EN
في الأنظمة الهيدروليكية، تُستخدم مضخات التروس على نطاق واسع في آلات الهندسة، والآلات الزراعية، ومعدات الهيدروليك الصناعية بسبب بنيتها البسيطة، وموثوقيتها العالية، وسهولة صيانتها. ومع ذلك، في عملية الاختيار والتطبيق الفعلية، كثير من الناس لا يميزون حقًا الخصائص التشغيلية لمضخات التروس الداخلية والخارجية. غالبًا ما يتخذون قرارات بناءً على الخبرة أو السعر فقط، مما يؤدي في النهاية إلى مشكلات مثل الضوضاء العالية، والكفاءة المنخفضة، وقصر العمر الافتراضي.
لتحديد النوع المناسب، من الضروري أولاً فهم الاختلافات الأساسية بين هذين النوعين من المضخات من عدة أبعاد، تشمل المبادئ الهيكلية، وخصائص التدفق، وأداء الضوضاء، وقابلية التكيّف مع ظروف التشغيل، وساحات التطبيق.
أولًا: الفرق الجوهري: البنية تُحدد كل شيء
في جوهرها، ينبع الفرق بين المضخات ذات التروس الداخلية والخارجية من طرق مختلفة في تشبيك التروس، ويُحدد أسلوب التشبيك بشكل مباشر استمرارية وانسيابية توصيل الزيت.
مضخة تروس خارجية
تتكوّن المضخة ذات التروس الخارجية من ترسين بنفس الحجم، يتشبكان مع بعضهما البعض من الجانب الخارجي داخل جسم المضخة. وعندما تدور التروس، يتكون ضغط سالب على الجانب الذي تنفصل فيه التروس، مما يسحب الزيت إلى منفذ السحب. ثم يتم نقل الزيت عبر المساحة بين المحيط الخارجي للتّروس وجسم المضخة، ويتم عصره أخيرًا عبر منفذ التفريغ عندما تتجه التروس نحو إعادة التشبيك من الجانب الآخر.
الخصائص الرئيسية لهذا الهيكل هي:
- مسار نقل القوة الواضح
- عدد أقل من الأجزاء
- صعوبة منخفضة في المعالجة والتجميع
ومع ذلك، بسبب عملية التشابك المباشر نسبيًا للتروس، يحدث تغير ملحوظ في الحجم بالنسبة للزيت أثناء النقل.
مضخة تروس داخلية
أما مضخة التروس الداخلية، فتتكون من ترس داخلي وترس خارجي. ويتم دوران الترس الداخلي بشكل مركزي داخل الترس الخارجي. ويتم احتجاز الزيت في غرفة الزيت المشكّلة بين أسنان الترس الداخلي والترس الخارجي، ويُنقل باستمرار وبشكل سلس إلى المخرج مع دوران التروس.
بالمقارنة مع هيكل التروس الخارجي، فإن مضخات التروس الداخلية تمتلك:
- تشابكًا أكثر استمرارية
- تغيرات أكثر تدريجية في غرفة الزيت
- عملية توصيل زيت أكثر استقرارًا
هذا هو أيضًا السبب الجوهري وراء تمتع مضخات التروس الداخلية بمزايا أكبر من حيث النعومة والتحكم في الضوضاء.
ثانيًا. تذبذب التدفق: تحديد 'استقرار' النظام
في الأنظمة الهيدروليكية، يُعد تذبذب التدفق سببًا رئيسيًا للاهتزاز والضوضاء وارتفاع درجة الحرارة.
خصائص التدفق في مضخات التروس الخارجية
نظرًا للتغيرات الكبيرة في حجم غرفة الزيت عند اشتباك وتداخل التروس في مضخات التروس الخارجية، فإن التدفق الخارج يتسم بتقلبات دورية. تكون هذه التذبذبات أكثر وضوحًا في ظل ظروف التشغيل العالية السرعة أو ذات الأحمال العالية.
