0 HCP ZE230E挖掘机测试方案313.docx

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0HCPZE230E挖掘机测试方案313

新一代挖掘机开发

第二阶段—对比测试

ZE230E测试方案

土方上海研发中心

2012-3-10

注：

本方案参照Rabie先生测试概要及挖掘机特性测试需要制定

主要内容

一、试验时间

二、场地准备

三、样机准备

四、测试团队

五、测试仪器

六、测试内容、方法

七、初步测试进度安排

一、试验时间

序号

项目

完成时间

备注

1

计划&方案团队的建立

2012.3.15

2

测试团队建立与准备

2012.3.31

3

现场测试

2012.5.31

4

分析与评价

2012.6.30

二、场地准备

序号

项目

内容

备注

1

地点

渭南和华阴

2

场地要求

平整地，原生土

注：

空旷场地受天气影响较大，如遇下雨等测试将不能正常进行，影响测试进度。

三、样机准备

序号

项目

内容

备注

1

ZE230E一台

2012.3.16前到位

土方公司支持

2

样机工作时间

100~500小时

3

样机状态

性能正常、整机干净

4

样机改装

增加过渡接头、改装管线路、

整机拆装

土方公司支持

2012.3.31完成

四、测试团队

序号

职责

人员

备注

1

测试工程师

张波红袁野

陶思杨

其他人员动态跟进

2

操作者

15年操作经验1名，须近1年内操作20吨级挖机

土方公司支持

3

辅助工人

若干

土方公司支持

五、测试仪器准备

Rabie先生测试概要中有99处测点（参见

中《CHANNELSLIST》），土方上海研发中心根据整机特性需要增加了两处重要测点：

100

Main_pump_FRNT_NegCont_prse

101

Main_pump_REAR_NegCont_prse

对上述101处测点进行确认，并根据其他重要整机特性测试需要得出以下测试仪器准备信息。

（一）测点确认及管路改装

根据测点，确认了整机需要改装的管路，如下（部分）

详细参见《CHANNELSLISTINSTRUMENTSCALIBRATIONSETTINGS-VT》

说明：

整机改装准备时间较长，需尽早落实。

（二）测试仪器情况

1）主要测点传感器说明

基于测试方案、设定工况及测试内容，要求测试的信号类型包括：

转速、油耗、温度、电流、流量、压力、位移、噪声和应力。

针对上述测试类型，充分考虑工作原理、工装布置及可能的现场情况，制定各测点实施方案如下表所示：

信号类型

测点说明

实施方案

转速

发动机

1从ECU单元以通讯方式读取；

2读取油门拉杆控制电压；

3用转速计测飞轮或风扇转速。

左右行走马达、回转马达

1秒表计时；

2在马达或减速机测速口安装转速计。

油耗

油耗仪

以称重方式计量燃油进出口油重差

温度

发动机冷却液

1从ECU单元以通讯方式读取；

2进出口安装热电偶。

液压系统进回油口、泄漏油口等

测点位置通过接头安装温度传感器

电流

各功能指令、开关阀电流等

信号线中接入电流互感器

流量

主泵与先导泵供油流量

油路中接入涡轮流量传感器

压力

主油路、先导油路等

测点位置通过接头安装压力传感器

位移

执行油缸、操纵手柄等

布置拉线式位移传感器，脉冲型式

烟度

发动机烟度

布置烟度传感器

噪声

工作现场

采用专业噪声测试成套设备

加速度

臂架及其他关键结构件

采用专业应力与加速度测试成套设备

应力

备注：

部分信号类型可能具有多种实施方案，需根据现场情况，在不损失测试精度和方案整体性的原则下选择。

2）测试方案所需设备汇总

依据方案所需测点，并结合公司现可调用设备现状，传感器汇总表如下所示。

其中国产元件供货周期平均2周，进口元件在代理商存货状态下供货周期平均2周，缺货状态下供货周期平均8-10周：

名称

量程

信号

需求数量

现有

需购数量

供货周期

转速计

0-2500rpm

频率

1

0

1

1周

0-30rpm

频率

3

0

3

油耗仪

0-70lph

电压

1

1

0

2周

热电偶

-20-150℃

电压

2

0

2

1周

温度传感器

-20-150℃

电压

10

0

10

1周

电流传感器

0-5A

电压

12

12

0

2周/8-10周

流量传感器

0-75lpm

频率

1

1

0

2周/8-10周

0-300lpm

频率

2

2

0

压力传感器

-0.01-20bar

电压

9

0

9

2周/8-10周

0-60bar

电流/压

22

17

-5

0-600bar

电流

14

14

0

拉线传感器

-500-500mm

频率

4

0

4

1周

0-1400mm

频率

1

0

0

0-1700mm

频率

1

0

0

0-1100mm

频率

1

0

0

振动传感器

2G,100Hz

电压

10

30

0

2周/8-10周

噪声测试仪

—

数显

1

0

0

2周/8-10周

除上述设备外，还需购置一些测试副件与耗材（均属于易购件），如下表：

名称

数量

名称

数量

拉力计

1个

卷尺

1个

地磅

1个

水平仪

1台

铅垂

1个

直角尺

1个

粉笔

若干

秒表

1个

千分计

1件

量角器

1个

3）测试数采设备汇总

总测试方案分为两大类：

液压系统性能测试与应力振动性能测试，两类测试在不同的数采设备上进行。

液压系统测试内容采用NI-CRIO系列便携式数采设备，其组成型式为机箱+控制器+板卡，最多可并行8块板卡，并可通过USB扩展一个CAN总线模块，现有一套，采购周期4周。

