推土机燃油消耗测试方法探讨

张磊庆，罗 鑫，尹如法

（中国建筑科学研究院 建筑机械化研究分院，河北 廊坊 065000）

推土机燃油消耗测试方法探讨

张磊庆，罗 鑫，尹如法

（中国建筑科学研究院 建筑机械化研究分院，河北 廊坊 065000）

工程机械节能环保技术近些年得到了大力发展，但如何科学合理的测试燃油消耗还未形成统一的认识。本文对当前几种推土机产品的燃油消耗试验方法做了比较分析，在此基础上探讨一种新的测试方式，通过完成规定工况的开槽作业和推土作业，科学测试土方量和燃油消耗，以此计算推土机的能效指标。

推土机；燃油消耗；能效；测试

近年来节能环保设备受到各级政府的高度关注，2014年政府工作报告指出，要出重拳强化污染防治，并给出了具体路径：实施建筑能效提升、节能产品惠民工程，发展清洁生产、绿色低碳技术和循环经济。这也明确了我国装备制造业绿色时代的来临。不降低作业效率又兼具绿色、环保等优势的工程机械产品受到业界的广泛关注，行业对高品质、低能耗产品的需求持续提升。

工程机械作为排放大户，节能减排的工作刻不容缓。国家标准《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》规定，自2014年10月1日起，凡进行排气污染物排放型式核准的非道路移动机械用柴油机都必须符合本标准第三阶段要求。新排放标准的实施，给工程机械行业带来一系列的反应。高效、低排放产品既符合国家大力倡导的建设资源节约型社会和减少温室气体排放的政策，也切合工程机械用户的切实需求。推土机作为工程机械产品中重要的一员，是土方施工中重要的施工机械，如何客观准确的测量推土机的燃油消耗，体现其节能减排的性能，成为厂家和用户关心的问题。

1 几种测试方法比较

目前，行业内对推土机油耗测试方法未有统一认识，大部分企业对此并未足够重视。不同企业采取的测试方法也不统一。有的企业会在用户作业时测试油耗情况，一般以真实作业为主。例如，某用户要进行鱼塘推挖作业，只需测量作业前后的燃油消耗量和作业时间，即可得出单位时间燃油消耗。这样获得的数据连续性较强，对分析某一台推土机的油耗有一定参考价值，但这种测试方法工况复杂，难以重复操作，司机操作存在很大随意性，对于客观分析推土机油耗有很多干扰因素。另外，这种方式往往忽略了作业土方量的测算，无法得到单位土方量的燃油消耗，无法体现推土机的能效。

测试推土机的牵引力来计算燃油消耗量也是一种测试方法。推土机的牵引性能是其作业能力的重要参考依据。根据JB/T 1666－1997《履带式推土机试验方法》，通过不同速度的牵引力试验，测得最大牵引输出功率点的输出功率、牵引速度和单位时间耗油量、后退轻载时牵引输出功率的单位时间耗油量和牵引速度，求得单位牵引输出功率的耗油量。这样的测试方式具有可重复操作性，工况较稳定，但其他因素如铲刀形状等都被忽略，因此无法真实反映推土机作业时的真实能效。

结合课题研究，在总结已有测试方法和经验的基础上，本文尝试提出一种可重复操作，工况稳定，在一定程度反映推土机真实能效的测试方法，供大家参考。

2 探讨新的测试方法

推土机油耗测试方法应以实际作业为基础，规避对测试结果影响较大的干扰因素，选择有代表性、可重复操作的作业工况进行测试，尽量获取真实数据，反映燃油消耗情况。在规定测试条件下，在规定作业循环内测试燃油消耗量、作业时间和作业量，以单位耗油量所完成的作业量作为推土机的油耗评价指标。

2.1 测试工况

推土机主要应用于开槽、推土、修坡等作业，我们选取具有代表性的开槽和推土两个工况进行测试。考虑到原生土硬度作业阻力不同，我们划定测试区域，并将该区域深挖到推土机铲刀高度1.2倍后，采用与被测试推土机相同质量的推土机回填压实，场地平整后坡度小于1%，并用土质N值仪检测土壤硬度在合理误差内，湿密度控制在2g/cm3以内。

