeringskostnader. Konklusjon Å jobbe med denne oppgaven har vært lærerikt og interessant. Det finnes veldig lite informasjon om dette emnet i denne skrivende stund, så tilgangen på informasjon ble litt liten. Samlet informasjon på Agritechnica 2007, samt pressemelding sendt fra John Deere International. Mye av bakgrunnsopplysningene er basert på teknisk engelsk litteratur, som var lærerikt og nyttig. Tror mange av studentene hadde hatt interesse og utbytte av teknisk engelsk språkkurs. Syntes denne typen oppgaver er fint å jobbe med. Og når klassen har framføring, får de andre et innblikk hva deres oppgave gikk ut på. Referanser Borgen, Jon Erik. Felleskjøpet Agri. Bilde, svar på spørsmål skriftlig og muntlig. Steinman, Philippe. John Deere International. Pressemelding 10