GB/T 46633-2025 土方机械 挖掘机运行能效评价方法
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资料介绍
ICS 53. 100 CCS P 97
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 46633—2025
土方机械 挖掘机运行能效评价方法
Earth-moving machinery—Evaluation method foroperational
energy-efficiency ofexcavator
2025-10-31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 46633—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 评价指标 1
5 评价指标计算方法 2
6 评价流程 3
7 评价方法的应用 4
附录 A (资料性) 挖掘机运行能效评价示例 5
附录 B (资料性) 评价报告 8
Ⅰ
GB/T 46633—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 、徐州徐工挖掘机械有限公司 、江苏徐工工程机械研究院有限公司 、重庆工商大学 、天津工程机械研究院有限公司 、江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司 、邢台中伟卓特液压科技有限公司 、重庆大学 、江苏徐工国重实验室科技有限公司 、中铁十九局集团有限公司 、河北京津冀再制造产业技术研究有限公司 、中铁建工集团第四建设有限公司 、合肥工业大学 、中铁城建集团华东建设有限公司 、深圳市汇安绿源建筑工程有限公司 、宁德市标准化科学技术研究院 。
本文件主要起草人 :孙婷婷 、吕磊 、宋天佳 、庹军波 、李广庆 、陈新春 、贾金伟 、李聪波 、姚腾 、徐宇宏 、王灿洋 、卞洪明 、黄海鸿 、李秀奎 、黄文志 、李海漪 、徐玉兵 、李磊 、王国琪 、李钰 、林影 。
Ⅲ
GB/T 46633—2025
土方机械 挖掘机运行能效评价方法
1 范围
本文件确立了土方机械液压挖掘机运行能效的评价指标 ,描述了评价指标的计算方法 、评价流程 。
本文件适用于以内燃 机 为 动 力 源 的 液 压 挖 掘 机 的 运 行 能 效 评 价 , 其 他 动 力 源 的 液 压 挖 掘 机 参 考使用 。
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 6572 土方机械 液压挖掘机 术语和商业规格
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 6572、GB/T 44049界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。
3. 1
挖掘机运行能效 operationalenergy-efficiency ofexcavator
挖掘机服役过程中完成具体任务时 ,输出的能源 、服务或绩效 ,与输入的能源之间的比值关系 。
注 : 输入和输出都需要在数量及质量上进行详细说明 ,并且能测量 。
3.2
挖掘机运行能耗 operationalenergy consumption ofexcavator
挖掘机服役过程中完成具体任务的能量消耗 。
注 : 运行能耗由待机能耗 、空载能耗 、负载能耗构成 。
4 评价指标
4. 1 挖掘机运行能效评价指标由单项评价指标和综合评价指标构成 ,见表 1。
4.2 单项评价指标用于描述挖掘机运行过程中单一状态的能量消耗占比 ,包括待机能耗比值 、空载能耗比值 、负载能耗比值 。
4.3 综合评价指标用于描述挖掘机空载 、负载等作业全过程的运行能效 ,包括单位时间能耗 、单位工程量能耗 、能量利用率 。
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GB/T 46633—2025
表 1 挖掘机运行能效评价指标
评价指标
定义
作用
单项评价指标
待机能耗比值
待机能耗与运行能耗的比值
反映待机过程能量消耗占比情况
空载能耗比值
