GB/T 46330-2025 土方机械 运行能耗优化指南

　　ICS 53. 100 CCS P 97

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 46330—2025

　　土方机械 运行能耗优化指南

　　Earth-moving machinery—Guideline foroperationalenergy

　　consumption optimization

　　2025-10-05发布 2026-05-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 46330—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 基本原则 1

　　5 实施步骤 1

　　6 需求确认 1

　　7 初步优化方案制定 2

　　8 初步优化方案评价 3

　　9 优化方案确立 3

　　10 优化方案实施和验证 4

　　11 方案追踪与持续优化 4

　　附录 A (资料性) 液压挖掘机运行能耗优化示例 5

　　参考文献 9

　　Ⅰ

　　GB/T 46330—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国机械工业联合会提出 。

　　本文件由全国土方机械标准化技术委员会(SAC/TC334) 和全国绿色制造技术标准化技术委员会(SAC/TC337)共同归 口 。

　　本文件起草单位 : 中机生产力促进中心有限公司 、江苏徐工工程机械研究院有限公司 、徐州徐工挖掘机械有限公司 、重庆工商大学 、天津工程机械研究院有限公司 、泰安航天特种车有限公司 、江苏徐工国重实验室科技有限公司 、重庆大学 、河北京津冀再制造产业技术研究有限公司 、中电建铁路建设投资集团有限公司 、江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司 、中建八局第一建设有限公司 、中铁十九局集团有限公司 、广东匠达建设工程有限公司 、广东悦丰建筑工程有限公司 、合肥工业大学 。

　　本文件主要起草人 :孙婷婷 、武瑞 、徐玉兵 、庹军波 、陈宝庆 、禹东方 、陈新春 、李聪波 、魏敏 、曹玉新 、何婷 、孙中华 、韩育冉 、孔淑平 、谭青合 、黄海鸿 、李海漪 、吕磊 、张春辉 、姜永涛 、李磊 、彭秉洲 。

　　Ⅲ

　　GB/T 46330—2025

　　土方机械 运行能耗优化指南

　　1 范围

　　本文件确立了土方机械运行能耗优化的基本原则 ,描述了土方机械运行能耗优化的实施步骤 。

　　本文件适用于指导以内燃机为动力源的土方机械的运行能耗优化 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 44049 工程机械 运行能耗基础数据测试与计算方法

　　3 术语和定义

　　GB/T 44049 界定的术语和定义适用于本文件 。

　　4 基本原则

　　土方机械运行能耗优化方案制定和实施过程中遵循以下原则 :

　　— 安全性原则 。在优化方案制定和实施过程中 ,宜充分考虑土方机械安全和人员安全 。

　　— 经济性原则 。在优化方案制定和实施过程中 ,宜统筹考虑经济效益和节能效果 ,力求以较小的能源和资源投入实现较大的经济效益 。

　　— 环保性原则 。优化方案的制定和实施过程中 ,宜充分考虑造成的环境负担 ,包括实施过程中废水排放量 、废气排放量等 ,力求环境负担最小 。

　　5 实施步骤

　　5. 1 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) 需求确认 , 即确立目标 ;

　　b) 初步优化方案制定 ,包括确立优化对象 、采集信息 、生成初步优化方案 ;

　　c) 初步优化方案评价 ,包括能耗评价 、技术评价 、环境评价 、经济与社会效益评价 ;

　　d) 优化方案确立 ;

　　e) 优化方案实施和验证 ;

　　f) 方案追踪与持续优化 。

　　5.2 示例见附录 A。

　　6 需求确认

　　当存在下列情况或认为必要时 ,宜进行运行能耗优化 :

　　1

　　GB/T 46330—2025

　　— 机器运行能耗出现异常 ;

　　— 作业过程中出现不合理或不正常操作环节 ;

　　— 技术标准及法律法规提出的新要求 ;

　　— 用户提出的合理要求 ;

　　— 其他 。

　　7 初步优化方案制定

　　7. 1 概述

　　初步优化方案制定满足以下条件 :

　　— 方案在制定过程中满足方案可行性 ,机器可靠性 , 以及作业质量和安全性等基本条件 ;

　　— 方案在制定过程中遵循国家和地方的环保 、能耗等方面的法规和标准 ;

　　— 方案在制定过程中根据土方机械种类和型号分类制定 , 以便方案针对性强 、可操作性高 ;

