《汽车起重机燃油消耗量试验方法》国家标准解读

胡海鹏　朱天罡　张艳　李雪峰　侯政良

摘要：介绍《汽车起重机燃油消耗量试验方法》国家标准制定的背景，解读了标准的适用范围、主要内容，为汽车起重机行业各企业和检测机构更好地理解和执行标准要求，更好地贯彻和实施标准内容提供指导。

关键词：汽车起重机；燃油消耗量；试验方法；国家标准

0   引言

在我国汽车起重机属于专用汽车中的专项作业车，是一种配装起重专用设备，在设计和制造上用于工程专项起重作业的汽车。汽车起重机作为工程起重机械的一种，在国家经济建设的各领域中被广泛应用，发挥着不可替代的作用。当前，汽车起重机主要以燃油发动机作为动力，其燃油消耗水平对节能减排和改善大气质量具有重要意义，统一和规范汽车起重机燃油消耗量的试验方法，是准确评价其燃油消耗水平的重要依据。

1   标准制定背景

2013年2月6日，国务院下发《关于加强内燃机工业节能减排的意见》，要求健全标准体系，制定内燃机产品燃油消耗限值及测量方法标准。2016年8月1日，质检总局、国家标准委、工业和信息化部下发《装备制造业标准化和质量提升规划》，在第五条中要求完善绿色制造标准体系，重点研究“满足轻量化、无害化、节能降噪、资源节约、易拆解、易回收、高可靠性和长寿命等要求的绿色产品评价标准”。

根据国标委综合〔2017〕128号“关于下达第四批国家标准制修订计划的通知”要求，由徐州重型机械有限公司负责制定国家标准《汽车起重机燃油消耗量试验方法》，编号20173432-T-604。标准起草工作组成员单位包括江苏徐工工程机械研究院有限公司和中机科（北京）车辆检测工程研究院有限公司。起草工作组通过分析相关标准资料，收集行业内相关意见，按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》规定及要求，历时2年时间完成标准报批稿，经国家标准化管理委员会批准，于2020年11月19日发布，2021年6月1日实施。

2   标准适用范围

GB/T 39416-2020《汽车起重机燃油消耗量试验方法》规定了以柴油为动力的汽车起重机燃油消耗量的试验方法，标准还适用于与汽车起重机同样装备有起重设备、有臂架伸缩、变幅等机构，用于完成起重作业的全地面起重机。

3   标准主要内容

汽车起重机作为用于起重作业的专项作业汽车，具有场地内起重作业和场地间转场行驶作业的特点。本标准根据汽车起重机作业特点，将汽车起重机燃油消耗量试验分为行驶和作业两大工况，规定了汽车起重机燃油消耗量试验的术语和定义、试验准备、试验方法和计算方法。

3.1   行驶工况燃油消耗量说明

3.1.1   试验工况选择

汽车起重机属于专用作业车，属N类机动车，其道路行驶主要功能和营运货车相同。目前，我国营运货车燃油消耗量按照JT/T 719-2016《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》标准要求进行测量，该标准的试验方法经过了大量产品的验证，并得到了成熟可靠的应用。本标准中汽车起重机行驶工况的燃油消耗量测试，参考JT/T 719-2016《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》标准所规定的测量方法，并根据汽车起重机的实际情况进行部分调整。

JT/T 719-2016《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》中，营运货车行驶燃油消耗量试验方法包括等速行驶、加速行驶和怠速三个工况，本标准中的加速行驶和怠速工况试验方法，完全参考JT/T 719-2016《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》。

等速行驶工况试验方法根据汽车起重机的车速特点进行了部分调整，主要因为JT/T 719-2016《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》中，等速试验规定的试验车速为“40km/h、50km/h、60km/h、70km/h、80km/h”，营运货车最高车速多集中在100km/h以上；而汽车起重机行业内产品的最高车速一般为70～90km/h，汽车起重机行驶路面工况较为复杂，多数集中在工地、山区等路面，高速路面行驶时间相比营运货车要少很多。鉴于汽车起重机与营运货车最高车速及行驶路况存在差异，本标准等速试验根据汽车起重机产品的特点选择10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h、70km/h为试验车速。

3.1.2   计算公式说明

本标准中加速行驶和怠速工况燃油消耗量按JT/T 719-2016《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》中5.5.2条和5.5.3条的公式计算，等速行驶工况燃油消耗量按JT/T 719-2016《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》中5.5.1条公式计算，但其等速行驶工况速度点个数与JT/T 719-2016《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》规定的不同，汽车起重机试验点个数为7。

3.1.3   试验工况权重系数说明

本标准权重系数的确定是否科学、合理，直接影响着燃油消耗量测试结果的科学性、合理性。为统计获得汽车起重机等速行驶时各车速下的权重系数，利用Matlab、Excel等数据统计分析软件，先对物联网采集到的数据进行筛选，剔除无效的数据点，判断每个数据点的速度区间，初步分为（5，15]、（15，25]、（25，35]、（35，45]、（45，55]、（55，65]、（65，75]。由于物联网发来的都是离散的数据点，并不连续，数据处理时认为某一车速前后5s内车辆以匀速行驶，计算该车速在此10s内的行驶里程，最后将各区间所有速度点的里程相加汇总。依据修正后的行驶里程，计算各速度区间的最终行驶里程占比。

通过物联网数据统计了不同地区在用汽车起重机等速行驶工况下不同速度的占比，最終计算得到各车速区间的行驶里程百分比，如表1所示。

为了科学合理地确定汽车起重机在行驶过程中等速行驶工况、加速行驶工况和怠速工况的占比，通过徐工物联网智能管理平台获取6103辆汽车起重机90天的数据。除此之外，汽车起重机行驶工况与道路运输车辆类似，本标准不同运行工况权重系数确定过程中，还参考了JT/T 719-2016《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》。