空载能耗与运行能耗的比值
反映空载过程能量消耗占比情况
负载能耗比值
负载能耗与运行能耗的比值
反映负载过程能量消耗占比情况
综合评价指标
单位时间能耗
运行能耗与运行时间的比值
用于比较能量消耗过程的快慢情况
单位工程量能耗
运行能耗与工程量的比值
用于比较单位工程量的能量消耗情况
能量利用率
净负载能耗 * 与运行能耗的比值
用于比较全过程的能量利用情况
* 净负载能耗是指挖掘机负载状态下因负载而在空载能耗基础上增加的能耗 。
5 评价指标计算方法
5. 1 能耗参数
待机能耗 、空载能耗 、负载能耗 、运行能耗和净负载能耗按 GB/T 44049测量 。
5.2 待机能耗比值
待机能耗比值按公式(1)进行计算 :
…………………………( 1 )
式中 :
ηs — 待机能耗比值 ;
Es— 待机能耗 , 以千克标准煤(kgce)表示 ;
E — 运行能耗 , 以千克标准煤(kgce)表示 。
5.3 空载能耗比值
空载能耗比值按公式(2)进行计算 :
…………………………( 2 )
式中 :
ηu — 空载能耗比值 ;
Eu— 空载能耗 , 以千克标准煤(kgce)表示 。
5.4 负载能耗比值
负载能耗比值按公式(3)进行计算 :
…………………………( 3 )
式中 :
ηl — 负载能耗比值 ;
El— 负载能耗 , 以千克标准煤(kgce)表示 。
2
GB/T 46633—2025
5.5 单位时间能耗
单位时间能耗按公式(4)进行计算 :
UT …………………………( 4 )
式中 :
UT — 单位时间能耗 , 以千克标准煤每小时(kgce/h)表示 ;
T — 运行时间 ,单位为小时(h) 。
5.6 单位工程量能耗
单位工程量能耗按公式(5)进行计算 :
UV …………………………( 5 )
式中 :
UV — 单位工程量能耗 , 以千 克 标 准 煤 每 立 方 米(kgce/m3 ) 、千 克 标 准 煤 每 平 方 米(kgce/m2 ) 等表示 ;
V — 工程量 ,单位为立方米(m3 ) 、平方米(m2 )等 。
5.7 能量利用率
能量利用率按公式(6)进行计算 :
…………………………( 6 )
式中 :
η — 能量利用率 ;
Ee — 净负载能耗 , 以千克标准煤(kgce)表示 。
6 评价流程
6. 1 确定评价范围
挖掘机运行能效评价应确定评价范围 ,包括时间范围和能源范围 :
— 时间范围 :挖掘机发动机启动的时刻至作业完成后停机的时刻 ;
— 能源范围 :挖掘机消耗的燃油 。
6.2 选取评价指标
根据挖掘机运行能效评价需求进行选取 ,选取原则如下 :
a) 评价挖掘机不同运行状态能耗占比情况 ,应选用待机能耗比值 、空载能耗比值 、负载能耗比值 ;
b) 评价挖掘机完成任务的能效情况 ,应选用单位时间能耗 、单位工程量能耗 、能量利用率 。
6.3 获取评价指标基准值
6.3. 1 评价指标基准值的获取包括参考法和测试法 。
6.3.2 参考法 。行业中若已发布相 同 工 况 的 挖 掘 机 运 行 能 效 限 额 值 或 先 进 值 , 可 参 考 限 额 值 或 先 进值 ,选取制定评价指标的基准值 。
6.3.3 测试法 。通过实际测试来制定评价指标的基准值 ,具体步骤如下 。
3
GB/T 46633—2025
a) 构建测试工况 。所建工况应满足作业过程中 ,机器不发生故障 ,机器机型 、铲斗规格 、土壤类型以及环境温度尽可能与待评价对象所处工况一致 。
b) 按照 GB/T 44049进行测试工况的能耗测试试验 ,试验次数不少于 3 次 。
c) 记录工程量和运行时间 ,并计算各次试验的挖掘机运行能效评价指标值 。
d) 按从大到小对每项评价指标值进行排序 :选取排序中的最大值作为该项评价指标的基准最大值 ,并选取排序中的最小值作为该项评价指标的基准最小值 。
6.3.4 测试法示例见附录 A。
6.4 计算评价指标
评价指标的计算包括以下步骤 :
a) 测量待机能耗 、空载能耗 、负载能耗 、运行能耗和净负载能耗 ;
b) 记录挖掘机发动机启动的时刻和作业完成后停机的时刻 ,其差值记为运行时间 ;
c) 测算并记录挖掘机作业过程中的工程量 ;
d) 按第 5 章计算评价指标 ,结果记为测算值 。
6.5 判定评价结果
将 6. 2 中评价指标的测算值与基准值进行比较 ,结果判定方法如下 。