　　— 方案在制定过程中宜充分考虑实际工况和现有条件 ;

　　— 方案在制定过程中宜充分考虑经济性 ;

　　— 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 ;

　　— 方案制定后组织论证 。

　　7.2 确立优化对象

　　优化对象的确立包括以下方式 :

　　— 优化对象明确时 ,直接采用 ;

　　— 优化对象不明确时 ,可通过能耗分析获取 ,能耗分析内容包括但不限于表 1。

　　表 1 能耗分析内容

　　类别

　　内容

　　潜在优化对象

　　机器能耗分析

　　a) 能量分布分析 ,例如 ,各部件能耗占整机能耗的比例分析 ;

　　b) 动力系统能耗特性及能量效率分析 ;

　　c) 液压系统能耗特性及能量效率分析 ;

　　d) 其他系统能耗特性及能量效率分析

　　动力 系 统 、液 压 系 统 、控 制系统等

　　其他能耗影响因素分析

　　a) 操作人 员的 技 术 水 平 、操 作 规 范 性 等 人 员因 素 对 能 耗 的 影 响分析 ;

　　b) 发动机挡位 、发 动 机 转 速 、行 走 速 度 等 运 行 参 数 对 能 耗 的 影 响分析 ;

　　c) 其他因素对能耗的影响分析

　　人员 、操作等

　　7.3 采集信息

　　7.3. 1 信息采集范围包括以下方面 :

　　— 能量分布信息 ,包括各部件能耗数值以及其占整机能耗的比重等信息 ;

　　— 主要部件信息 ,包括动力系统 、液压系统 、控制系统等构成系统的型号和结构等信息 ;

　　— 操作人员信息 ,包括技术水平 、操作规范性等信息 ;

　　— 运行参数信息 ,包括发动机挡位 、发动机转速 、扭矩负荷率等信息 ;

　　— 其他信息 ,如二次能源回收利用情况等 。

　　2

　　GB/T 46330—2025

　　7.3.2 信息采集方案包括但不限于以下条件 :

　　— 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 ,若不能连续采集时 ,采集频率和信息量满足使用要求 ;

　　— 信息质量满足信息规范性 、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 。

　　7.3.3 信息采集方式包括但不限于以下方面 :

　　— 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 ,所有信息通过信息采集设备实时采集 ;

　　— 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 。

　　7.4 生成初步优化方案

　　根据土方机械运行能耗现状 ,结合信息采集结果 ,在充分遵循第 4 章基本原则的基础上 ,制定以运行能耗优化为目的的初步优化方案 ,其包括但不限于以下内容 :

　　a) 现状记录 ;

　　b) 方案描述 ;

　　c) 能耗结果 ;

　　d) 实施建议 。

　　8 初步优化方案评价

　　8. 1 能耗评价

　　对初步优化方案带来的预期节能效果进行评价 ,包括方案实施前后的能耗减少预期值 ,方案实施前后的能效变化值等 。

　　8.2 技术评价

　　对初步优化方案所涉及的操作和改造技术等进行技术评价 ,包括技术层面实施的可行性和安全性 、技术实施的周期 、技术实施的难易度等 。

　　8.3 环境评价

　　对初步优化方案给环境带来的影响进行评价 ,包括污染物排放量的减少 、废弃物资源化利用率的提高等 。

　　8.4 经济和社会效益评价

　　对初步优化方案所付出的成本 、带来的经济和社会效益进行综合评价 。

　　9 优化方案确立

　　在综合考虑能耗评价 、技术评价 、环境评价 、经济和社会效益评价的基础上 ,通过设立权重或系统评价等方法 ,对初步优化方案进行综合评价 ,给出初步优化方案的排序 ,确立优化方案 。

　　3

　　GB/T 46330—2025

　　10 优化方案实施和验证

　　按照优化方案的实施建议进行实施 ,记录相关信息 ,验证是否达到优化目标 。

　　11 方案追踪与持续优化

　　优化方案实施后 ,持续跟踪方案的节能增效效果 ,对可持续改进的方案 ,适时进行必要的调整 ,实现持续优化 。

　　4

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　　附 录 A

　　(资料性)

