《港口内燃机驱动起重机能效利用效率检测方法》（征求意见稿）编制说明

交通运输行业标准

《港口内燃机驱动起重机能源利用效率检测方法》

（征求意见稿）

编制说明

标准起草组

二〇一八年七月

1工作简况

1.1任务来源

自二十世纪中期开始，世界各国已陆续展开了对于各行业生产企业

生产过程节能技术的研究和实施。根据其各自生产制造过程特点，制定

了相应的节能技术规范和考核标准。我国也制定了《能源效率标识管理

办法》，可为用户和消费者购买、决策提供必要的信息，引导用户和消

费者选择高效节能的产品。目前诸如通用电机、空调、冰箱、洗衣机等

设备已强制实施能耗标识，这方面的标准、评定体系都比较完善。与通

用电机等通用产品相比，由于起重机自身运行的特殊性，摩擦损耗不易

测得等诸多技术难题，导致长期以来对能效检测分类方法和等级分类的

缺失。同时这也为研究起重机检测技术、分类方法和相关标准提出了新

的要求。交通运输部已发布行业标准JT/T314-2009《港口电动式起重机

能源利用效率检测方法》，该标准由交通运输部水运科学研究院负责制

定，规定了岸边集装箱起重机、轨道式集装箱门式起重机、电动轮胎式

集装箱门式起重机、桥式抓斗卸船机、门座起重机等港口电动式起重机

能源利用效率测算方法，标准中明确规定了其能源利用效率的检测方法

和计算方法，在港口节能减排工作中发挥了重要的作用。已发布的JT/T

314-2009《港口电动式起重机能源利用效率检测方法》标准是针对港口

电力驱动的起重机，而本项目制定的标准是针对港口内燃机驱动起重机

提出的能源利用效率检测方法，动力形式及工作原理跟电动起重机不同。

目前港口内燃机驱动起重机的机型已经成熟，主要包括内燃机驱动

轮胎式集装箱门式起重机、集装箱正面吊运起重机、集装箱空箱堆高机、

港口轮胎起重机，广泛的应用于港口。相关部门已发布相应的产品质量

1

标准和相关安全规程，急需制定相关的能源利用效率检测方法标准，进

一步提升港口内燃机驱动起重机的能源利用效率，指导港口企业开展能

源利用效率检测与计算。

根据交通运输部文件《交通运输部关于下达2017年交通运输标准

化计划的通知》（交科技函〔2017〕412）的要求，交通运输部水运科学

研究院等单位负责制订《港口内燃机驱动起重机能源利用效率检测方法》

标准，计划编号JT2017-61。本标准的技术归口单位为全国港口标准化

技术委员会。

1.2标准起草单位及相关人员

标准的负责起草单位为：交通运输部水运科学研究院、哈尔滨工程

机械制造有限责任公司、上海振华重工（集团）股份有限公司、江苏江

阴港港口集团股份有限公司。

李海波负责本标准的起草工作，于长柏、徐文、冯玥、汪永生、李

增、董世民、任川、徐武庆、周军等人参与了标准各部分技术内容的研

究和标准编制工作。

1.3主要工作过程

（1）2017年9月~2017年10月，成立标准起草组

遵照交通运输部2017年交通运输标准化计划的要求，2017年9月

成立了由交通运输部水运科学研究院等单位组成的《港口内燃机驱动起

重机能源利用效率检测方法》交通运输行业标准制定起草组。

（2）2017年10月~2018年7月，完成标准征求意见稿

起草组制订了工作计划，先后到上海、江苏、哈尔滨等地开展了调

查研究，搜集了有关标准及技术资料，听取了有关方面的意见，经过起

2

草组的反复讨论和研究，于2018年7月提出标准征求意见稿。

本标准征求意见稿在广泛收集起重机能效标准和相关规定，以及相

关行业标准、国家标准与有关资料的基础上，引用相关的国家标准和行

业标准，根据我国的实际情况与特点，结合港口内燃机驱动起重机的技

术要求和当前国内的状况，对港口内燃机驱动起重机（以下简称起重机）

能源利用效率的检测要求和流程、测试方法和计算过程进行了规定。

2标准编制原则、确定标准主要内容依据和试验分析

2.1标准编制原则

本标准编写过程中以港口行业需求为主导，坚持服务社会、面向企

业的原则，提高标准的适用性。

