技术领域本发明涉及一种柴油机评价方法。
背景技术：
随着全球性产业结构调整和绿色消费越来越深入人心，柴油机作为一种应用广泛的机械动力产品，其环境影响和资源效率受到越来越广泛的关注。确定生命周期评价系统边界虽然强调分析产品的整个生命周期，但由于柴油机全生命周期所涉及到的行业领域和范围非常广泛，进行全面的研究需要大量的时间、数据和资源，而且柴油机对环境的影响主要集中在使用阶段的能源资源消耗和废物排放，使用阶段的性能也最受关注。
技术实现要素：
针对柴油机的使用阶段，本发明提供一种柴油机使用阶段绿色度综合评价方法。本发明综合技术、经济、环境三方面构建柴油机使用阶段绿色度综合评价的指标体系，可以为柴油机产品性能分析、方案改进或者不同产品比较提供可借鉴的方法。技术方案如下：一种柴油机使用过程绿色度评价方法，包括下列步骤：(1)建立柴油机使用过程绿色度综合评价指标体系，第一层为柴油机使用阶段绿色度综合评价指标，为最高层，第二层包括三个评价指标：经济性、技术性和环境友好性，第三层中的经济性包括购置成本和燃料使用成本，技术性包括动力性指标、可靠性指标、强化指标、紧凑性指标、倾斜性能指标、加速性能指标、NVH性能指标、启动性能指标，环境友好性包括人类健康损伤、生态系统破坏和资源能源消耗；第四层中的动力性指标包括稳定调速率、扭矩储备系数、最大扭矩和标定功率，可靠性指标包括B10寿命，强化指标包括强化系数和升功率，紧凑性指标包括横倾斜角度和纵倾斜角度，加速性能指标包括突变负荷加减速时间和无负荷加速的时间，NVH性能包括振动烈度、曲轴扭振和声功率级，人类健康损伤包括HC排放量、NOX排放量、PM排放量、CO排放量和CO2排放量，资源能源消耗包括柴油消耗量；(2)根据产品国内外技术现状和有关法规标准，建立各个评价指标的隶属函数，求出隶属度，实现评价指标的无量纲化，第四层为底层；(3)运用1-9比例标度法，建立权重判断矩阵，计算各个评价指标的权重，方法如下：假设k层指标Ak下有m个子指标，由1-9比例标度法得到的判断矩阵为G＝(bij)m×m，则指标Ai关于Ak的归一化权重gki为：gki=Πj=1mbijmΣi=1mΠj=1mbijm,]]>某底层指标关于评价目标的权重为该指标相对于上一层指标的权重与上一层指标相对于评价目标的权重的乘积，由最高层开始，依次递推计算各评价指标相对于评价目标的权重；(4)根据最底层评价指标的隶属度ui及其关于绿色度的权重gi，计算出绿色度评价综合得分式中：n为最底层评价指标个数，最终综合得分越接近1，说明柴油机绿色度越高。附图说明图1柴油机使用阶段绿色度综合评价指标体系。图2梯形分布隶属函数分布图和表达式，(a)为降半梯形分布，(b)为升半梯形分布。具体实施方式以国内某发动机厂商生产的六缸四冲程、缸内直喷、增压中冷、ZL50装载机用柴油机为研究对象，考虑柴油机特点，基于生命周期评价方法对其技术性、经济性、环境友好性进行综合评价，为非道路移动机械用柴油机全生命周期评价体系的构建及可持续性设计提供参考。因而，为降低评价工作的复杂性并增强分析的目的性和方向性，本发明选择柴油机使用阶段作为研究范围。有实用性和竞争力的绿色产品必须同时具有环境友好性、技术先进性和经济合理性，因此绿色度评价指标需综合考虑环境、技术、经济三方面。装载机用柴油机在使用过程中，环境友好性的评价范围包括温室气体(CO2)、排气污染物(CO、NOX、HC、PM)和消耗的柴油。传统环境影响评价大多基于中点破坏模型，将环境影响类型分类为十多种(如：资源耗竭、能源耗竭、全球变暖、臭氧层破坏、生态毒性、富营养化、酸化效应、固体废弃物等)，种类繁多、概念抽象，存在较大的不确定性。本发明将环境影响量化到影响链的末端，分为人类健康损伤、生态系统破坏和资源能源消耗三类，对柴油机使用过程的环境友好性进行评价。经济性评价指标主要考虑柴油机的购置成本和使用阶段的燃料使用成本。技术性评价指标参照标准JB/T4198.1-2001要求，结合装载机作业特点，包括动力性指标、强化指标、紧凑性指标、NVH性能指标、可靠性指标、启动性能指标、加速性能指标、倾斜性能指标及密封性能指标。建立柴油机使用阶段绿色度综合评价指标体系，如图1所示。第一层为柴油机使用阶段绿色度综合评价指标，第二层包括三个评价指标1经济性2技术性3环境友好性，第三层中经济性包括1购置成本2燃料使用成本，技术性包括1动力性指标2可靠性指标3强化指标4紧凑性指标5倾斜性能指标6加速性能指标7NVH性能指标8启动性能指标，环境友好性包括1人类健康损伤2生态系统破坏3资源能源消耗。第四层中动力性指标包括1稳定调速率2扭矩储备系数3最大扭矩4标定功率，可靠性指标包括B10寿命，强化指标包括1强化系数2升功率，紧凑性指标包括1横倾斜角度2纵倾斜角度，加速性能指标包括1突变负荷加减速时间2无负荷加速的时间，NVH性能包括1振动烈度2曲轴扭振3声功率级，人类健康损伤包括1HC排放量2NOX排放量3PM排放量4CO排放量5CO2排放量，资源能源消耗包括柴油消耗量。根据产品国内外技术现状和有关法规标准，建立各个评价指标的隶属函数，求出隶属度，实现评价指标的无量纲化。隶属函数采用梯形分布函数(升半梯形分布和降半梯形分布)，其分布图和表达式，如图2所示。降半梯形分布中a1为行业同型号发动机某个评价指标的最佳性能指标或最佳期望值，a2为有关法规标准上限值或企业指标上限值，这种适用于指标值越小越好的隶属度计算。升半梯形分布中a2为行业同型号发动机的最佳性能指标或最佳期望值，a1为有关法规标准上限值或企业指标上限值，这种适用于指标值越大越好的隶属度计算。运用1-9比例标度法，建立权重判断矩阵，计算各个评价指标的权重，并进行一致性检验。假设k层指标Ak下有m个子指标，由比例标度法得到的判断矩阵为G＝(bij)m×m，则指标Ai关于Ak的归一化权重gki为：gki=Πj=1mbijmΣi=1mΠj=1mbijm]]>则某底层指标关于评价目标的权重为该指标相对于上一层指标的权重与上一层指标相对于评价目标的权重的乘积，因此可由最高层开始，依次递推计算各指标相对于评价目标的权重。(4)根据最底层评价指标的隶属度ui及其关于绿色度的权重gi，计算出绿色度评价综合得分T：T=Σi=1nuigi]]>式中：n-最底层评价指标个数。最终综合得分越接近1，说明柴油机绿色度越高。