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Dans les systèmes hydrauliques, les pompes à engrenages sont largement utilisées dans les machines de génie civil, les machines agricoles et les équipements hydrauliques industriels en raison de leur structure simple, de leur grande fiabilité et de leur maintenance facile. Cependant, lors du processus réel de sélection et d'application, beaucoup de personnes ne parviennent pas à distinguer réellement les caractéristiques de fonctionnement des pompes à engrenages internes et des pompes à engrenages externes. Elles prennent souvent leurs décisions uniquement sur la base de l'expérience ou du prix, ce qui conduit finalement à des problèmes tels qu'un bruit élevé, une faible efficacité et une durée de vie réduite.
Pour choisir le bon type, il est d'abord nécessaire de comprendre les différences essentielles entre ces deux types de pompes selon plusieurs dimensions, notamment les principes structurels, les caractéristiques de débit, le comportement acoustique, l'adaptabilité aux conditions de fonctionnement et les scénarios d'application.
I. Différence fondamentale : la structure détermine tout
En substance, la différence entre les pompes à engrenages internes et externes découle des méthodes d'engrènement différentes, et cette méthode d'engrènement détermine directement la continuité et la régularité de la distribution d'huile.
Pompe à Engrenages Externe
Une pompe à engrenages externes se compose de deux engrenages de même taille, qui s'engrènent l'un avec l'autre sur leur périphérie à l'intérieur du corps de la pompe. Lorsque les engrenages tournent, une pression négative se forme du côté où les dents se désengrènent, aspirant l'huile par l'orifice d'aspiration. L'huile est ensuite transportée le long de l'espace compris entre la circonférence extérieure des engrenages et le boîtier de la pompe, puis finalement expulsée par l'orifice de refoulement lorsque les engrenages se réengrènent de l'autre côté.
Les caractéristiques principales de cette structure sont :
- Chemin de transmission des forces clair
- Nombre réduit de pièces
- Faible difficulté de fabrication et d'assemblage
Toutefois, en raison du processus d'engrènement relativement direct des engrenages, il existe une variation de volume notable de l'huile pendant le transport.
Pompe à Engrenages Interne
Une pompe à engrenages intérieurs, quant à elle, se compose d'un engrenage interne et d'un engrenage externe. L'engrenage interne tourne de manière excentrée à l'intérieur de l'engrenage externe. L'huile est emprisonnée dans la chambre d'huile formée entre les dents des engrenages interne et externe, et est transportée en continu et en douceur vers la sortie lorsque les engrenages tournent.
Par rapport à la structure à engrenages extérieurs, les pompes à engrenages intérieurs présentent :
- Un engrènement plus continu
- Des variations plus progressives dans la chambre d'huile
- Un processus d'alimentation en huile plus stable
C'est également la raison fondamentale pour laquelle les pompes à engrenages intérieurs offrent des avantages plus importants en termes de régularité et de maîtrise du bruit.
II. Pulsation de débit : Détermination de la « stabilité » du système
Dans les systèmes hydrauliques, la pulsation de débit est une cause majeure de vibrations, de bruit et d'élévation de température.
Caractéristiques de débit des pompes à engrenages extérieurs
En raison des changements importants du volume de la chambre d'huile lors de l'engagement et du désengagement des engrenages dans les pompes à engrenages externes, le débit de sortie présente des fluctuations périodiques. De telles pulsations sont plus prononcées en conditions de fonctionnement à haute vitesse ou sous forte charge.
Manifestations pratiques :
- Vibrations excessives du système
-évidentes bruit dans les conduites
- Impact plus important sur les valves et les joints
Caractéristiques de débit des pompes à engrenages internes
Les pompes à engrenages internes présentent des variations de chambre d'huile plus continues, l'huile étant 'enveloppée' et transportée entre les dents, ce qui entraîne un débit plus uniforme. Cette structure permet de réduire considérablement les pulsations de débit.
Manifestations pratiques :
- Fonctionnement du système plus stable
- Fluctuations de pression plus faibles
- Plus favorable pour les composants hydrauliques
III. Différences de bruit et de confort
Les problèmes de bruit ne sont souvent pas dus à une « pompe cassée », mais plutôt à un désaccord dans le type de pompe.
Pompe à Engrenages Externe
L'engrènement des dents est direct, ce qui entraîne une pulsation de débit notable et des niveaux de bruit relativement élevés. Toutefois, cela reste tout à fait acceptable dans les équipements à tolérance élevée au bruit, tels que les machines de génie civil et les machines agricoles.
Pompe à Engrenages Interne
L'engrènement est fluide et l'écoulement de l'huile est continu, ce qui entraîne un bruit nettement plus faible. Il est particulièrement adapté aux équipements industriels, aux systèmes intérieurs ou aux applications exigeant un plus grand confort.
IV. Adaptabilité à l'huile hydraulique et aux conditions de fonctionnement
Pompe à Engrenages Externe
Mieux adapté aux huiles hydrauliques de plus grande propreté.
Relativement sensible aux variations de la viscosité de l'huile.
La vitesse d'usure augmentera lorsque l'huile est fortement contaminée ou lorsque les conditions de lubrification sont mauvaises.
Pompe à Engrenages Interne
Présente une plage d'adaptabilité plus étendue à la viscosité de l'huile.
Fonctionne de manière plus stable dans les huiles à haute viscosité ou dans des conditions de fonctionnement axées sur la lubrification.
Plus favorable aux conditions de formation du film d'huile.
V. Efficacité, durée de vie et coût de maintenance
Du point de vue d'un fonctionnement à long terme :
Pompe à Engrenages Externe
Il présente un coût initial faible et une maintenance simple, mais dans les systèmes exigeants, les vibrations et l'usure peuvent réduire la durée de vie globale.
Pompe à Engrenages Interne
Il nécessite un investissement initial plus élevé, mais fonctionne de manière fluide avec une usure uniforme, ce qui est plus propice à un fonctionnement continu à long terme.
VI. Comparaison des scénarios d'application typiques
Applications courantes des pompes à engrenages externes
Machines agricoles
Machinerie de construction
Systèmes hydrauliques de véhicules
Équipements hydrauliques généraux sensibles au coût
Applications courantes des pompes à engrenages internes
Systèmes hydrauliques industriels
Systèmes de lubrification
Équipement de précision
Scénarios avec des exigences élevées en matière de bruit et de stabilité
VII. Logique fondamentale de la sélection technique
En pratique technique, il n'existe pas de « pompe plus avancée », seulement une « pompe plus adaptée ».
Si le système privilégie l'efficacité coût, une structure simple et un entretien facile → choisir une pompe à engrenages externes.
Si le système privilégie un fonctionnement fluide, un faible niveau de bruit et un fonctionnement continu prolongé → choisir une pompe à engrenages internes.
Si le choix est inadapté, même la pompe la plus coûteuse peut avoir de mauvaises performances.
VIII. Résumé de l'ingénieur en une phrase
La différence entre les pompes à engrenages ne réside pas dans leurs noms, mais dans leurs structures ; en fin de compte, les différences structurelles se reflètent dans la performance du système.