今天我們來學習與外嚙合齒輪泵相關的知識。

齒輪泵的分類

齒輪泵又可分為外嚙合齒輪泵和內嚙合齒輪泵。

如下面兩幅圖所示：

左側的是外嚙合齒輪泵的實物圖；

右側的是內嚙合齒輪泵的實物圖。

對于齒輪泵而言，除了改變原動機的轉速外，目前并沒有什么切實可行的方法來改變泵排量。

外嚙合齒輪泵的結構

如圖所示是外嚙合齒輪泵的詳細結構，分別是泵的吸油口，泵的排油口，驅動輪，從動輪，齒輪的齒根，齒輪的齒頂。

驅動輪通過聯軸器與原動機相連，驅動輪的旋轉可以帶動從動輪一起旋轉。

外嚙合齒輪泵的工作原理

對于外嚙合齒輪泵的工作原理，最常見的誤解可能就是流體是被吸入兩個外齒輪之間，并以某種方式被強迫從出口排出。但實際上，如下圖所示，兩個齒輪中間是沒有多少間隙允許油液通過的。

我們仔細觀察下面這幅圖，就會發現，吸入泵內的流體實際上是繞著齒輪與殼體之間的密閉容腔向出口排出的。

實際上，外嚙合齒輪泵的工作原理是這樣的：

在驅動輪驅動從動輪一起旋轉的過程中，在泵的進口，輪齒相互分離，兩輪齒之間的容積增大，壓力會降低，使油液可以進入。

經過旋轉，油液被輸送到泵的出口，在泵的出口處，兩輪齒又相互嵌入，硬把油液擠了出去。

為什么油液能夠順利被吸入齒輪泵？在流體力學中，我們已經學過了，只有在存在壓差的前提下，流體才會發生運動。

如下面的動圖所示，油箱中的油液之所以能被齒輪泵吸入，正是因為油箱通過呼吸閥與大氣相通，而此時的大氣壓力相較于泵進口處產生的低壓，屬于高壓。隨即產生了壓力差，油液就可以順利的流入齒輪泵了。

外嚙合齒輪泵的磨損

外嚙合齒輪泵屬于非平衡泵，如圖所示，泵的進口是低壓狀態，泵的出口是高壓狀態。

這就會造成齒輪兩側受力不平衡的現象，久而久之，就會導致低壓側殼體內壁磨損嚴重，間隙增大。

由于進出口壓差引起的磨損會產生下列兩個后果：

金屬殼體內壁磨損后產生的顆粒物會嚴重污染油液。

兩輪之間的間隙增大，容積效率降低。

換而言之，如果泵工作在最大額定壓力下時，高壓出口的油液更容易從兩個齒輪中間的間隙處流回進口，因此并不能保證最大額定流量。

外嚙合齒輪泵的容積效率

泵實際排出的流體量與泵理論上可以排出的流體量的比值即為泵的容積效率。

改進：正因為外嚙合齒輪泵的非平衡設計，因此大多數外嚙合齒輪泵的工作壓力范圍不能超過3000psi。

齒輪泵在諸多泵的類型中，抗污染能力是最好的。但是當泵磨損后，其容積效率也非常低。如下圖所示，都從縫隙處返回進油口了，并沒有對負載做功。

甚至有些泵在報廢之前，其實際流量只剩下額定流量的60%~65%之間。