　　液压挖掘机运行能耗优化示例

　　A. 1 概述

　　本示例以发动机挡位为优化对象 ,对液压挖掘机挖土填充某凹坑的作业过程进行运行能耗优化 。

　　作业过程如下 :

　　a) 挖掘机从取土处开始挖掘取土 ,直至满斗 ;

　　b) 提升动臂并旋转使铲斗越过障碍物 ;

　　c) 到凹坑处时铲斗卸土 ;

　　d) 接着 ,动臂反向回转 ,铲斗越过障碍物后将下降继续挖掘土壤 。

　　循环往复直至凹坑填满 ,见图 A. 1。

　　其中 , 凹坑尺寸为 L×W ×H ,土壤类型为二级土壤 ,挖掘过程为满斗 , 障碍物高度为 h。

　　图 A. 1 作业过程示意图

　　A.2 需求确认

　　以发动机挡位为优化对象 ,探索液压挖掘机某作业过程的运行能耗优化方法 。

　　A.3 初步优化方案制定

　　A.3. 1 确立优化对象 。本示例以发动机挡位为优化对象 。

　　A.3.2 采集信息如下 。

　　a) 主要采集运行参数信息 ,包括 : 凹坑尺寸 ,挖掘过程常用发动机挡位以及原方案作业时的发动机挡位 ,挖掘过程常用挡位下的单位时间燃油消耗量及单位时间土方挖掘量 。

　　b) 使用半自动采集方式采集 。 凹坑尺寸 、挖掘机常用发动机挡位 、原方案作业时的发动机挡位 、单位时间土方挖掘量 等 信 息 采 用 人 工 采 集 , 挖 掘 过 程 常 用 挡 位 下 的 单 位 时 间 燃 油 消 耗 量 按GB/T 44049通过信息采集设备直接采集 。

　　A.3.3 主要的采集结果见表 A. 1。

　　表 A. 1 信息采集结果

　　参数

　　常用发动机挡位

　　6挡

　　8挡

　　10挡(原方案)

　　单位时间燃油消耗量/(kg/h)

　　14. 62

　　16. 63

　　18. 14

　　单位时间土方挖掘量/(m3 /h)

　　369. 87

　　398. 95

　　418. 00

　　5

　　GB/T 46330—2025

　　A.3.4 生成初步优化方案 ,包括以下内容 。

　　a) 现状记录 。原方案发动机挡位为 10挡 ,运行能耗为 9. 00 kgce。

　　b) 方案描述 。采用不同的发动机挡位(6挡和 8挡)完成上述作业 。

　　c) 能耗结果 。按公式(A. 1)计算不同挡位完成本次作业的能耗 ,见表 A. 2。

　　Q Uw × c …………………………( A. 1 )

　　式中 :

　　Q — 运行能耗 , 以千克标准煤(kgce)表示 ;

　　Vw — 土方挖掘总量 ,单位为立方米(m3 ) ;

　　uw — 单位时间土方挖掘量 ,单位为立方米每小时(m3/h) ;

　　Uw — 挖掘过程中单位时间燃油消耗量 ,单位为千克每小时(kg/h) ;

　　c — 柴油的折标准煤系数 , 以千克标准煤每千克(kgce/kg)表示 。

　　表 A.2 运行能耗结果

　　方案编号

　　挖掘过程发动机挡位

　　运行能耗kgce

　　方案 1

　　6挡

　　8. 20

　　方案 2

　　8挡

　　8. 64

　　方案 3(原方案)

　　10挡

　　9. 00

　　d) 生成初步优化方案和实施建议 。从表 A. 2 中筛选出运行能耗比原方案低的方案 ,记为初步优化方案(即表 A. 2 中方案 1 和方案 2) ;给出实施时的建议 ,如操作注意事项等 。

　　A.4 初步优化方案评价

　　A.4. 1 能耗评价

　　选取 GB/T 13234—2018中的节能率作为能耗评价指标进行评价 ,按公式(A. 2) 进行计算 ,结果见表 A. 3。

　　Qc …………………………( A. 2 )

　　式中 :

　　Qc — 节能率 ;

　　Eb — 原方案的运行能耗 , 以千克标准煤(kgce)表示 ;

　　Er — 优化方案的运行能耗 , 以千克标准煤(kgce)表示 。

　　A.4.2 技术评价

　　本案例研究不涉及对机器设备进行改造 ,技术评价指标值记为 0。

　　A.4.3 环境评价

　　选取 GB/T 41350—2022中的减少温室气体排放率作为环境评价指标进行评价 ,按公式(A. 3)进行计算 ,结果见表 A. 3。

　　SG

　　6

　　GB/T 46330—2025

　　式中 :