模块名称

插槽/通道数

功能

所需通道数

所需数量

CRIO机箱

8

架构基础

—

1

CRIO控制器

—

运算控制

—

1

NI-9203

8

电流采集

31

4

NI-9205

32

电压采集

54

2

NI-9423

8

频率采集

14

2

应力振动性能测试采用专业测试成套设备，现有两套：

1比利时LMS动态数采，能测量40个通道信号

2东华DH5929动态数采，能测量96个通道信号

4）液压系统性能测试购置预算

1传感器部分

名称

量程

需求数量

需购数量

预估单价（RMB）

转速计

0-2500rpm

1

1

500

0-30rpm

3

3

500

油耗仪

0-70lph

1

0

35,000

热电偶

-20-150℃

2

2

500

温度传感器

-20-150℃

10

10

990

电流传感器

0-5A

12

0

1,726

流量传感器

0-75lpm

1

0

6,528

0-300lpm

2

0

6,528

压力传感器

-0.01-20bar

9

9

1,130

0-60bar

22

5

1,130

0-600bar

14

0

1,130

拉线传感器

-500-500mm

4

4

750

0-1400mm

1

0

800

0-1700mm

1

0

900

0-1100mm

1

0

800

噪声测试仪

—

1

0

500

部分采购总计：

31,720

全部采购总计：

145,046

2数采设备

模块名称

功能

所需模块数

预估单价（RMB）

CRIO机箱

架构基础

1

12,206

CRIO控制器

运算控制

1

42,275

NI-9203

电流采集

4

4,596

NI-9205

电压采集

2

6,571

NI-9423

频率采集

2

2,525

USB-CAN

CAN通讯模块

1

7,130

全部采购总计：

98,187

说明：

按两台测试准备，交替测试仪器满足。

六、测试内容、方法

（一）Rabie先生测试概要中有5处特性测试：

（参见

）

1.《ECMCHANNELSLIST》ECM测试

2.《EVALUATION_HYDSIGNATURETEST》液压系统测试

解读：

a.无具体测试方法。

如机器测试姿态、动作。

建议：

完善具体测试方法（土方上海研发中心）

b.测试分LI（怠速）、HI（全速），怠速意义？

建议：

只测全速HI

c.测试分COLD、WARM、HOT，这三种温度如何控制？

（COLD：

+/-40°；WARM：

40°~65°；HOT65°~90°）

建议：

油温达到45°以上即可测试

d.“100%CURRENT”与”50%CURRENT”如何定义？

建议：

按100%CURRENT测试

e.“EMPTY”与”FULL”，FULL（满斗）状态下如何做动作？

建议：

测试EMPTY空斗情况