1、科学性。内燃机驱动起重机有效能的计算遵循柴油燃烧的热能

转换为机械能这一能量转换的基本定律，并根据物料装卸过程中的运动

规律，利用动能定理计算各环节的有效能，有效能及能源利用效率计算

方法具有科学依据。

2、实用性。对本检测方法，包括内燃机驱动起重机运行数据的采

集、供给能测量，有效能计算及能源利用效率计算等，凡具有资质的水

运能源监测单位和港口企业均可在能源利用效率检测中使用，用于港口

企业的节能检测和管理，遵循测算方法简明、合理、实用的原则。

3、可操作性。本检测方法标准具有以测量和计算相结合，操作性

强的特点，相关工程技术人员熟悉后均能够进行检测操作。

2.2主要技术内容依据说明

本标准在编写内容和格式上，遵照最新标准GB/T1.1给出的规则进

行。本标准在编写过程中主要参考了JT/T314-2009《港口电动式起重机

3

能源利用效率检测方法》、JB/T11988-2017《内燃平衡重式叉车能效

测试方法》等。

本标准共分为检测要求和流程、测试方法和计算过程等章节。现就

各个章节的主要内容进行说明。

1、第1章范围

在“1范围”中，规定本标准的主要内容和适用范围，适用于内燃

机驱动轮胎式集装箱门式起重机、集装箱正面吊运起重机、集装箱空箱

堆高机、港口轮胎起重机等四种机型。该四种机型基本涵盖了港口内燃

机驱动起重机的主要机型，其他类似的机型可参照本标准使用。

本标准中列入的轮胎式集装箱门式起重机的大部分设备已经完成

了“油改电”，但根据统计数据，仍有一定比例（20%左右）的内燃机驱

动（主要是柴油发电机组、混合动力等）的轮胎式集装箱门式起重机在

港口服役，因此本标准将其作为一种机型考虑在内。

2、第3章术语和定义

在“3术语与定义”中，结合港口内燃机驱动起重机的实际检测工

况，对供给能、有效能、能源利用效率等术语进行了定义。

术语和定义中引用GB/T6974.1《起重机术语第1部分：通用术语》，

其规定的起重机名称适用于本标准。3.1和3.2的供给能和有效能的定义，

强调的“指定工况下”，是指在后面给出的具体的测试工况下，“一个标

准循环”是指给定的测试工况完成的一个工作循环，限定了具体的起升

高度、运行距离、速度等参数，也就是所有测试是在一个统一的标准下

进行。

4

3、第4章检测要求和流程

（1）4.1检测要求

4.1.1是对测试环境的要求，包括环境温度、风速、空气相对湿度等

要求，主要是参照产品标准以及JB/T11988-2017《内燃平衡重式叉车能

效测试方法》的要求确定。

4.1.2是对测试场地的要求，由于本标准的轮胎式集装箱门式起重机、

集装箱正面吊运起重机和空箱堆高机均有整机行走功能，对场地表面和

坡度给出了规定，坡度的规定与GB/T14783-2009《轮胎式集装箱门式

起重机》3.1.4的场地要求一致。

4.1.3是为了统一测试的重量，考虑驾驶员体重差别，所以规定了驾

驶员的标准体重为70kg，如不足应增加配重。主要是依据2015年6月

中国国务院新闻办发布了《中国居民营养与慢性病状况报告（2015年）》，

该报告公布了我国18岁以上成年男性平均体重为66.2kg，为方便测量，

近似的取70kg。

4.1.4是对检测中的各种测量仪器的要求，需在合格检定期内。

4.1.5是对起重机安全运行的要求，要求各种机型应符合相应的产品

标准和安全规程标准的要求，在标准中分别列出了各机型符合的产品标

准和安全规程标准，其中集装箱空箱堆高机无安全规程标准。

4.1.6是对保证内燃机驱动起重机完成正常测试的燃料、润滑油、液

压油和冷却液等进行规定，防止测试中出现故障和中断。

4.1.7是对测试中的辅助设备如空调等的运行与否进行了规定，统一

要求空调等设备处于运转，实现起重机用能设备负荷的统一，保证测试

的准确性。

4.1.8对轮胎的气压进行规定，不同的轮胎气压对测试的结果有影响，

5

本要求与GB/T14783-2009《轮胎式集装箱门式起重机》的3.6.8，以及

GB/T26474-2011《集装箱正面吊运起重机技术条件》的4.6.13.2的要

