Qu'est-ce qu'une pompe à engrenages?
Une pompe à engrenage est une pompe mécanique qui déplace des liquides en utilisant deux engrenages en rotation. Le liquide s'écoule sous pression de l'admission de la pompe vers l'évacuation dans l'espace formé par les dents de l'engrenage. Le liquide sert également à lubrifier les engrenages. Les faibles jeux entre les parois de la chambre de pompe et les dents de l'engrenage créent une étanchéité parfaite, empêchant ainsi le liquide de refluer à travers l'admission. Contrairement aux autres types de pompes, les pompes à engrenages n'ont pas besoin d'être amorcées et peuvent fonctionner à sec pendant de courtes périodes sans endommager la pompe. Ils sont généralement utilisés pour pomper de l'eau, de l'huile et d'autres liquides.
Les pompes à engrenages sont capables de produire des pressions internes très élevées et sont souvent utilisées pour pomper des liquides épais tels que le brai et le pétrole brut. La vitesse de la pompe doit être réduite lorsque la viscosité augmente afin de laisser suffisamment de temps au liquide pour combler les vides entre les engrenages. Une pompe à engrenage est capable de pomper des quantités très précises de liquide à haute pression et est souvent utilisée pour pomper du carburant, du mazout, du carburant diesel et de l’essence. Les pompes à engrenages sont couramment utilisées dans les pompes à huile pour automobiles et les pompes de puisard domestiques.
Une pompe à engrenage fonctionne sur le principe du déplacement. Lorsque les engrenages tournent à l'intérieur de la chambre de la pompe à engrenages, ils créent des zones de basse et haute pression. Une zone de basse pression, ou de vide, est créée entre les dents des engrenages lorsqu’ils se détachent. Le liquide s'écoule dans cette zone de basse pression. Au fur et à mesure que l'engrenage continue à tourner, le liquide devient emprisonné dans la poche formée par les dents de l'engrenage et la paroi de la chambre de pompe. Enfin, une zone de pression supérieure est créée lorsque les engrenages commencent à engrener, forçant le liquide des dents de l'engrenage à pénétrer dans la sortie de refoulement. Un dégagement extrêmement faible entre les dents de l'engrenage et le mur est nécessaire pour que la pompe fonctionne efficacement. Au fil du temps, l'efficacité de la pompe à engrenages diminuera progressivement à mesure que le jeu augmente en raison de l'usure normale.
Il existe deux principaux types de pompes à engrenages, interne et externe. La pompe à engrenage interne, également appelée gérotor, est à deux engrenages. Un plus petit engrenage interne s'insère dans un plus grand et les deux tournent dans le même sens. Le plus petit engrenage a toujours une dent de moins que le plus grand et est monté décentré par rapport à l'arbre du plus grand engrenage. Cela permet à l'engrenage interne de tourner librement à l'intérieur de l'engrenage externe, tout en offrant l'espace nécessaire pour pomper le liquide de l'entrée à la décharge de la pompe à engrenages. La puissance est appliquée à l'arbre du pignon interne, qui entraîne ensuite le pignon externe.
Les pompes à engrenages externes ont deux engrenages identiques qui tournent dans des directions opposées. Le liquide est transporté dans l'espace créé entre les dents de l'engrenage et les côtés de la chambre de pompe. La puissance est appliquée à l'arbre du pignon menant, qui entraîne à son tour l'autre pignon. Les engrenages cylindriques sont généralement utilisés dans les pompes à engrenages externes, bien que des engrenages hélicoïdaux et à chevrons soient parfois utilisés lorsque le bruit excessif de la pompe pose un problème.