f．液压系统测试输出只有时间

建议：

增加输出压力、流量等参数

3.《RUNLOG_CONTROLLABILITY》操纵性测试

4.《RUNLOG_ENERGY_EFFICIENCY》能量损失测试

建议：

尚不了解，需指导。

（Rabie）

5.《EVALUATION_PRODUCTIITYVsFUEL》效率油耗测试

（二）结合Rabie先生测试概要并根据挖掘机特性，测试团队拟定了以下主要测试内容和方法并进行了细化，以具有可操作性。

主要内容：

序号

项目

备注

1

操纵性测试

2

效率油耗测试

3

热平衡测试

4

液压测试

5

舒适性

6

可维护性

7

人机工程

8

主要结构件应力

9

ECM测试

具体测试内容及方法如下：

1.操纵性测试

1.1、通过操作手实机操作，感受打分

2.效率油耗测试

2.1、挖沟复合动作（作用对象为Ⅲ级土壤）

●目的：

检测整机挖沟的作业效率。

●操作方法：

1）将发动机处于经济模式下，操纵整机在该工况下挖深沟作业，记录挖掘一定大小的沟所需要的时间。

●测试步骤：

1）车体放置于平坦水平面；

2）连接测试仪器；

3）操纵整机将油温提升到50±5℃；

4）按操作方法进行操作；

5）记录挖掘一定体积的沟所需要的时间

●各测点位置见附表《液压测试测点位置》

●测试记录

..模式档位

时间min

土方m³

油耗L

10

9

……

3.热平衡测试

1）将6个片式热电偶分别接入中冷进出口、水散进出口、液压油箱、油散。

2）整机最大负荷工作使温度达到平衡。

3）记录测试温度。

●测试记录

温度

进口

出口

环境温度

油温

水温

中冷

4.液压测试

4.1、回转+动臂提升

●目的：

检测回转90°时动臂提升高度，以及完成该复合动作的时间。

●操作方法：

1）操纵先导使整机处于图2所示位置，将发动机处于经济模式下，同时操纵回转先导至逆时针方向全行程和动臂先导至提升方向全行程，在回转达到90°时，即图3所示位置，同时迅速停止两种功能，记录泵的压力、流量，回转马达大小腔压力及泄漏油口压力，动臂大小腔压力，回转先导压力，动臂先导压力，整个过程的时间，铲齿离地面高度H；

2）重复步骤A三次；

3）顺时针操纵回转先导，重复步骤1）、2）。

●测试步骤:

1）车体放置于平坦水平面；

2）连接测试仪器；

3）操纵整机使油温提升到50±5℃；

4）按操作方法进行操作；

5）记录泵的压力、流量，回转马达A、B口及泄漏油口压力，动臂联A、B口压力，回转先导压力，动臂先导压力，整个过程的时间，铲齿离地面高度H。

●各测点位置见附表《液压测试测点位置》

4.2、动臂提升+斗杆收回

●目的：

检测这一过程中斗杆动作的时间

●操作方法：

1）操纵先导使整机处于图4所示位置（不同机型高度不同），将发动机处于经济模式下，同时操纵动臂先导至提升方向和斗杆先导至内收方向全行程，在斗杆到达终点时如图5同时停止两种功能，记录泵的压力、流量，动臂联A、B口压力及流量，斗杆联A、B口压力及流量，动臂先导压力，斗杆先导压力，整个过程的时间；