求一致。

4.1.9是为保证起重机测试正常进行，要求测试前充分预热。

4.1.10对各测量项目及相关仪器的准确度进行了规定，考虑到目前

仪器的准确度水平和现场的条件设置准确度，有关准确度数值主要是参

照JB/T11988-2017《内燃平衡重式叉车能效测试方法》。

（2）4.2检测流程

4.2.1以图的形式给出了检测流程，可以让使用者清晰的了解检测过

程和先后顺序的工作。与JT/T314-2009《港口电动式起重机能源利用效

率检测方法》的规定的流程一致。

4.2.2规定检测单位参照附录A给的格式填写报告书，附录A为资

料性附录，供检测单位参考。

4、第5章测试方法和计算过程

（1）5.1测试工况

1）测试工况关键数据的依据

测试工况制定主要考虑以下因素：

a）在一次标准循环内模拟起重机装卸或运输作业；

b）港口起重机能耗主要影响因素为起升机构，在所有机构中，起

升机构为最大影响因素，为了使起重机能耗值有可对比性，限定所有待

检测起重机均按照相同运动轨迹进行运动；

c）起重机结构型式多种多样，在指定起重机运动轨迹，确定起升

高度、运行距离时，考虑到绝大多数起重机能够达到测试条件；

d）起重机各机构以额定速度运行时，能耗最小，因此，选定起重

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机测试时，各机构按照额定速度运行。

测试基本思路是，根据给定固定工况、固定的运行路线、起升高度、

载荷进行能源消耗的测试，便于计算和对比。

有关循环次数确定的依据：

一般来说，循环次数越多最后得到的测试数据越准确，但同时增加

了测试的工作量，测试的时间长、工作量大，因此循环次数是权衡测试

时间和测试准确度来确定，通过现场测试情况，原则上一次测试时间不

超过60min，最后根据这个时间确定了各个机型的较合理的循环次数。

有关载荷质量的确定的依据：

目前，现有的相关能效测试标准的载荷质量取值不统一，如JT/T

314-2009《港口电动式起重机能源利用效率检测方法》中岸边集装箱起

重机、轨道式集装箱门式起重机、电动轮胎式集装箱门式起重机的载荷

质量取额定起重量的60%，而门座起重机（吊钩）的载荷质量取额定起

重机的80%。JB/T11988-2017《内燃平衡重式叉车能效测试方法》的

载荷质量取额定起重量的70%。这些标准的载荷质量取值约为

（60%-80%）的额定起重量。

本标准在综合考虑驱动最高效率、现场测试条件、安全情况和载荷

准备难度等因素，最后确定载荷质量取额定起重量的75%。载荷质量取

为75%的额定起重量在现有相关标准的（60%-80%）的区间内，并且与

GB/T30222-2013《起重机械用电力驱动起升机构能效测试方法》的附录

C.5的载荷质量要求一致，与JB/T11988-2017《内燃平衡重式叉车能

效测试方法》的载荷质量取额定起重量的比例基本一致。

2）5.1.1内燃机驱动轮胎式集装箱门式起重机

5.1.1.1中对测试时的载荷质量给出了规定，并对试验载荷的装载形

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式，以及测试中的各个机构的速度进行了统一规定。

5.1.1.2规定了固定的循环运行顺序，分为装车工况、卸车工况和大

车运行工况，模拟起重机装卸作业，同时保证了测试的连续性。

工况中对小车运行距离、起升高度、大车运行距离和运行速度、起

升速度等都进行了规定，其参数主要是根据现场调研数据，选择起重机

常用的工况的数值作为测试工况的标准数值。在标准中给出了起重机运

行的测试工况图，方便对测试工况的理解。

每个装车工况、卸车工况和大车运行工况为一个标准循环，在每个

标准循环中完成两次重载起升、两次空载起升、两次小车空载运行、两

次小车重载运行和一次空载大车运行。测试中重复十次标准循环计为一

次测试，在60min内完成。

为了保证数据的准确性，要求进行三次测试，每次测试燃油记录整