　　SG — 减少温室气体排放率 ;

　　EGR — 优化方案的温室气体排放量 , 以吨二氧化碳(tCO2 ) 表示 ,按 GB/T 32151. 11—2018计算获取 ;

　　EGM — 原方案的温室 气 体 排 放 量 , 以 吨 二 氧 化 碳(tCO2 ) 表 示 , 按 GB/T 32151. 11—2018计 算获取 。

　　A.4.4 经济和社会效益评价

　　选取成本节约率作为经济和社会效益评价指标进行评价 ,按公式(A. 4)进行计算 ,结果见表 A. 3。

　　r …………………………( A. 4 )

　　式中 :

　　r — 成本节约率 ;

　　cp — 优化方案的成本 ,主要包含人工成本和能源成本 ,单位为元 ;

　　co — 原方案的成本 ,主要包含人工成本和能源成本 ,单位为元 。

　　表 A.3 指标值计算结果

　　方案编号

　　运行能耗kgce

　　节能率 %

　　温室气体排放量tCO2

　　减少温室气体排放率

　　%

　　成本元

　　成本节约率 %

　　方案 1

　　8. 20

　　8. 89

　　1. 74×10- 2

　　8. 90

　　66. 36

　　4. 89

　　方案 2

　　8. 64

　　4. 00

　　1. 84×10- 2

　　3. 66

　　68. 35

　　2. 04

　　A.5 优化方案确立

　　通过设立权重的方法 ,对初步优化方案进行综合评价 ,确立优化方案 。权重值计算方法如下 。

　　a) 由专家对能耗评价 、技术评价 、环境评价 、经济和社会效益评价的重要性进行打分(分值包括 5分 ,4分 ,3分 ,2分 ,1分 ,0分 。5 分表示最重要 , 0 分表示最不重要) ,部分评分结果如表 A. 4所示 。

　　b) 采用优序图法对表 A. 4 中评分结果进行处理 ,得到各权重值 ,结果计入表 A. 5。

　　表 A.4 评分结果

　　能耗评价

　　技术评价

　　环境评价

　　经济和社会效益评价

　　专家 1

　　5

　　5

　　4

　　5

　　专家 2

　　4

　　3

　　4

　　4

　　专家 3

　　4

　　4

　　3

　　5

　　… …

　　… …

　　… …

　　… …

　　… …

　　平均值

　　4. 5

　　4. 0

　　4. 5

　　4. 5

　　7

　　GB/T 46330—2025

　　表 A.5 权重值

　　能耗评价

　　技术评价

　　环境评价

　　经济和社会效益评价

　　权重

　　37. 5%

　　12. 5%

　　12. 5%

　　37. 5%

　　c) 将表 A. 3 和表 A. 5 中的相应数值代入公式(A. 5)计算 ,得各方案的综合评价结果 ,见表 A. 6。

　　Yi = ∑ωkXk …………………………( A. 5 )

　　式中 :

　　Yi — 第 i个方案的综合评价值 ; ωk — 第 k个评价的权重 ;

　　Xi— 第 i个方案中第 k个评价的指标值 。

　　表 A.6 综合评价结果

　　方案编号

　　综合评价结果

　　排序

　　方案 1

　　0. 062 8

　　1

　　方案 2

　　0. 0272

　　2

　　由表 A. 6 可知 ,方案 1 的综合指标评价结果优于方案 2。故选择方案 1作为计划实施的优化方案 。

　　A.6 优化方案实施和验证

　　按方案 1规定的发动机挡位进行实施 ,记录挖掘 、行走 、平地等过程的时间及能耗信息 ,验证是否达到了优化目标 。

　　A.7 方案追踪与持续优化

　　持续跟踪方案 1 的节能增效效果 ,适时改进或调整方案 ,实现持续优化 。

　　8

　　GB/T 46330—2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 13234—2018 用能单位节能量计算方法

　　[2] GB/T 32151. 11—2018 温室气体排放核算与报告要求 第 11部分 : 煤炭生产企业

　　[3] GB/T 41350—2022 再制造 节能减排评价指标及计算方法

　　9