2）重复步骤1）三次

图4

图5

●测试步骤：

1）车体放置于平坦水平面；

2）连接测试仪器；

3）操纵整机使油温提升到50±5℃；

4）按操作方法进行操作；

5）记录泵的压力、流量，动臂联A、B口压力及流量，斗杆联A、B口压力及流量，动臂先导压力，斗杆先导压力，整个过程的时间

●各测点位置见附表《液压测试测点位置》

4.3、动臂下降+斗杆伸出+铲斗卸载

●目的：

检测整个过程的时间

●操作方法：

1）操纵先导使机器处于图6所示位置，将发动机处于经济模式下，操纵整机至图4所示位置，测试动臂大小腔压力，斗杆大小腔压力，铲斗大小腔压力整个过程的时间；

2）重复步骤1）三次。

图6

●测试步骤：

1）车体放置于平坦水平面；

2）连接测试仪器；

3）操纵整机使油温提升到50±5℃；

4）按操作方法进行操作；

5）记录整个过程中铲齿所划过的轨迹上在地面平地的长度，泵的压力、流量，动臂联A、B口压力及流量，斗杆联A、B口压力及流量，铲斗联A、B口压力及流量，动臂先导压力，斗杆先导压力，铲斗先导压力

●各测点位置见附表《液压测试测点位置》

4.4、90°回转装车（作用对象为Ⅲ级土壤）

●目的：

检测整机的作业效率、单位时间燃油消耗率、单位土方燃油消耗率。

●操作方法：

1）操纵先导使整机处于图1所示位置，将发动机处于经济模式下，操纵挖掘机器正前方的土方并卸载于回转90°后的位置，要求每斗挖土量不得少于斗容量的85%，30分钟后记录燃油消耗量，挖掘斗数，挖掘土方量，泵压力、流量，动臂大小腔压力，斗杆大小腔压力，铲斗大小腔压力，回转马达大小腔压力，各先导的压力，系统回油的压力和系统的油温。

●测试步骤：

1）车体放置于平坦水平面；

2）连接测试仪器；

3）操纵整机将油温提升到50±5℃；

4）按操作方法进行操作；

5）记录燃油消耗量，挖掘斗数，挖掘土方量，泵压力、流量，动臂联A、B口压力，斗杆联A、B口压力，铲斗联A、B口压力，回转马达A、B口压力，各先导的压力，系统回油的压力以及系统的油温

●各测点位置见附表《液压测试测点位置》

4.5、180°回转装车（作用对象为Ⅲ级土壤）

●目的：

检测整机180°回转装车的循环时间。

●操作方法：

操纵先导使整机处于图8所示位置，将发动机处于经济模式下，操纵挖掘机器正前方的土方并卸载于回转180°后的位置，要求每斗挖土量不得少于斗容量的85%，5分钟后记录挖掘斗数，挖掘土方量，泵压力、流量，动臂大小腔压力，斗杆联大小腔压力，铲斗联大小腔压力，回转马达大小腔压力，各先导的压力和系统回油的压力

●测试步骤：

1）车体放置于平坦水平面；

2）连接测试仪器；

3）操纵整机将油温提升到50±5℃；

4）按操作方法进行操作；

5）记录挖掘斗数，挖掘土方量，泵压力、流量，动臂联A、B口压力，斗杆联A、B口压力，铲斗联A、B口压力，回转马达A、B口压力，各先导的压力以及系统回油的压力

●各测点位置见附表《液压测试测点位置》

4.6、平地复合动作（铲斗空载）

●目的：

检测整机在做平地动作时的协调性。

●操作方法：

1）将发动机处于经济模式下，操纵先导使铲斗全打开，斗杆油缸全缩回，调整动臂油缸使铲齿刚好接触地面，同时全行程操纵动臂提升和斗杆回收，在铲齿将要离开地面时，调整动臂先导行程（在斗杆处于竖直位置时动臂先导缓缓向动臂下降方向增大行程），保持铲齿刚好接触地面，在斗杆快要运行至终点时，操纵铲斗内收至全行程；

2）回转90°，对步骤A进行逆向操作，直至整机恢复至初始状态；

3）记录整个过程中铲齿所划过的轨迹上在地面平地的长度，泵的压力、流量，动臂联A、B口压力及流量，斗杆联A、B口压力及流量，铲斗联A、B口压力及流量，动臂先导压力，斗杆先导压力，铲斗先导压力。