个过程的耗油量，最后取三次测试获得的耗油量的算术平均值作为测试

结果。

该测试工况与JT/T314-2009《港口电动式起重机能源利用效率检测

方法》的电动轮胎式集装箱门式起重机的测试工况原理和工况基本一致。

区别是本标准采用多次循环内连续测试，与实际的使用工况接近；另外，

本标准直接给出了起升高度和运行距离等参数数值。

3）5.1.2集装箱正面吊运起重机

5.1.2.1中对测试时的载荷质量给出了规定，并对试验载荷的装载形

式，以及测试中的各个机构的速度进行了统一规定。

5.1.2.2给出了固定的循环运行顺序，包括带载起升、带载回转、带

载倒车、带载前进。

工况中对运行距离、起升高度、回转的角度和运行速度、起升速度

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等都进行了规定。运行距离和转弯半径的数据主要是考虑运行距离要尽

量长，同时又能在港口现场找到合适的场地的原则。在标准中给出了起

重机运行的测试工况图，方便对测试工况的理解。

在每个标准循环中完成了一次重载起升、两次直线运行、四次四分

之一圆运行、两次180°吊具回转。测试中重复十次标准循环计为一次

测试，在60min内完成。

为了保证数据的准确性，要求进行三次测试，每次测试燃油记录整

个过程的耗油量，最后取三次测试获得的耗油量的算术平均值作为测试

结果。

该测试工况与JB/T11988-2017《内燃平衡重式叉车能效测试方法》

的运行原理和工况基本一致。

4）5.1.3集装箱空箱堆高机

5.1.3.1中对测试时的载荷质量给出了规定，并对试验载荷的装载形

式，以及测试中的各个机构的速度进行了统一规定。

5.1.3.2中给出了固定的循环运行顺序，包括带载起升、带载倒车、

带载前进。工况中对运行距离、起升高度和运行速度、起升速度等都进

行了规定。运行距离和转弯半径的数据主要是考虑运行距离要尽量长，

同时又能在港口现场找到合适的场地的原则。在标准中给出了起重机运

行的测试工况图，方便对测试工况的理解。

在每个标准循环中，完成两次重载起升，两段四分之一圆的倒退运

行，两段四分之一圆的前进运行，两段50m的直线运行。

在每个标准循环中完成了两次重载起升、两次直线运行、四次四分

之一圆运行。测试中重复20次标准循环计为一次测试，在60min内完

成。

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为了保证数据的准确性，要求进行三次测试，每次测试燃油记录整

个过程的耗油量，最后取三次测试获得的耗油量的算术平均值作为测试

结果。

该测试工况与JB/T11988-2017《内燃平衡重式叉车能效测试方法》

的运行原理和工况基本一致。

5）5.1.4港口轮胎起重机

5.1.4.1中对测试时的载荷质量给出了规定，并对测试中的各个机构

的速度进行了统一规定。

5.1.4.2中给出了固定的循环运行顺序，包括带载起升、带载旋转、

带载变幅，空载起升等。

工况中对起升高度、旋转的角度、变幅的幅度和运行速度、臂架伸

缩速度、变幅速度等都进行了规定。

在每个标准循环中，完成一次重载起升，两次180°的旋转、一次

变幅和一次空载起升。测试中重复10次标准循环计为一次测试，在60

min内完成。

为了保证数据的准确性，要求进行三次测试，每次测试燃油记录整

个过程的耗油量，最后取三次测试获得的耗油量的算术平均值作为测试

结果。

该测试工况与JT/T314-2009《港口电动式起重机能源利用效率检测

方法》的门座起重机（吊钩）的测试工况基本一致。

（2）5.2供给能的测试与计算

1）5.2.1供给能的测试

本标准采用的供给能的测试方法包括燃油称重法和流量计法，检测

单位可以根据实际情况选用相应的方法。

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目前燃油测试方法中还有超声波探测油箱深度法和通过测量尾气