综合汽车起重机不同运行工况的权重系数以及等速行驶工况下不同速度点的百分比，构建了汽车起重机行驶工况权重系数如表2所示。

3.2   作业工况燃油消耗量说明

3.2.1   试验工况选择

根据汽车起重机作业特点，标准既要有先进性和科学性，又要规范、可操作，标准规定的作业项目、检验方法、手段应尽量考虑企业的实际情况（设备条件、场地条件及人员条件等），根据以上原则，作业燃油消耗量测试分为支腿伸缩、待机、伸缩、变幅、起升、回转6大工况。

一是支腿伸缩工况。起重机置于平坦的沥青或混凝土地面上，处于驻车状态。支腿测试时支腿油门分别置于最低速和最高速位置，测试两种伸缩速度下的燃油消耗量和时间。支腿油门最低速和最高速，是指各起重机制造商设置的支腿工作时发动机的最低转速和最高转速。

二是待机工况。起重机置于平坦的沥青或混凝土地面上，水平支腿和垂直支腿全伸，变速器处于制造商规定的取力挡位，操纵手柄处于中位，油门踏板处于完全松开状态，作业发动机转速应保持为起重机制造厂规定的怠速转速，转速偏差为±50r/min。

三是伸缩工况。选取不同吨位的典型产品，测试起重机主臂在不同仰角下的伸缩工况油耗，发现仰角变化几乎不影响主臂伸缩的油耗值，因此认为变幅角度对伸缩工况的油耗无影响。考虑伸缩工况的可操作性，将伸缩工况主臂角度定为基本臂最大仰角。通过测试可知，发动机的转速对油耗影响显著，因此伸缩工况油耗测试选择发动机怠速和最高转速分別予以测试。钢丝绳倍率根据用户使用频次及测试可操作性，选择4倍率作为测试倍率，同时为了保证试验安全性、可操作性，规定操纵手柄在2s内平稳操作至最大开度。

四是变幅工况。选取不同吨位的典型产品对其基本臂、中长臂、全伸臂的变幅工况燃油消耗量进行测试，可知载荷、臂长、发动机转速对变幅油耗的影响较大。根据物联网数据统计，起重机变幅作业多集中在基本臂和中长臂工况，因此本标准变幅工况燃油消耗量测试时臂长选取基本臂、中长臂，载荷选取基本臂空载、中长臂空载、中长臂仰角为时的额定载荷，发动机转速选取怠速和最高转速，考虑最高转速带载变幅下降工况存在一定的危险性，本标准中长臂仰角为时的额定载荷只在怠速下测量。同时为了保证试验安全性、可操作性及结果的重复性，规定操纵手柄2s内平稳操作至最大开度。

五是起升工况。选取不同吨位的典型产品对起升工况燃油消耗量进行测试，可知在不同变幅角度下，起升油耗基本不发生变化，而不同臂长、不同载荷和不同的发动机转速对起升工况油耗影响较大。同时根据物联网起升工况数据统计及测试可操作性，确定起升工况如下：幅度选取基本臂最大仰角，臂长选取基本臂和中长臂，载荷选取基本臂空载、中长臂空载和相应的额定载荷。同时为了保证试验安全性、可操作性及结果的重复性，操纵手柄2s内平稳操作至最大开度。由于燃油消耗量的测试结果单位为L/h，根据起升工况油耗试验数据得出，不同起升高度不会影响最终的燃油消耗量测试值，此处取起升高度为4m。

六是回转工况。回转工况的试验载荷同主臂起升工况，工况为基本臂空载中长臂相应额定载荷。为了保证试验过程的安全性，只对怠速工况进行测试。

3.2.2   试验结果处理说明

为使试验车辆在燃油消耗量测量过程中能严格按要求保持测试状态，确保试验结果的可比性和科学性，本标准对于试验数据进行了相应的校正。每个动作油耗试验均重复进行5次，试验结果应去除最大和最小两个试验数据，其余3个试验数据取平均值作为试验结果。各动作测得的燃油消耗量算术平均值，按照 GB/T 12545.2《商用车辆燃料消耗量试验方法》规定的方法进行标准状态校正，即为该动作的燃油消耗量校正值，根据各工况权重系数占比，得到起重机作业工况燃油消耗量。

3.2.3   试验权重系数说明

“权重系数”的确定是否科学、合理，直接影响着燃油消耗量测试结果的科学性、合理性。为统计获得汽车起重机上车作业时各动作的权重系数，利用Matlab、Excel等数据统计分析软件，先对物联网采集到的数据进行筛选，剔除无效的数据点。判断每个数据点的动作状态，将其分为伸缩工况、变幅工况、回转工况及起升工况。然后再分别统计各动作工况下，不同发动机转速、臂长、吊重量的权重系数。物联网发来的都是离散的数据点，处理时按照累计时间的方法进行统计，最后根据各动作的累计时间计算权重系数，见表3。

4   标准实施意义

GB/T 39416-2020《汽车起重机燃油消耗量试验方法》属于起重机械标准体系“流动式起重机”小类。在起草过程中，注意到贯彻国家有关的法令、法规，相关标准能与之协调一致。本标准在起草过程中充分考虑了汽车起重机特点，将燃油消耗量试验工况分为作业工况和行驶工况。对汽车起重机燃油消耗量试验的术语和定义、试验准备、试验方法以及计算方法进行了详细规定，为规范和统一汽车起重机燃油消耗量试验提供了技术依据和指导。笔者希望通过对标准制定背景和主要内容的解读，可以帮助汽车起重机生产单位、使用单位和检验检测机构更好地贯彻执行该标准，可以准确、客观地评价汽车起重机燃油消耗量水平。