●测试步骤：

1）车体放置于平坦水平面；

2）连接测试仪器；

3）操纵整机使油温提升到50±5℃；

4）按操作方法进行操作；

5）记录整个过程中铲齿所划过的轨迹上在地面平地的长度，泵的压力、流量，动臂联A、B口压力及流量，斗杆联A、B口压力及流量，铲斗联A、B口压力及流量，动臂先导压力，斗杆先导压力，铲斗先导压力

●各测点位置见附表《液压测试测点位置》

4.7、动臂单动作

●目的：

检测单独控制动臂时，动臂的性能。

包括动臂单动作时间，流量对动臂先导压力曲线，背压，冲击。

●操作方法：

（铲斗空载）

1）操纵先导使整机处于图7所示位置，将发动机处于经济模式下，操纵动臂先导至动臂提升方向的全行程，使动臂由地面升至最大高度后憋压三秒钟；操纵动臂先导至动臂下降方向的全行程，使动臂由最大高度落至地面；记录泵压力、流量，动臂大小腔压力，动臂先导油口压力和系统回油压力对时间的曲线；

2）重复步骤1）三次；

3）操纵先导使整机处于图7所示位置，将发动机处于经济模式下，操纵动臂先导至动臂提升方向的全行程，在动臂油缸活塞杆伸出约1/3时，迅速使动臂先导回到中位，停止三秒后，继续使动臂提升至动臂油缸活塞杆伸出约2/3时，迅速使动臂先导回到中位，停止三秒后，继续使动臂提升至动臂油缸活塞杆完全伸出并憋压三秒钟；反方向操纵动臂先导至全行程，在动臂油缸活塞杆收回约1/3时，迅速使动臂先导回到中位，停止三秒后继续使动臂下落至动臂油缸活塞杆收回约2/3时，迅速使动臂先导回到中位，停止三秒后，继续使动臂下降，在接近地面时使动臂先导回到中位，记录泵压力、流量，动臂大小腔压力，动臂先导油口压力和系统回油压力对时间的曲线；

4）重复步骤3）三次。

●测试步骤：

1）车体放置于平坦水平面；

2）连接测试仪器；

3）操纵整机使油温提升到50±5℃；

4）按操作方法进行操作；

5）记录泵压力、流量，动臂联A、B口，动臂先导油口以及系统回油压力对时间的曲线，动臂上升时间，动臂下降时间

●各测点位置见附表《液压测试测点位置》

4.8、斗杆单动作

●目的：

检测单独控制斗杆时，斗杆的性能。

包括斗杆单动作时间，流量对斗杆先导压力的曲线，背压，冲击。

●操作方法：

1）操纵先导使整机处于图8所示位置，将发动机处于经济模式下，操纵斗杆先导至斗杆油缸完全伸出位置并憋压三秒钟，反方向迅速操纵斗杆先导至全行程，直至斗杆油缸完全缩回并憋压三秒钟，迅速操纵斗杆先导至斗杆油缸伸出方向的全行程，直至斗杆油缸完全伸出并憋压三秒钟，记录泵压力、流量，斗杆大小腔压力，斗杆先导油口压力和系统回油压力对时间的曲线

2）重复步骤A三次；

3）操纵先导使整机处于图8所示位置（不同机型高度不同），将发动机处于经济模式下，操纵斗杆先导使斗杆油缸活塞杆完全伸出，反方向操纵斗杆先导至全行程，在斗杆油缸活塞杆缩回约1/3时，迅速使斗杆先导回到中位，停止三秒后，继续使斗杆油缸活塞杆缩回约2/3时，迅速使斗杆先导回到中位，停止三秒后，继续使斗杆油缸活塞杆完全缩回并憋压三秒钟；反方向操纵斗杆先导至全行程，在斗杆油缸活塞杆伸出约1/3时，迅速使斗杆先导回到中位，停止三秒后继续使斗杆油缸活塞杆伸出约2/3时，迅速使斗杆先导回到中位，停止三秒后，继续使斗杆油缸伸出直至活塞杆完全伸出并憋压三秒钟，记录泵压力、流量，斗杆联大小腔压力，斗杆先导油口压力和系统回油压力对时间的曲线；