的碳平衡法等方法。其中超声波探测油箱深度法由于油箱的横截面积的

差异性，较难获得准确的数值。碳平衡法由于测试仪器设备还没有推广

应用，较难获取，所以没有列入本标准的推荐方法。

2）5.2.2供给能的计算

供给能的计算，根据不同的方法，通过测量的消耗燃油质量数值，

计算出最后供给能的能量（J）。

目前，港口内燃机驱动起重机都是使用柴油作为燃料，本标准给出

公式中的系数42.7x106是根据GB/T21399《港口能源消耗统计及分析方

法》中的数据折算的，1kg标准煤的热值为29.273MJ，1kg柴油等于

1.4571kg标准煤，所以1kg柴油的热值为42.7MJ（42.7x106J）。

（3）5.3有效能的计算

有效能计算是根据工况计算相应的有效能，基本原理是利用动能定

理，即合力所做的功等于动能的变化。

对于起升运动（见图1），根据动能定理，可有：

(g)=………………（1）

1212

式中：퐹−푚ℎ2푚푣2−2푚푣1

F——为驱动力；

m——运动物体的质量；

g——重力加速度；

h——运动物体起升的高度；

v1——运动物体在位置1的速度；

v2——运动物体在位置2的速度。

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在位置1的初始速度为0，可有驱动力做功的有效能为：

=g+……（2）

12

퐹ℎ푚ℎ2푚푣2

Vv22

h

F

v1

mg

图1货物起升的受力和运动状态

对于水平运动（见图2），根据动能定理，可有：

(g)=………………（3）

1212

式中：퐹−푚µ푆2푚푣2−2푚푣1

μ——摩擦系数；

S——水平运动的距离。

在位置1的初始速度为0，可有驱动力做功的有效能为：

=g+……（4）

12

22

퐹푆v푚1µ푆푚푣v2

mgμF

S

图2货物水平移动的受力和运动状态

本标准主要依据公式（2）和公式（4）计算各个工况的有效能。

在标准中分别给出了各种机型的有效能计算公式，公式中的变量符

号尽量统一，在前面公式中出现的变量符号的意义，在后面的公式中没

12

有重复的解释。

1）5.3.1轮胎式集装箱门式起重机

本标准给出的公式计算的是一个工作循环的有效能。

2

其中19600(G+G1)h+1000(G+G1)v1为两次重载起升的有效能。

2

其中19600(G+G1+G2)µ1S1+1000(G+G1+G2)v2为两次小车重载运行的

有效能。

2

其中19600G1h′+1000G1v1′两次空载起升的有效能。

2

其中19600(G1+G2)µ1S1′+1000(G1+G2)v2′为两次小车空载运行的有效能。

其中’'2为大车空载运行的有效能。

9800（G1+G3)µ2S2+500(G1+G3)v3

该计算公式与JT/T314-2009《港口电动式起重机能源利用效率检测

方法》的电动轮胎式集装箱门式起重机的计算公式原理和工况基本一致。

车轮与轨道的摩擦系数取0.01，轮胎与地面的摩擦系数取0.018，

分别参照《起重机设计手册》（张质文等主编，中国铁道出版社，1998）

P110和P125的规定选取。

2）5.3.2集装箱正面吊运起重机

本标准给出的公式计算的是一个工作循环的有效能。

其中2为一次重载起升的有效能。

9800（G+G1）h+500（G+G1）v1

2

其中19600(G+G3)µ2L0+19600πR(G+G3)µ2+2000(G+G3)v3为两次直线运

行，四次四分之一圆运行的有效能。

2

其中19600（G+G4)πrµ3+1000（G+G4（)πR3/t1n）为两次180°吊具回转的

有效能。吊具回转180°的时间需要现场测试获得。

目前集装箱正面吊的吊具一般采用液压马达+齿轮箱+滚动轴承回

转支承型式，采用两个液压马达驱动，这种机构可360°回转。回转支

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承装置有一个大回转滚动轴承，吊具上架与大轴承回转座圈用螺栓连接，

