동일한 용적을 가진 두 개의 펌프라도 동일한 압력에서 매우 다른 유량을 제공할 수 있으며, 그 이유는 구매자가 거의 묻지 않는 설계 세부 사항에 있습니다. 압력 보상은 펌프가 자체 출력량을 사용하여 간극을 좁게 유지하는 기능이며, 이를 이해하면 일부 펌프가 부하 시 효율성을 유지하는 반면 다른 펌프는 효율성을 잃는 이유를 설명할 수 있습니다.
기어 펌프는 움직이는 부품 사이에 간극이 있어야 회전할 수 있습니다. 이 간극은 가압된 오일이 토출구에서 흡입구로 다시 새어 나가는 경로이며, 새어 나가는 양은 그 사이의 압력 차이에 따라 증가합니다. 저압용으로 설정된 고정 간극은 고압에서는 너무 열려 있으므로 보상 없이는 압력이 상승함에 따라 용적 효율이 꾸준히 감소합니다. 보상은 압력이 상승함에 따라 간극을 좁히는 메커니즘입니다.
가장 큰 누설 경로는 일반적으로 기어 면과 엔드 플레이트 사이의 좁은 간극입니다. 이 플레이트 뒤에는 토출 측에서 공급되는 오일이 채워진 포켓이 있습니다. 시스템 압력이 상승함에 따라 포켓의 오일은 플레이트를 기어에 점점 더 강하게 누르므로, 누설량이 증가하려 할 때 측면 간극이 좁아집니다. 펌프는 사실상 자체 압력을 사용하여 자체를 밀봉하는 것입니다.
두 번째 중요한 경로는 기어 팁과 외부 링 주위를 따라 이어집니다. 반경 방향 보상은 압력이 상승함에 따라 외부 링 또는 유연한 요소를 기어 팁 쪽으로 안쪽으로 눌러 팁 간극을 줄입니다. 이는 그렇지 않으면 치아 위로 흘러가는 누설을 차단합니다.
하나의 경로를 닫고 다른 경로는 열어두면 펌프는 여전히 누설됩니다. 축 방향 및 반경 방향 보상은 함께 두 가지 주요 누설 경로를 처리하며, 이것이 더 높은 압력을 위한 펌프에서 일반적으로 쌍으로 발견되는 이유입니다.
| 설계 | 압력 상승 시 동작 |
|---|---|
| 보상 없음 | 효율성이 꾸준히 감소 |
| 축 방향만 | 측면 누설 제어, 팁 누설 유지 |
| 반경 방향만 | 팁 누설 제어, 측면 누설 유지 |
| 축 방향 및 반경 방향 | 두 경로 모두 제어, 효율성 유지 |
압력 하에서 간극을 좁게 유지하는 것은 유량을 보존하는 것 이상을 합니다. 간극을 통해 강제로 밀려나는 오일로 인한 내부 발열을 줄여 펌프가 더 시원하게 작동합니다. 펌프가 견딜 수 있는 압력을 지지하며, 이는 까다로운 회로에서 중요합니다. 그리고 설계 값에 가까운 유량을 제공하여 전체 시스템을 더 쉽게 제어할 수 있도록 합니다.
압력이 높을 때 보상 설계는 용적만큼 중요합니다:
이것이 펌프의 실제 품질이 숨겨져 있는 곳입니다. 데이터 시트에서 동일해 보이는 두 개의 장치, 유사한 용적 및 최대 압력을 가진 장치는 기계가 실제로 사용하는 압력에서 유지하는 유량에서 크게 다를 수 있으며, 그 차이는 기계 수명 동안 사이클 시간과 열로 나타납니다.
