2024土方机械 运行能耗优化指南

土方机械运行能耗优化指南PAGEPAGE10PAGEPAGE3土方机械运行能耗优化指南范围本文件提供了土方机械运行能耗优化基本原则和实施步骤等方面的建议。本文件适用于以内燃机为动力源的土方机械运行能耗优化。（GB/T20220845-T-469GB/T20220845-T-469界定的术语和定义适用于本文件。土方机械运行能耗优化方案制定和实施过程中应遵循以下原则：——安全性原则。在优化方案制定和实施过程中，应充分考虑土方机械安全和人员安全。开展土方机械运行能耗优化工作一般包括但不限于以下实施步骤：A。当存在下列情况或企业认为必要时，宜进行运行能耗优化：——机器运行能量效率远低于平均值；——机器服役时间过长或维护次数过多；——作业过程中出现不合理或不正常操作环节；——能源价格持续上涨或能源成本远高于预算成本；——技术标准及法律法规提出新要求。根据优化目标或需求，明确信息采集范围，一般可从以下方面开展：——工况信息，包括行走路面、作业土壤等信息。——作业环境信息，包括环境温度、大气压力、空气湿度等信息。——操作人员信息，包括技术水平、身高体重等信息。——运行参数信息，包括发动机转速、扭矩负荷率、发动机挡位等信息。——主要部件信息，包括动力系统、液压系统、行走系统等的规格、型号以及结构信息。——内燃机油耗信息，包括瞬时油耗和能源利用率等信息。——液压系统传动效率。——二次能源回收利用情况。——其他。信息采集方案一般包括但不限于以下要求：——针对不同的信息采集范围，制定不同的信息采集方案；——信息采集前应对采集设备进行校准和检定，以确保采集信息的准确性；——采集过程尽可能连续采集，若不能连续采集时，采集频率和信息量应满足能耗分析要求；——信息质量应满足能耗分析对信息规范性、准确性和完整性等要求；——信息记录的保存期限符合现行法律法规的规定。——明确信息采集人、保管人的职责。土方机械领域中，常见的信息采集包括但不限于以下方式：——人工采集，通过手动方式记录信息。——半自动采集，部分信息通过信息采集设备实时采集，其余信息采用人工采集。——自动采集，所有信息通过采集设备实时采集。——信息抽取，采用通信接口直接从企业管理系统或机器控制系统等系统中获取信息。整机能耗分析包括但不限于以下方面：——功率匹配分析，例如，泵--负载功率匹配分析、发动机--泵功率匹配分析等；——能量分布分析，例如，各部件能量消耗占整机能量消耗的比例分析；——其他整机能耗特性分析。部件能耗分析包括但不限于以下方面：其他能耗影响因素分析包括但不限于以下方面：——运行档位、发动机转速、行走速度等运行参数对能耗的影响分析；——其他因素对能耗的影响分析。优化方案制定应满足以下要求：——优化方案在制定过程中应充分考虑实际工况和现有条件；——优化方案在制定过程中，方案制定者宜对方案目的、方案需求以及方案可接受性有清晰的认知；——优化方案制定后应组织论证。制定的优化方案一般包括但不限于以下内容：——现状记录，例如机器现行运行参数、能耗水平、存在的主要问题和能耗影响因素等。——方案描述，例如方案的目的、策略、技术路线和预期效果等。——实施建议，例如制定方案实施计划表或时间表，定期检查、测试、考核相关设备的运行效果；——反馈信息，例如与使用者建立反馈机制，获取他们对提高能效的意见和建议。GB/T26546。评价优化方案中带来的直接经济效益和污染减排带来的间接经济效益，评价优化方案涉及的经济投入产出比。按照优化方案的实施建议进行实施，记录相关信息。附录A（资料性）液压挖掘机运行能耗优化示例概述本示例从运行档位角度出发，对挖掘机填平某凹坑作业过程进行能耗优化。凹坑尺寸为L×W×H，填土为二级土壤。整个作业过程如下：A.1a)挖掘过程完成后，挖掘机沿着障碍物从取土处行走至凹坑处，如图A.1b)所示，行走距离为S。行走至凹坑处后，开始进行平地工作，直至完成作业，如图A.1c)所示。待填凹坑障碍物取土处a)挖掘过程障物 凹坑取土处b)行走过程凹坑c)平地过程图A.1作业过程示意图判断挖掘机作业过程的发动机挡位使用是否合理，并从挡位使用角度出发探索能耗优化方法。信息采用半自动采集。挖掘过程、行走过程、平地过程的单位时间燃油消耗量按GB/T20220845-T-469A.1～A.3。A.1参数发动机档位6档8档10档单位时间燃油消耗量（kg/h）14.6216.6318.14单位时间土方挖掘量（m3/h）369.87418.00398.95A.2参数发动机档位8档10档单位时间燃油消耗量（kg/h）14.1117.64单位时间平地面积（m2/h）375.28548.78A.3参数行走档位快速档慢速档单位时间燃油消耗量（kg/h）20.1617.72行走速度（km/h）5.272.99当前挖掘机挖掘挡位采用10档，行走挡位为慢速档，平地挡位为10档，总运行油耗为11.8kg。方案的制定过程如下：列出可实施的运行方案，如表A.4按式（A.1）计算不同方案的燃油消耗量，结果见表A.4；QUu wUv

+SpUu

（A.1）w x p式中：Q 油耗单位千（kg）；Vw （m3）；Lx （km）；SP （m2）；uw （m3/h）；vx （km/h）；up （m3/h）；Uw /（kg/h）；Ux /（kg/h）；Up /（kg/h）。A.4A.5表A.4运行方案方案编号挖掘装载过程发动机档位行走档位平地过程发动机档位油耗（kg）方案16档快速档8档11.32方案26档快速档10档10.95方案36档慢速档8档13.03方案46档慢速档10档12.66方案58档快速档8档11.36方案68档快速档10档10.99方案78档慢速档8档13.07方案88档慢速档10档12.7方案910档快速档8档12.17方案10 (原案)10档快速档10档11.8方案1110档慢速档8档13.88方案1210档慢速档10档13.51表A.5优化方案方案挖掘装载过程发动机档位行走档位平地过程发动机档位能耗（kg）节能（kg）经济效益其他方案58档快速档8档11.360.443.73%--方案16档快速档8档11.320.484.07%--方案68档快速档10档10.990.816.86%--方案26档快速档10档10.950.857.20%--记录挖掘机不同运行状态的油耗和油耗占比。对优化方案持续追踪，与操作者建立反馈渠道，获取他们对优化方案的建议。6115。61561，方案。A.5266、方案。A.62表A.6优化方案排序能耗层面排序方案2>方案6>方案1>方案5技术层面排序方案2=方案6=方案1=方案5环境层面排序方案2>方案6>方案1>