4）重复步骤C三次。

图8

●测试步骤：

1）车体放置于平坦水平面；

2）连接测试仪器；

3）操纵整机使油温提升到50±5℃；

4）按操作方法进行操作；

5）记录泵压力、流量，斗杆联A、B口，斗杆先导油口以及系统回油压力对时间的曲线，斗杆内收时间，斗杆外摆时间

●各测点位置见附表《液压测试测点位置》

4.9、铲斗单动作（铲斗空载）

●目的：

检测单独控制铲斗时，铲斗的性能。

包括铲斗单动作时间，流量对铲斗先导压力的曲线，背压，冲击。

●操作方法：

1）操纵先导使整机处于图9所示位置，将发动机处于经济模式下，操纵铲斗先导至铲斗油缸完全伸出位置并憋压三秒钟，反方向迅速操纵铲斗先导至全行程，直至铲斗油缸完全缩回并憋压三秒钟，迅速操纵铲斗先导至铲斗油缸伸出方向的全行程，直至铲斗油缸完全伸出并憋压三秒钟；记录泵压力、流量，铲斗大小腔压力，铲斗先导油口压力和系统回油压力对时间的曲线

2）重复步骤A三次；

3）操纵先导使整机处于图9所示位置，将发动机处于经济模式下，操纵铲斗先导使铲斗油缸活塞杆完全伸出，反方向操纵铲斗先导至全行程，在铲斗油缸活塞杆缩回约1/3时，迅速使铲斗先导回到中位，停止三秒后，继续使铲斗油缸活塞杆缩回约2/3时，迅速使铲斗先导回到中位，停止三秒后，继续使铲斗油缸活塞杆完全缩回并憋压三秒钟；反方向操纵铲斗先导至全行程，在铲斗油缸活塞杆伸出约1/3时，迅速使铲斗先导回到中位，停止三秒后继续使铲斗油缸活塞杆伸出约2/3时，迅速使铲斗先导回到中位，停止三秒后，继续使铲斗油缸伸出直至活塞杆完全伸出并憋压三秒钟，记录泵压力、流量，铲斗大小腔压力，铲斗先导油口压力和系统回油压力对时间的曲线；

4）重复步骤3）三次。

图9

●测试步骤:

1）车体放置于平坦水平面；

2）连接测试仪器；

3）操纵整机使油温提升到50±5℃；

4）按操作方法进行操作；

5）记录泵压力、流量，铲斗联A、B口，铲斗先导油口以及系统回油压力对时间的曲线，铲斗挖掘时间，铲斗卸载时间

●各测点位置见附表《液压测试测点位置》

4.10、行走单动作（铲斗空载）

●目的：

检测单独控制行走时，行走的性能。

包括行走速度，跑偏量，流量对行走先导压力的曲线，背压，冲击。

●操作方法：

1）操纵先导使整机处于图10所示位置，将发动机处于经济模式下，行走速度设置在高速档，操纵行走先导至前进方向的全行程，直至整机在平坦跑道上匀速行驶20m，记录匀速行驶20m所需时间、跑偏量、泵压力、流量，马达大小腔压力、泄漏油口，行走先导油口压力和系统回油压力对时间的曲线；

2）重复步骤1）三次；

3）将行走速度设置在低速档，重复步骤1）、2）；

4）操纵先导使整机处于图10所示位置，将发动机处于经济模式下，迅速操纵行走先导至前进方向的约1/3行程处，并保持三秒钟后使行走先导迅速回到中位；保持三秒钟后，迅速操纵行走先导至前进方向的2/3行程处，并保持三秒钟后使行走先导迅速回到中位；保持三秒钟后，迅速操纵行走先导至前进方向的全行程处，并保持三秒钟后使行走先导迅速回到中位；保持三秒钟后，向后退方向做同样的操作；记录泵压力、流量，马达大小腔压力、泄漏油口、行走先导油口压力和系统回油压力对时间的曲线；

5）重复步骤3）三次。

图10

●测试步骤:

1）车体放置于平坦水平面；

2）连接