a) 正向指标包括负载能耗比值 、能量利用率 。该指标的数值越高越好 ,判断原则如下 :
1) 当测算值低于基准最大值而高于基准最小值时 ,视为正常水平 ;
2) 当测算值高于基准最大值时 ,则视为高效率 ;
3) 当测算值低于基准最小值时 ,则视为低效率 。
b) 逆向指标包括待机能耗比值 、空载能耗比值 、单位工程量能耗和单位时间能耗 。该指标的数值越小越好 ,判断原则如下 :
1) 当测算值低于基准最大值而高于基准最小值时 ,则视为正常水平 ;
2) 当测算值高于基准最大值时 ,则视为低效率 ;
3) 当测算值低于基准最小值时 ,则视为高效率 。
6.6 撰写评价报告
6.6. 1 评价报告应包括但不限于以下内容 :
— 评价基本信息 ,包括评价任务名称 、评价目的 、评价日期等基本信息 ;
— 人员信息 ,包括操作人员 、记录人员 、评价人员 、报告编写人 、报告审核人等人员信息 ;
— 工况信息 ,包括工况概述 、燃油密度 、土壤类型 、环境温度等信息 ;
— 机器信息 ,包括机器型号 、生产日期和制造商名称等信息 ;
— 评价结果信息 ,包括评价基准值 、评价测算值和评价结果 。
6.6.2 评价报告示例见附录 B。
7 评价方法的应用
本文件可用于指导液压挖掘机用于选择节能运行模式 、淘汰落后和高耗能的运行模式 。
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GB/T 46633—2025
附 录 A
(资料性)
挖掘机运行能效评价示例
A. 1 概述
A. 1. 1 以挖掘某凹坑作业的运行能效评价为示例说明挖掘机运行能效评价方法的实施过程 。
A. 1.2 挖掘过程如图 A. 1a)所示 ,铲斗从凹坑处满斗挖掘土壤 ,然后动臂提升并回转使铲斗越过墙体而至放土处进行卸土 ,最后动臂反向回转并下降继续挖掘 ,循环往复直至凹坑挖掘完成 。其中 , 凹坑尺寸为 L×W ×H ,墙体高度为 h。
A. 1.3 为获取评价基准值而构建的测试工况(即基准工况) 为 : 在挖掘现场选取一块空地(以保证土壤类型一致) ,用标杆代替墙体 ,并选用同型号且满足使用要求的挖掘机进行铲斗挖掘 、动臂提升 、铲斗卸土等动作 ,如图 A. 1b)所示 。其中 ,标杆高度要求与墙体高度一致 ;为保证卸土位置 ,评价工况与基准工况时的动臂回转角度宜一致 。
a) 评价工况 b) 基准工况
图 A. 1 工况示意图
A.2 确定评价范围
A.2. 1 时间范围 :挖掘机发动机启动的时刻至凹坑挖掘作业完成后停机的时刻 。
A.2.2 能源范围 :挖掘机消耗的燃油 。
A.3 选取评价指标
为展示挖掘机运行能效评价实施全过程 ,本次评价选取了所有评价指标 ,包括待机能耗比值 、空载能耗比值 、负载能耗比值 、单位时间能耗 、单位工程量能耗和能量利用率 。
A.4 获取评价指标基准值
本示例采用测试法进行评价指标基准值的制定 ,具体过程如下 :
a) 构建获取基准值的测试工况(即基准工况) ,建立过程和结果见 A. 1;
b) 按照 GB/T 44049进行基准工况的能耗测试试验 ,试验结果见表 A. 1;
c) 记录各次试验的 工 程 量(本 示 例 用 土 方 量 表 征) 和 运 行 时 间 , 结 果 见 表 A. 1;在 此 基 础 上 , 将表 A. 1 的数据分别代入公式(1) ~公式(6) ,得各次试验的评价指标值 ,结果见表 A. 2;
d) 对表 A. 2 中各项指标进行排序 :选取排序中的最大值作为该项评价指标的基准最大值 ,选取排
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GB/T 46633—2025
序中的最小值作为该项评价指标的基准最小值 ,结果见表 A. 3。
表 A. 1 基准工况的基础数据
组别
待机能耗kgce
空载能耗kgce
负载能耗kgce
运行能耗kgce
净负载能耗kgce
运行时间
s
工程量m3
01
0. 22
1. 55
2. 88
4. 65
0. 48
750. 00
66. 84
02
0. 22
1. 64
2. 98
4. 84
0. 45
781. 77
69. 47
03
0. 22
2. 06
3. 09
5. 37
0. 47
825. 30
73. 16
