Les pompes hydrauliques à engrenages convertissent la puissance mécanique de rotation en puissance hydraulique. Comprendre l'efficacité volumétrique, le frottement de cisaillement des fluides, l'amortissement du bruit et la maintenance préventive garantit les performances à long terme des pompes dans les machines mobiles.
Figure 1 : Pompes à engrenages externes haute pression et pompes à pistons axiaux fabriquées par Boxinhuasheng Hydraulic Technology.
1. Mécanique des pompes à engrenages externes
Les pompes à engrenages externes utilisent deux engrenages en prise (un engrenage d'entraînement connecté à l'arbre d'entrée et un engrenage mené) enfermés dans un boîtier en fonte ou en aluminium à tolérance étroite. Lorsque les engrenages tournent, le fluide pénètre dans la poche d'aspiration, est emprisonné entre les dents de l'engrenage et l'alésage du boîtier et est transporté autour du périmètre extérieur jusqu'à la chambre de sortie haute pression. Les engrenages tournent, créant une expansion de volume à l’entrée pour aspirer le fluide, et une contraction de volume à la sortie pour expulser le fluide.
2. Efficacité volumétrique, mécanique et totale
L'efficacité globale d'une pompe à engrenages est le produit de ses efficacités volumétrique et mécanique :
- Efficacité volumétrique (η_v): Évalue les fuites de dérivation internes (glissement) de la sortie haute pression vers l'entrée basse pression. Calculé comme suit :
η_v = Q_réel / Q_théoriqueLe glissement augmente avec la pression de fonctionnement et la température du fluide. Les pompes à engrenages de haute qualité maintiennent une efficacité volumétrique de 88 % à 94 % grâce à des plaques de poussée latérales chargées sous pression. - Efficacité mécanique (η_m): Mesure les pertes d'énergie dues au frottement mécanique dans les roulements, les engrenages et le cisaillement de l'huile. L'efficacité volumétrique et l'efficacité mécanique doivent être équilibrées ; des jeux plus serrés améliorent l'efficacité volumétrique mais augmentent la friction et réduisent l'efficacité mécanique.
Figure 2 : Taillage d'engrenages CNC de précision et tests volumétriques automatisés pour les pompes hydrauliques de l'usine de Boxinhuasheng.
3. Amortissement du bruit et contrôle de la cavitation
Les pompes à engrenages peuvent générer du bruit en raison du piégeage de la pression au point d'engrenage, de la cavitation du fluide et des vibrations structurelles. Les conceptions modernes intègrent des rainures de soulagement radiales et axiales dans les plaques de poussée pour libérer le fluide emprisonné avant qu'il ne subisse des pics de compression. Pour éviter la cavitation, les vitesses du fluide dans la conduite d'entrée doivent être maintenues en dessous de 1,2 m/s et la viscosité de l'huile doit rester comprise entre 15 et 100 cSt aux températures de fonctionnement.
4. Force de fabrication des pompes à engrenages Boxinhuasheng
Chez Boxinhuasheng, la production de pompes à engrenages s'appuie sur les normes automobiles IATF 16949 et plus de 25 ans d'ingénierie de précision. Notre campus de 68 000 m² à Qingzhou, en Chine, est équipé de plus de 260 équipements d'usinage CNC avancés, permettant la rectification d'engrenages en interne, le traitement thermique de carburation et l'affûtage au diamant.100 % des pompes à engrenages subissent des tests de simulation de charge de travail dynamique, vérifiant le débit, l'efficacité volumétrique et le maintien de la pression avant l'expédition aux équipementiers dans plus de 80 pays.
