I hydrauliske systemer anvendes tandhjulspumper bredt i maskiner til bygge- og anlægsarbejde, landbrugsmaskiner samt industrielle hydraulikanlæg på grund af deres enkle opbygning, høje pålidelighed og nem vedligeholdelse. Men i den faktiske proces med valg og anvendelse skelner mange ikke rigtigt mellem arbejdsegenskaberne for indvendige og udvendige tandhjulspumper. De træffer ofte beslutninger alene ud fra erfaring eller pris, hvilket ender med problemer som høj støj, lav effektivitet og kort levetid.
For at vælge den rigtige type er det først nødvendigt at forstå de væsentlige forskelle mellem disse to typer pumper i flere dimensioner, herunder strukturelle principper, flowegenskaber, støjperformance, tilpasningsevne til driftsbetingelser og anvendelsesscenarier.
I. Grundlæggende forskel: Struktur bestemmer alt
På et grundlæggende niveau skyldes forskellen mellem indre og ydre tandhjulspumper forskellige metoder til tandhjulssamding, og samdingsmetoden bestemmer direkte kontinuiteten og jævne af olie leveringen.
Ekstern Tandpumpe
En ydre tandhjulspumpe består af to lige store tandhjul, som samdirer uden for hinanden inden i pumpekroppen. Når tandhjulene drejer, opstår et undertryk på den side, hvor tandhjulene løsner fra hinanden, hvilket suger olie ind gennem sugporten. Olien bliver derefter transporteret langs rummet mellem ydre omkredsen af tandhjulene og pumpehuset, og endeligt udpresset gennem afløbsporten, når tandhjulene genindsamdirer på den anden side.
De vigtigste karakteristika af denne struktur er:
- Tydelig kraftoverførselsbane
- Færre komponenter
- Lav bearbejdels- og monteringsvanskelighed
Dog, på grund af den relativt direkte tandhjulssamding, opstår en mærkbar volumenændring i olien under transporten.
Intern Tandpumpe
En indre tandhjulspumpe består derimod af et indre tandhjul og et ydre tandhjul. Det indre tandhjul roterer ekscentrisk inden for det ydre tandhjul. Olien er indesluttet i oliekammeret, som dannes mellem tænderne på det indre og ydre tandhjul, og transporteres løbende og jævnt til udløbet, når tandhjulene roterer.
I forhold til den ydre tandhjulsopbygning har indre tandhjulspumper:
- Mere kontinuerlig sammenfald
- Gradvisere ændringer i oliekammeret
- En mere stabil olieafgivningsproces
Dette er også den grundlæggende årsag til, at indre tandhjulspumper har større fordele med hensyn til jævnhed og støjkontrol.
II. Strømpulsation: Bestemmelse af systemets 'stabilitet'
I hydrauliske systemer er strømpulsation en væsentlig årsag til vibration, støj og temperaturstigning.
Strømegenskaber for eksterne tandhjulspumper
På grund af de betydelige ændringer i oliekammerets volumen, når tandhjul griber ind og ud i eksterne tandhjulspumper, viser udløbstrømmen periodiske svingninger. Sådanne pulsationer er mere udtalte ved høj hastighed eller store belastninger.
Praktiske manifestationer:
- Overmæssig systemvibration
-tydelige rørledningsstøj
- Større påvirkning af ventiler og tætninger
Strømningsegenskaber for interne tandhjulspumper
Interne tandhjulspumper har mere kontinuerlige ændringer i oliekammeret, hvor olie 'indesluttes' og transporteres mellem tandene, hvilket resulterer i en mere ensartet strømningsudgang. Denne konstruktion kan markant reducere strømningspulsation.
Praktiske manifestationer:
- Mere stabil systemdrift
- Mindre tryksvingninger
- Mere gunstig for hydrauliske komponenter
III. Støj- og komfortforskelle
Støjproblemer skyldes ofte ikke, at "pumpen er brudt", men snarere en uoverensstemmelse i pumpe type.
Ekstern Tandpumpe
Tandhjulsmatingen er direkte, hvilket resulterer i mærkbar strømningspulsation og relativt høje støjniveauer. Det er dog fuldt acceptablet i udstyr med høj støjtålighed, såsom maskiner til anlægsarbejder og landbrugsmaskiner.
Intern Tandpumpe
Matingen er jævn, og oliestrømmen er kontinuerlig, hvilket resulterer i væsentligt lavere støj. Den er især velegnet til industrielle anlæg, indendørs systemer eller anvendelser med højere krav til komfort.
IV. Tilpasningsevne til hydraulikolie og driftsbetingelser
Ekstern Tandpumpe
Bedre egnet til hydraulikolier med højere renhed.
Relativt følsom over for ændringer i olieviskositet.
Slidhastigheden øges, når olien er kraftigt forurenet eller smøreforholdene er dårlige.
Intern Tandpumpe
Har et bredere tilpasningsområde over for olieviskositet.
Fungerer mere stabilt under høj-viskositetsolie eller smøring-orienterede driftsbetingelser.
Mere venligt over for betingelser for oliefilm dannelse.
VI. Effektivitet, levetid og vedligeholdelsesomkostninger
Set ud fra en langvarig driftsperspektiv:
Ekstern Tandpumpe
Den har lav startomkostning og simpel vedligeholdelse, men i krævende systemer kan vibration og slid forkorte den samlede levetid.
Intern Tandpumpe
Den har en højere startinvestering, men fungerer jævnt med ensartet slid, hvilket er mere gunstigt for langvarig kontinuerlig drift.
VII. Sammenligning af typiske anvendelsesscenarier
Almindelige anvendelser af eksterne tandhjulspumper
Landbrugsmaskiner
Bygningsmaskiner
Køretøjshydrauliske systemer
Prisfølsomme almindelige hydrauliske anlæg
Almindelige anvendelser af interne tandhjulspumper
Industrielle hydrauliske systemer
Smøresystemer
Nøjagtig udstyr
Scenarier med høje krav til støjniveau og stabilitet
VII. Kernelogik i ingeniørvalg
I ingeniørpraksis findes der ikke noget som en 'mere avanceret pumpe', kun en 'mere velegnet pumpe'.
Hvis systemet prioriterer omkostningseffektivitet, enkel struktur og nem vedligeholdelse → vælg en ekstern tandhjulspumpe.
Hvis systemet prioriterer jævn drift, lav støj og langvarig kontinuerlig drift → vælg en intern tandhjulspumpe.
Hvis valget er ukorrekt, kan selv den dyreste pumpe yde dårligt.
VIII. Ingeniørens ét-sætnings-opsummering
Forskellen på gearpumper ligger ikke i deres navne, men i deres konstruktion; ultimativt afspejler strukturelle forskelle sig i systemets ydelse.