推土机按图1所示位置停放，推土铲接地，不超过初始线。对推土机试验场地进行画线定位：AB为起始线，EF为终点线，ABCD内为规定开槽作业区域，CDEF内为规定的推土作业区域。在A、B、C、D、E、F点分别插上标杆作为参考点。L1为开槽距离，当推土机功率＜103kW时，L1值取20m；当推土机功率≥103kW时，L1值取40m。L2为推土距离，取值20m。

图1 推土机燃油消耗测试示意图

推土机正式开始试验前应使水温、油温达到正常工作状态。推土机沿直线进行开槽作业L1距离，然后开始推土作业，将土继续运输L2距离到终点线以外，原路退回至起始线完成一次作业循环。每次作业循环均须使推土铲从起始线处开始动作。连续完成10次作业循环为一个测试循环。终点线以外的堆土形状及推土机试验过程中的速度档次，根据推土机功率大小，以能够发挥最大生产率为原则适当选取。开槽宽度根据推土机铲刀宽度决定。

在试验中测定每个测试循环的作业时间、耗油量、土方量。

2.2 油耗测量

推土机燃油消耗量测量可以使用附加油箱或油耗测量仪计量。用附加油箱法需在试验前将附加油箱固定在靠近发动机的合适位置，将进出油管接入附加油箱底部，将发动机进出油管与附加油箱连接。采用油耗测量仪法要按油耗测量仪使用说明书要求将油耗仪串接在发动机进油路上,测量推土机每次测试循环的燃油流量。使用柴油密度计测量燃油密度，将燃油流量换算成质量即燃油消耗。

2.3 作业土方的测量

土方量直接影响到推土机的能效值，因此土方量的测量计算要尽量减少误差。

土方测量的传统方法比较多，最常用的是在实地用测绳拉网，用水准仪测出各格网角点的高程，通过计算各格网角点的落差来计算土方量。这种方法可根据实地地形情况，选择相应的格网，由于点位高程精度高以及点位分布比较均匀，相对精度较高；但其野外作业比较繁琐，计算工作量大。按JB/T 1666-1997之8.3中的计算方式，试验前测量场地水准，作业结束后再次测量各测量点水准，水准差即为开槽深度。开槽区域两端斜坡部分间隔以1.5m为宜，其他部分以3m为宜。

随着新测量仪器设备不断应用和更新，对于土方测量，现在一般是采用测绘数字化地形图来计算土方量。可利用GPS-RTK技术对测试区域进行测量，目前RTK土方测量精度可达到10～20mm+1ppm。

2.4 评价指标及计算

推土机在规定工况下单位燃油消耗量完成的作业土方量即推土机能效，以此作为评价推土机油耗水平的主要指标。因此需要在测试推土机油耗的同时测量作业土方量和作业时间。为减少测试结果的偶然性因素干扰，需要连续进行3个测试循环，记录每个测试循环的各项数据。并按下列公式分别计算推土机燃油消耗量G、作业生产率Q、能效E。取3次试验结果中推土机能效E的平均值为最终值。

式中 G——推土机燃油消耗量，kg/h；

f——规定作业循环次数的燃油消耗，g；

T——试验作业时间，s；

Q——推土机作业效率，m3/h；

V——规定作业循环次数推送的总土方量，m3；

E——推土机能效，m3/kg。

3 结 语

工程机械的绿色性能指标应该从能效、尾气排放和噪声3个方面综合考虑，目前，排放和噪声已有国家强制性标准，对于能效的测试是未来开展绿色施工机械评定的基础，能效测试则需要一种规范的、行业认可的油耗测试方法。

本文提出的推土机油耗测试方法，包含了推土机开槽和推土两种作业工况，通过测量作业土方量和油耗，得出推土机的能效值。该测试方法相比其他几种方式，可操作性强，能更真实反映的推土机的作业能效，对用户选择推土机产品是一个重要的参考依据。

[1]GXB/TY 0026-2014，液压挖掘机燃油消耗试验方法[S].

[2]JB/T 1666-1997，履带式推土机试验方法[S].

[3]侯宝佳.我国绿色施工机械发展研究[J].建筑机械化，2015，(4)：27-31.

[4]吴学松.液压挖掘机油耗测试与绿色性能评价探讨[J].建筑机械化，2015，(4)：32-35.

（编辑 于 洋）

Discussion on bulldozer fuel consumption measurement method

ZHANG Lei-qing, LUO Xin, YIN Ru-fa

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