Fonctionnement et types des pompes à engrenages externes
Les pompes à engrenages sont à cylindrée fixe. Il existe des pompes à engrenages extérieurs et des pompes à engrenages intérieurs. Elles sont largement utilisées car elles sont simples et économiques.
Bien qu’elles ne soient pas à cylindrée variable, elles peuvent produire le volume requis par la plupart des systèmes grâce à une cylindrée fixe. On les utilise souvent comme pompes de charge dans de grands systèmes avec d’autres pompes. On s’en sert également dans les servomécanismes.
Les pompes à engrenages extérieurs disposent généralement de deux pignons engrenées et logées dans un boîtier étroit. L’arbre de transmission entraîne une roue, qui entraîne alors l’autre roue. On utilise des coussinets, des surfaces usinées ou des plaques d’usure pour fermer hermétiquement le boîtier.
La partie mobile des pompes à engrenage est composé de deux pignons qui engrènent et qui sont logés dans un corps. Un de ces "arbres pignons" est menant, couplé par un système de liaison élastique à l'arbre moteur.
L'autre est mené par son engrènement dans le premier. Le fluide hydraulique remplit le volume entre-dents et il est transporté de l'aspiration (en vert), vers le refoulement (en rouge), en occupant le volume entre-dents.
L'étanchéité radiale entre l'aspiration et le refoulement est assurée au centre par le contact entre deux dents, sur l'extérieur par un film d'huile entre les pignons et le corps de pompe.
L'étanchéité axiale est réalisée par une compensation avec un flasque mobile sur lequel ont vient appliquer la pression de refoulement.
Sauf indication contraire, ces pompes peuvent tourner dans les deux sens, mais lorsqu’on inverse le sens de rotation, il faut inverser les tuyauteries d’aspiration et de refoulement.
Entre 1 le diamètre extérieur des pignons (sommet des dents) et le carter lui-même, 2 les faces latérales des pignons et les couvercles latéraux ; vont engendrer des fuites internes susceptibles de provoquer des pertes de débit, donc de diminuer le rendement des pompes.
Bien qu’elles ne soient pas à cylindrée variable, elles peuvent produire le volume requis par la plupart des systèmes grâce à une cylindrée fixe. On les utilise souvent comme pompes de charge dans de grands systèmes avec d’autres pompes. On s’en sert également dans les servomécanismes.
Il existe deux types de pompes à engrenages :
- Les pompes à engrenages extérieurs .
- Les pompes à engrenages intérieurs.
La pompe à engrenage externe
Avantages
- Robustes et économiques
- Faible encombrement
- Prix peu élevé
- Peu de pièces en mouvement
Inconvénients
- Bruyante
- Durée de vie moyenne (usure par frottements des engrenages dans le carter).
Caractéristiques
- Pression de service 70 b < p < 250 b
- Vitesse de 800 à 3500 tr/min
- Cylindrée de 250 cm3 maxi par tour
- Rendement 0,7 à 0,8
Symbole sur le schémas
Pannes
Le rendement d’une pompe à engrenages neuve est de 85%. (Varie en fonction des constructeurs). A partir d’un rendement de 70% il est conseillé de la changer car elle arrive en fin de vie
Fonctionnement de la pompe à engrenage externe
Les pompes à engrenages extérieurs disposent généralement de deux pignons engrenées et logées dans un boîtier étroit. L’arbre de transmission entraîne une roue, qui entraîne alors l’autre roue. On utilise des coussinets, des surfaces usinées ou des plaques d’usure pour fermer hermétiquement le boîtier.
La partie mobile des pompes à engrenage est composé de deux pignons qui engrènent et qui sont logés dans un corps. Un de ces "arbres pignons" est menant, couplé par un système de liaison élastique à l'arbre moteur.
L'autre est mené par son engrènement dans le premier. Le fluide hydraulique remplit le volume entre-dents et il est transporté de l'aspiration (en vert), vers le refoulement (en rouge), en occupant le volume entre-dents.
L'étanchéité radiale entre l'aspiration et le refoulement est assurée au centre par le contact entre deux dents, sur l'extérieur par un film d'huile entre les pignons et le corps de pompe.
L'étanchéité axiale est réalisée par une compensation avec un flasque mobile sur lequel ont vient appliquer la pression de refoulement.
Sauf indication contraire, ces pompes peuvent tourner dans les deux sens, mais lorsqu’on inverse le sens de rotation, il faut inverser les tuyauteries d’aspiration et de refoulement.
Entre 1 le diamètre extérieur des pignons (sommet des dents) et le carter lui-même, 2 les faces latérales des pignons et les couvercles latéraux ; vont engendrer des fuites internes susceptibles de provoquer des pertes de débit, donc de diminuer le rendement des pompes.
Jeux entre le sommet des dents et les logements du carter
La pression a tendance à se répercuter sur toute la périphérie des pignons, ce qui va échauffer l’huile, diminuer le rendement, mais surtout créer des pressions internes inverses sur les axes.
Ces forces qui peuvent être très élevées, poussent les dents des pignons contre le carter, ceci explique les rayures circulaires que l’on retrouve dans beaucoup de pompes endommagées non équilibrées ou mal équilibrée.
dixième de millimètre, différents canaux très fins sont creusés dans le carter ou dans les pignons
pour équilibrer les éléments sur eux-mêmes.
Équilibrage radial dans le carter
Les efforts de poussée sont neutralisés par les efforts équivalents mais opposés.
On constate une disparition de l’usure du carter interne ainsi que l’ovalisation des paliers et déformation des arbres d’entraînement.
Équilibrage radial dans les pignons
Ces perçages ne communiquent pas entre eux, celui plus couramment retenu est pratiqué toutes les deux dents pour nuire le moins possible à l’étanchéité entre l’admission et le refoulement.
Dispositif peu utilisé, car l’équilibrage varie pendant la rotation.
En utilisation sous pression moyenne ou forte, les pertes réduisent le rendement et élèvent la température de l’huile par laminage.
Les fabricants ont amélioré l’étanchéité latérale avec un système notamment appelé « à compensation hydrostatique et rattrapage de jeu automatique ». Ce sont les pompes les plus répandues sur les matériels de type agricoles nécessitant des pompes à débits variables.
Les pompes à engrenage externe double
Ont les mêmes caractéristiques de fonctionnement qu'une pompe à engrenage externe simple. Elles possèdent un seul orifice d'admission commun aux deux pompes.
Chacune des pompes fournit son propre débit par son propre orifice de refoulement et peut alimenter deux circuits hydrauliques indépendants ou fournir un plus grand débit à un seul circuit. Le montage d'une pompe triple est également possible.
Chacune des pompes fournit son propre débit par son propre orifice de refoulement et peut alimenter deux circuits hydrauliques indépendants ou fournir un plus grand débit à un seul circuit. Le montage d'une pompe triple est également possible.
