齿轮泵的工作原理是什么?
齿轮泵的工作原理核心是 “容积式吸排”—— 通过一对相互啮合的齿轮旋转,使泵体内形成周期性的密封腔容积变化,利用 “真空吸液、挤压排液” 的过程,将机械能转化为流体的压力能和动能,实现流体的定向输送。
其工作过程可分为 吸液、输运、排液 三个连续且循环的步骤,结合结构细节能更清晰理解:
一、先明确核心结构(原理的基础)
齿轮泵的关键部件的配合的是实现原理的前提:
- 一对相互啮合的齿轮(主动齿轮 + 从动齿轮,通常为外啮合,少数内啮合);
- 封闭的泵体 + 前后端盖:齿轮的齿顶与泵体内壁、齿轮的端面与端盖之间,间隙极小(通常 0.02~0.05mm),形成 “密封腔”;
- 两个接口:吸油口(低压区,与油箱 / 流体源连通)、排油口(高压区,与输出管路连通),吸排口被啮合的齿轮分隔开,互不连通。
二、详细工作过程(三步循环)
1. 吸液阶段:真空负压 “吸进来”
- 电机驱动主动齿轮旋转,主动齿轮通过齿面啮合带动从动齿轮反向同步旋转;
- 当齿轮转到吸油口一侧时,相互啮合的齿逐渐 “分离”—— 原本啮合的齿面脱离接触,齿轮的 “齿间槽”(齿轮 teeth 之间的凹槽)暴露出来,与泵体、端盖形成的密封腔容积突然增大;
- 密封腔容积增大导致内部压力降低,形成真空负压;
- 外界流体(如油液、浆料)在大气压或入口压力的作用下,被 “吸” 进吸油口,填满齿间槽的空间。
2. 输运阶段:密封携带 “送过去”
- 齿轮继续旋转,填满流体的齿间槽随着齿轮转动,从吸油口一侧被 “带到” 排油口一侧;
- 这个过程中,齿间槽内的流体被密封在齿槽与泵体之间—— 因为齿轮齿顶与泵体内壁、齿端面与端盖的间隙极小,流体无法泄漏回吸油口,也不会提前流入排油口,实现 “无回流输送”。
3. 排液阶段:挤压增压 “压出去”
- 当携带流体的齿间槽转到排油口一侧时,分离的齿轮齿面开始重新 “啮合”;
- 啮合的齿会逐渐挤压齿间槽内的流体 —— 密封腔的容积被齿轮啮合部分不断 “压缩”,容积快速减小;
- 流体无法被压缩,容积减小导致内部压力急剧升高;
- 当压力超过排油口的管路阻力时,高压流体被 “强制挤出” 排油口,输送到后续系统(如液压执行元件、润滑管路等)。
齿轮持续旋转,以上三个步骤就会循环往复,实现连续、稳定的流体输送。
三、原理的关键支撑(为什么能稳定工作?)
- 密封是核心:齿顶与泵体内壁、齿端面与端盖的微小间隙,保证了密封腔的 “密封性”—— 如果间隙过大,高压区的流体会泄漏回低压区(称为 “内泄漏”),导致压力下降、流量不足;
- 啮合起分隔作用:始终啮合的齿轮齿面,像一道 “动态密封墙”,将吸油口(低压区)和排油口(高压区)严格分隔,避免高低压流体直接连通;
- 定量特性的来源:齿轮每旋转一圈,齿间槽的总容积是固定的 —— 因此输出的流体体积(排量)是固定的,只要转速稳定,流量就高度均匀(这也是齿轮泵 “定量输送” 的原理);
- 自吸能力的本质:吸液阶段的真空负压,让齿轮泵无需提前灌泵(排尽空气)就能启动吸液,这是其自吸能力的核心(前提是密封良好,无大量空气泄漏)。
四、补充:内啮合齿轮泵的原理差异(简要)
除了常见的外啮合齿轮泵,还有内啮合齿轮泵(一个大齿轮包着一个小齿轮,转向相同),原理本质一致:
- 吸液:小齿轮与大齿轮的齿面分离,密封腔容积增大,吸液;
- 输运:流体被齿间槽携带至排液侧;
- 排液:齿面啮合挤压容积,排液;
- 差异:内啮合的间隙更小、噪音更低、流量脉动更小,适合高压、低噪音场景。







请先 登录后发表评论 ~