而大轴承固定座圈则通过吊具连接架与臂架连接，液压马达和齿轮箱通

过回转支座与连接架固定。吊具回转时，液压马达驱动齿轮箱，通过输

出轴端小齿轮带动回转滚动轴承的齿圈，实现吊具上架相对于连接架的

回转。这种吊具回转机构中，受力最大的是回转滚动轴承，它支承吊具

回转部分和集装箱的全部重量，一般选用四点接触球式回转支承。因此

旋转部件与底座之间的摩擦系数按照滚动轴承回转的摩擦系数选取，参

照《起重机设计手册》（张质文等主编，中国铁道出版社，1998）P1156

的规定，旋转部件与底座之间的摩擦系数取为0.01。

该计算公式与JB/T11988-2017《内燃平衡重式叉车能效测试方法》

的计算公式原理和工况基本一致。

3）5.3.3集装箱空箱堆高机

本标准给出的公式计算的是一个工作循环的有效能。

其中2是两次重载起升的有效能。

19600（G+G1）h+1000（G+G1)v1

2

其中19600(G+G3)µL0+19600πR(G+G3)µ+2000(G+G3)v3是两次直线运

行，四次四分之一圆运行的有效能。

该计算公式与JB/T11988-2017《内燃平衡重式叉车能效测试方法》

的计算公式原理和工况基本一致。

4）5.3.4港口轮胎起重机

本标准给出的公式计算的是一个工作循环的有效能。

2

其中9800(G+G1)h1+500(G+G1)v4是一次重载起升的有效能。

22

其中19600π(G+G5)µ3r+500(G+G5)(πRt2s)+500(G+G5)(πR/t2n)是两次

180°的旋转的有效能。

14

''2

其中9800G1h+500G1v4是一次空载起升的有效能。

22

其中500G[(l0−li)/t3z]+500G[(l0−li)/t3j]是一次变幅的有效能。

轮胎起重机有效能计算公式中的下列参数需要在测试中获得：起重

机顺时针旋转时间、起重机逆时针旋转时间、变幅前的幅度、变幅后的

幅度、起重机减幅的时间、起重机增幅的时间。

该计算公式与JT/T314-2009《港口电动式起重机能源利用效率检测

方法》的门座起重机（吊钩）的计算公式原理和工况基本一致。

轮胎起重机的回转机构由原动机（电机或液压马达等）、减速器、

制动器、齿轮副等组成。回转机构的作用是连接上下车结构实现回转、

支承、防倾功能。回转支承为转盘式的滚动轴承，带有齿圈的内圈安装

在车架上，外圈及回转驱动装置安装在转台上。回转机构由液压马达经

行星齿轮通过输出轴连同小齿轮一起旋转。然后与回转大齿圈的啮合，

实现转台的回转。因此旋转部件与底座之间的摩擦系数按照滚动轴承回

转的摩擦系数选取，参照《起重机设计手册》（张质文等主编，中国铁

道出版社，1998）P1156的规定，旋转部件与底座之间的摩擦系数取为

0.01。

（4）5.4能源利用效率的计算

能源利用效率的计算是根据上面分别计算得出的起重机在一个标

准循环中的有效能和供给能计算得出，单位是%。

本标准的能源利用效率计算公式与JT/T314-2009《港口电动式起重

机能源利用效率检测方法》的能源利用效率的计算公式一致。

5、附录A的依据

附录A的格式参照JT/T314-2009《港口电动式起重机能源利用效

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率检测方法》的相关附录编制，并将根据具体机型的参数设置了各类参

数的填写格式。检测报告表的内容主要包括设备基本信息、设备技术参

数型号规格、运行参数、设备现场供给能测试数据、有效能计算数据、

能源利用效率计算。

为了简化格式，图A.2的表格兼顾了四种机型的参数填写，对非共

性的参数在参数名称的后面用括号标注“如有”，如果机型有此参数就

填写此项，否则不用填写此项。检测单位可根据实际的检测机型对表格

进行简化。

另外，在检测报告检测结果分析部分可分别填写检测概况、检测过

程照片、检测结果分析和相关建议等部分。

2.3试验分析

本标准制定过程中，在江阴港集团的江阴集装箱码头等地进行