المظاهر العملية:
- اهتزاز زائد في النظام
-واضح جدًا ضجيج في خطوط الأنابيب
- تأثير أكبر على الصمامات والختم
خصائص تدفق مضخات التروس الداخلية
تمتلك مضخات التروس الداخلية تغيرات أكثر استمرارية في حجرة الزيت، حيث يتم 'احتواء' الزيت ونقله بين الأسنان، مما يؤدي إلى تدفق أكثر انتظامًا. ويمكن لهذا التصميم أن يقلل بشكل كبير من تذبذب التدفق.
المظاهر العملية:
- تشغيل النظام أكثر استقرارًا
- تقلبات ضغط أصغر
- أكثر ملاءمة لمكونات النظام الهيدروليكي
ثالثًا: اختلافات الضوضاء والراحة
غالبًا ما تكون مشكلات الضوضاء ليست بسبب "عطل المضخة"، بل سببها عدم توافق نوع المضخة.
مضخة تروس خارجية
يكون تأثير تداخل التروس مباشرًا، مما يؤدي إلى تذبذب تدفق واضح ومستويات ضوضاء نسبيًا عالية. ومع ذلك، فإن هذا مقبول تمامًا في المعدات ذات التحمل العالي للضوضاء مثل الماكينات الهندسية والماكينات الزراعية.
مضخة تروس داخلية
يكون التداخل سلسًا والتيار الزيتي مستمرًا، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في مستوى الضوضاء. وهو مناسب بشكل خاص للمعدات الصناعية، والأنظمة الداخلية، أو التطبيقات التي تتطلب راحة أعلى.
رابعًا: قابلية التكيّف مع زيت النظام الهيدروليكي وظروف التشغيل
مضخة تروس خارجية
أنسب لزيوت هيدروليكية ذات نظافة أعلى.
نسبة حساسة للتغيرات في لزوجة الزيت.
ستزداد سرعة التآكل عندما تكون الزيت ملوثًا بشكل شديد أو تكون ظروف التزييت سيئة.
مضخة تروس داخلية
يتمتع بمدى أوسع من القابلية للتكيف مع لزوجة الزيت.
يؤدي أداءً أكثر استقرارًا في زيت عالي اللزوجة أو في ظروف تشغيل تركز على التزييت.
أكثر ودية لظروف تشكيل فيلم الزيت.
V. الكفاءة، العمر الافتراضي، وتكلفة الصيانة
من منظور التشغيل الطويل الأمد:
مضخة تروس خارجية
يتميز بتكلفته الأولية المنخفضة وسهولة الصيانة، ولكن في الأنظمة ذات المتطلبات العالية، قد تؤدي الاهتزازات والتآكل إلى تقصير العمر الافتراضي الكلي.
مضخة تروس داخلية
يتميز باستثمار أولي أعلى، لكنه يعمل بسلاسة مع تهترئ موحد، مما يجعله أكثر ملاءمة للتشغيل المستمر على المدى الطويل.
سادساً: مقارنة بين سيناريوهات التطبيق النموذجية
التطبيقات الشائعة للضواغط الخارجية ذات التروس
آلات زراعية
ماكينات البناء
أنظمة الهيدروليك في المركبات
المعدات الهيدروليكية العامة الحساسة للتكلفة
التطبيقات الشائعة للضواغط الداخلية ذات التروس
أنظمة الهايدروليك الصناعية
أنظمة التزييت
معدات دقيقة
الحالات التي تتطلب متطلبات عالية فيما يتعلق بالضوضاء والاستقرار
سابعاً: المنطق الأساسي لاختيار الهندسة
في الممارسة الهندسية، لا يوجد شيء اسمه 'مضخة أكثر تقدماً'، بل فقط 'مضخة أكثر ملاءمة'
إذا كان النظام يعطي أولوية للتكلفة والعائد، والبنية البسيطة، وسهولة الصيانة → اختر مضخة تروس خارجية
إذا كان النظام يُفضل التشغيل السلس، والضجيج المنخفض، والتشغيل المستمر على المدى الطويل → اختر مضخة ذات تروس داخلية.
إذا كانت الاختيارات غير متطابقة، فقد تعمل المضخة حتى الأغلى ثمناً بشكل ضعيف.
خلاصة المهندس في جملة واحدة
الفرق بين مضخات التروس لا يكمن في أسمائها، بل في هياكلها؛ وفي النهاية، تنعكس الاختلافات الهيكلية على أداء النظام.