表 A.2 基准工况的评价指标值
组别
待机能耗比值
空载能耗比值
负载能耗比值
单位时间能耗kgce/h
单位工程量能耗kgce/m3
能量利用率
01
4. 73%
33. 33%
61. 94%
22. 32
6. 96× 10- 2
10. 32%
02
4. 55%
33. 88%
61. 57%
22. 29
6. 97× 10- 2
9. 30%
03
4. 10%
38. 36%
57. 54%
23. 42
7. 34×10- 2
8. 75%
表 A.3 评价指标基准值
评价指标
基准值
单项评价指标
待机能耗比值
4. 10% ~ 4. 73%
空载能耗比值
33. 33% ~ 38. 36%
负载能耗比值
57. 54% ~ 61. 94%
综合评价指标
单位时间能耗/(kgce/h)
22. 29~ 23. 42
单位工程量能耗/(kgce/m3 )
6. 96× 10- 2 ~ 7. 34×10- 2
能量利用率
8. 75% ~ 10. 32%
A.5 计算评价指标
评价指标计算过程如下 :
a) 测量待评价对象的待机能耗 、空载能耗 、负载能耗 、运行能耗和净负载能耗 ,结果见表 A. 4;
b) 记录并计算待评价对象的运行时间 ,结果见表 A. 4;
c) 根据凹坑尺寸计算工程量(本示例用土方量表征) ,结果见表 A. 4;
d) 将表 A. 4 的数据代入公式(1) ~公式(6) ,得待评价对象的评价指标测算值 ,结果见表 A. 5。表 A.4 评价工况的基础数据
待机能耗kgce
空载能耗kgce
负载能耗kgce
运行能耗kgce
净负载能耗kgce
运行时间
s
工程量m3
0. 22
2. 14
3. 14
5. 50
0. 45
832. 20
74. 21
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GB/T 46633—2025
表 A.5 评价工况的评价指标测算值
待机能耗比值
空载能耗比值
负载能耗比值
单位时间能耗kgce/h
单位工程量能耗kgce/m3
能量利用率
4. 00%
38. 91%
57. 09%
23. 79
7. 41× 10- 2
8. 18%
A.6 判定评价结果
将表 A. 5 和表 A. 3 的数据进行比较 ,并按 6. 5 的判定方法进行判定 ,得评价结果如表 A. 6所示 。
表 A.6 评价结果
评价指标
基准值
测算值
评判结果
单项评价指标
待机能耗比值
4. 10% ~ 4. 73%
4. 00%
高效率
空载能耗比值
33. 33% ~ 38. 36%
38. 91%
低效率
负载能耗比值
57. 54% ~ 61. 94%
57. 09%
低效率
综合评价指标
单位时间能耗/(kgce/h)
22. 29~ 23. 42
23. 79
低效率
单位工程量能耗/(kgce/m3 )
6. 96× 10- 2 ~ 7. 34×10- 2
7. 41× 10- 2
低效率
能量利用率
8. 75% ~ 10. 32%
8. 18%
低效率
A.7 撰写评价报告
参照附录 B撰写评价报告 。
A. 8 评价方法的应用
A. 8. 1 根据综合评价指标的评判结果可知 ,本次挖掘作业过程的综合运行能效偏低 ,有待提高 。
A. 8.2 根据单项评价指标的评判结果可知 ,本次挖掘作业过程的空载能耗比值偏高 ;进一步分析发现空载时间较长 ,有提升的空间 。
A. 8.3 基于上述评价结果 ,提出能效提升建议 :缩短挖掘机空载时长 。
7
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附 录 B (资料性)评价报告
挖掘机运行能效评价报告见表 B. 1。
表 B. 1 评价报告
1. 评价基本信息
评价任务名称 :
评价目的 :
评价日期 :
2. 人员信息
操作人员
记录人员
评价人员
报告编写人
报告审核人
报告授权人
3. 工况信息
燃油密度
土壤类型
环境温度
工况概述
(可单独附页说明)
4. 机器信息
机器型号
生产 日期
制造商名称
5. 评价结果信息
挖掘机运行能效评价指标
基准值
测算值
评价结果
单项评价指标
待机能耗比值
空载能耗比值
负载能耗比值
综合评价指标
单位时间能耗
单位工程量能耗
能量利用率
6. 其他说明
8
