今天我們來學(xué)習(xí)與外嚙合齒輪泵相關(guān)的知識(shí)。

齒輪泵的分類

齒輪泵又可分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。

如下面兩幅圖所示：

左側(cè)的是外嚙合齒輪泵的實(shí)物圖；

右側(cè)的是內(nèi)嚙合齒輪泵的實(shí)物圖。

對(duì)于齒輪泵而言，除了改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速外，目前并沒有什么切實(shí)可行的方法來改變泵排量。

外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)

如圖所示是外嚙合齒輪泵的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，分別是泵的吸油口，泵的排油口，驅(qū)動(dòng)輪，從動(dòng)輪，齒輪的齒根，齒輪的齒頂。

驅(qū)動(dòng)輪通過聯(lián)軸器與原動(dòng)機(jī)相連，驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)可以帶動(dòng)從動(dòng)輪一起旋轉(zhuǎn)。

外嚙合齒輪泵的工作原理

對(duì)于外嚙合齒輪泵的工作原理，最常見的誤解可能就是流體是被吸入兩個(gè)外齒輪之間，并以某種方式被強(qiáng)迫從出口排出。但實(shí)際上，如下圖所示，兩個(gè)齒輪中間是沒有多少間隙允許油液通過的。

我們仔細(xì)觀察下面這幅圖，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，吸入泵內(nèi)的流體實(shí)際上是繞著齒輪與殼體之間的密閉容腔向出口排出的。

實(shí)際上，外嚙合齒輪泵的工作原理是這樣的：

在驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪一起旋轉(zhuǎn)的過程中，在泵的進(jìn)口，輪齒相互分離，兩輪齒之間的容積增大，壓力會(huì)降低，使油液可以進(jìn)入。

經(jīng)過旋轉(zhuǎn)，油液被輸送到泵的出口，在泵的出口處，兩輪齒又相互嵌入，硬把油液擠了出去。

為什么油液能夠順利被吸入齒輪泵？在流體力學(xué)中，我們已經(jīng)學(xué)過了，只有在存在壓差的前提下，流體才會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)。

如下面的動(dòng)圖所示，油箱中的油液之所以能被齒輪泵吸入，正是因?yàn)橛拖渫ㄟ^呼吸閥與大氣相通，而此時(shí)的大氣壓力相較于泵進(jìn)口處產(chǎn)生的低壓，屬于高壓。隨即產(chǎn)生了壓力差，油液就可以順利的流入齒輪泵了。

外嚙合齒輪泵的磨損

外嚙合齒輪泵屬于非平衡泵，如圖所示，泵的進(jìn)口是低壓狀態(tài)，泵的出口是高壓狀態(tài)。

這就會(huì)造成齒輪兩側(cè)受力不平衡的現(xiàn)象，久而久之，就會(huì)導(dǎo)致低壓側(cè)殼體內(nèi)壁磨損嚴(yán)重，間隙增大。

由于進(jìn)出口壓差引起的磨損會(huì)產(chǎn)生下列兩個(gè)后果：

金屬殼體內(nèi)壁磨損后產(chǎn)生的顆粒物會(huì)嚴(yán)重污染油液。

兩輪之間的間隙增大，容積效率降低。

換而言之，如果泵工作在最大額定壓力下時(shí)，高壓出口的油液更容易從兩個(gè)齒輪中間的間隙處流回進(jìn)口，因此并不能保證最大額定流量。

外嚙合齒輪泵的容積效率

泵實(shí)際排出的流體量與泵理論上可以排出的流體量的比值即為泵的容積效率。

改進(jìn)：正因?yàn)橥鈬Ш淆X輪泵的非平衡設(shè)計(jì)，因此大多數(shù)外嚙合齒輪泵的工作壓力范圍不能超過3000psi。

齒輪泵在諸多泵的類型中，抗污染能力是最好的。但是當(dāng)泵磨損后，其容積效率也非常低。如下圖所示，都從縫隙處返回進(jìn)油口了，并沒有對(duì)負(fù)載做功。

甚至有些泵在報(bào)廢之前，其實(shí)際流量只剩下額定流量的60%~65%之間。