一、辅助液压回路(核心应用场景)
矿用自卸车的辅助回路通常压力需求较低(≤15MPa),但对可靠性和抗污染性要求高,齿轮泵是这类场景的首选:
1. 转向助力系统
功能需求:矿用自卸车车身重(尤其是大型车),需液压助力降低转向操作力,确保转向灵活(转向力≤300N)。
齿轮泵适配性:
外啮合齿轮泵(额定压力 10~16MPa,排量 10~50L/min)可提供稳定的助力油源,满足转向缸的流量需求(转向频率低,单次流量小);
抗污染能力强,可耐受矿山环境中混入的粉尘、少量金属碎屑(允许油液污染度 NAS 9~10 级),减少因油液杂质导致的卡滞故障。
典型案例:10~30 吨级井下自卸车的转向系统,多采用齿轮泵 + 转向器组合,成本仅为轴向柱塞泵方案的 1/3~1/2。
2. 制动系统(辅助制动或驻车制动)
功能需求:矿用自卸车常行驶于坡道,需液压辅助制动(如轮边制动缸)或驻车制动(通过液压解除弹簧制动),压力通常 8~12MPa。
齿轮泵适配性:
内啮合齿轮泵(摆线泵)体积小、噪声低(65~75dB),适合安装在制动阀组附近,提供稳定的低压油源;
响应速度快(启动后 0.5 秒内建立压力),满足紧急制动时的快速供油需求。
注意点:需搭配单向阀和蓄能器,避免齿轮泵瞬时流量波动影响制动稳定性。
3. 车厢辅助动作机构
场景举例:
小型自卸车的车厢侧翻辅助缸(用于物料向侧面倾斜卸载),压力≤12MPa;
车斗锁止机构(通过液压缸驱动锁销,防止行驶中车斗晃动),工作压力 8~10MPa。
齿轮泵优势:成本低(单泵价格≤1000 元),且无需复杂控制,直接通过手动换向阀操作,维护简单(故障后可快速更换)。
二、小型矿用自卸车的主回路(举升系统)
对于15 吨级以下的小型矿用自卸车(尤其是井下作业车辆),其举升负载较小(举升力≤500kN),主回路压力需求≤20MPa,齿轮泵可替代柱塞泵作为主泵:
1. 适用条件
举升速度要求不高(举升时间≤60 秒):齿轮泵容积效率较低(70%~85%),流量脉动较大,但小型车举升缸容积小(≤200L),可满足基本需求;
工况简单:无频繁举升(每日举升次数≤30 次),避免齿轮泵因连续高负载运行导致磨损加剧;
成本敏感:中小型矿山或短途转运场景,齿轮泵方案比轴向柱塞泵节省 30%~50% 的液压系统成本。
2. 典型配置
采用高压外啮合齿轮泵(额定压力 20MPa,排量 30~80L/min),搭配电磁换向阀和平衡阀,组成举升回路;
油液过滤精度无需过高(采用 10μm 滤芯即可,比柱塞泵的 5μm 滤芯成本低 40%),适应矿山粉尘多的环境。
三、特殊场景:应急备用泵或先导油源
1. 应急备用泵
大型矿用自卸车的主泵(如轴向柱塞泵)若突发故障,可通过齿轮泵(常为小排量外啮合型)临时提供低压油源,驱动举升缸将车斗回落至水平位置,避免因车斗悬空导致的安全风险。
2. 先导控制油源
对于采用电液比例阀或先导式换向阀的液压系统,需稳定的低压先导油(压力 5~8MPa),齿轮泵(尤其是内啮合齿轮泵)可作为先导泵,为控制元件提供清洁度要求较低的油液,且成本低于专用先导柱塞泵。
齿轮泵应用的限制与注意事项
压力限制:常规齿轮泵额定压力≤20MPa,无法用于大型自卸车(50 吨级以上)的主举升回路(需 25~35MPa),否则会因泄漏量过大导致效率骤降(压力 25MPa 时容积效率可能低于 60%);
噪声控制:外啮合齿轮泵噪声较高(75~85dB),在井下等封闭空间需搭配消声装置,或改用内啮合齿轮泵降低噪声;
维护周期:齿轮泵的磨损速度快于柱塞泵,需缩短换油周期(建议每 200 小时换油,比柱塞泵提前 50~100 小时),避免因油液劣化加剧齿轮磨损。