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유압 시스템에서 기어 펌프는 간단한 구조, 높은 신뢰성 및 유지보수가 용이하다는 이유로 건설 기계, 농업 기계 및 산업용 유압 장비에 널리 사용됩니다. 그러나 실제로 선택하고 적용하는 과정에서 많은 사람들이 내부 기어 펌프와 외부 기어 펌프의 작동 특성을 정확히 구분하지 못합니다. 경험 또는 가격만을 근거로 결정을 내리는 경우가 많아 결국 소음이 크고, 효율이 낮으며, 수명이 짧은 등의 문제가 발생하기도 합니다.
적절한 유형을 선택하려면 구조 원리, 유량 특성, 소음 성능, 운전 조건 적응성 및 적용 분야를 포함한 여러 차원에서 이 두 종류의 펌프 사이의 핵심적인 차이점을 이해하는 것이 먼저 필요합니다.
I. 근본적인 차이: 구조가 모든 것을 결정한다
근본적으로 내부 기어 펌프와 외부 기어 펌프의 차이는 서로 다른 기어 맞물림 방식에서 비롯되며, 이 맞물림 방식은 오일 공급의 연속성과 부드러움을 직접적으로 결정합니다.
외부 기어 펌프
외부 기어 펌프는 동일한 크기의 두 개의 기어로 구성되어 펌프 본체 내부의 바깥쪽에서 서로 맞물립니다. 기어가 회전함에 따라 기어가 벗어나는 쪽에서는 음압이 형성되어 흡입구를 통해 오일을 끌어들입니다. 이후 오일은 기어 외주면과 펌프 하우징 사이의 공간을 따라 이동하다가, 반대편에서 기어들이 다시 맞물릴 때 배출구를 통해 압착되어 배출됩니다.
이 구조의 주요 특징은 다음과 같습니다.
- 명확한 힘 전달 경로
- 부품 수가 적음
- 가공 및 조립 난이도가 낮음
그러나 비교적 직접적인 기어 맞물림 과정으로 인해 운반 중 오일의 부피 변화가 뚜렷하게 나타납니다.
내부 기어 펌프
내부 기어 펌프는 내부 기어와 외부 기어로 구성되어 있으며, 내부 기어가 외부 기어 내부에서 편심 회전을 합니다. 오일은 내부 및 외부 기어의 톱니 사이에 형성된 오일 챔버에 갇히게 되며, 기어가 회전함에 따라 지속적이고 부드럽게 배출구로 운반됩니다.
외부 기어 구조와 비교했을 때, 내부 기어 펌프는 다음의 특징을 갖습니다.
- 더 연속적인 맞물림
- 오일 챔버의 변화가 더 완만함
- 보다 안정적인 오일 공급 과정
이것은 또한 내부 기어 펌프가 부드러움과 소음 제어 측면에서 더 큰 장점을 갖는 근본적인 이유이다.
II. 유량 맥동: 시스템 '안정성'을 결정하는 요소
유압 시스템에서 유량 맥동은 진동, 소음 및 온도 상승의 주요 원인이다.
외부 기어 펌프의 유량 특성
외부 기어 펌프에서 기어가 맞물리거나 해제될 때 오일 챔버 용적이 크게 변하기 때문에 출력 유량은 주기적인 변동을 나타낸다. 이러한 맥동은 고속 또는 고부하 운전 조건에서 더욱 두드러진다.
실제 현상:
- 과도한 시스템 진동
-명확한 배관 소음
- 밸브 및 씰에 대한 더 큰 영향
내부 기어 펌프의 유동 특성
내부 기어 펌프는 보다 연속적인 오일 챔버 변화를 가지며, 오일이 톱니 사이에서 '감싸져' 이송되기 때문에 더 균일한 유량 출력을 제공한다. 이러한 구조는 유량 맥동을 크게 줄일 수 있다.
실제 현상:
- 더 안정적인 시스템 작동
- 압력 변동이 적음
- 유압 부품에 더 유리함
III. 소음 및 쾌적성 차이
소음 문제는 종종 \"펌프가 고장났다\"는 것이 아니라 펌프 유형의 불일치에서 비롯된다.
외부 기어 펌프
기어 맞물림 충격이 직접 발생하여 유동 맥동이 뚜렷하고 상대적으로 소음 수준이 높다. 그러나 건설 기계 및 농업 기계와 같이 소음 허용도가 높은 장비에서는 완전히 수용 가능한 수준이다.
내부 기어 펌프
맞물림이 부드럽고 오일 흐름이 연속적이어서 소음이 현저히 낮다. 산업용 장비, 실내 시스템 또는 쾌적성 요구 조건이 높은 응용 분야에 특히 적합하다.
IV. 유압유 및 운전 조건에 대한 적응성
외부 기어 펌프
오일의 청결도가 높은 유압유에 더 적합합니다.
유체 점도 변화에 비교적 민감합니다.
오일이 심하게 오염되거나 윤활 조건이 열악할 경우 마모 속도가 증가합니다.
내부 기어 펌프
오일 점도에 대한 적응 범위가 넓습니다.
고점도 오일 또는 윤활 중심의 운전 조건에서 더욱 안정적으로 작동합니다.
유막 형성 조건에 더 유리합니다.
V. 효율성, 수명 및 유지보수 비용
장기간 운용 관점에서:
외부 기어 펌프
초기 비용이 낮고 유지보수가 간단하지만, 고요구 시스템에서는 진동과 마모로 인해 전체 수명이 단축될 수 있습니다.
내부 기어 펌프
초기 투자 비용은 높지만, 균일한 마모와 원활한 운전으로 장기간 연속 운용에 더 유리합니다.
VI. 일반적인 적용 시나리오 비교
외부 기어 펌프의 일반적인 응용 분야
농업 기계
건설 기계
차량 유압 시스템
비용 민감형 일반 유압 장비
내부 기어 펌프의 일반적인 응용 분야
산업용 유압 시스템
윤활 시스템
정밀 장비
소음 및 안정성에 높은 요구가 있는 시나리오
VII. 공학적 선정의 핵심 논리
공학 실무에서는 '더 진보된 펌프'란 존재하지 않으며, 오직 '보다 적합한 펌프'만이 존재한다.
시스템에서 비용 효율성, 간단한 구조, 유지보수 용이성을 우선시하는 경우 → 외부 기어 펌프를 선택하십시오.
시스템이 원활한 작동, 낮은 소음 및 장기간 연속 운전을 우선시하는 경우 → 내부 기어 펌프를 선택하십시오.
선택이 맞지 않으면 가장 비싼 펌프라도 성능이 저하될 수 있습니다.
VIII. 엔지니어의 한 문장 요약
기어 펌프 간의 차이는 이름에 있는 것이 아니라 구조에 있으며, 궁극적으로 구조적 차이가 시스템 성능에 반영된다.