Dwie liczby decydują o tym, jak dobrze pompa zębata wewnętrzna pracuje przy niskiej prędkości, a obie są właściwościami oleju. Jedna to łatwość, z jaką olej ucieka przez luzy pompy, zwana wyciekiem. Druga to łatwość, z jaką olej jest zasysany do pompy, zwana napełnianiem. Lepkość kontroluje oba te czynniki w przeciwnych kierunkach, a wydajność pompy przy niskiej prędkości znajduje się w punkcie, w którym te dwa czynniki się równoważą.

Dwie role oleju w pompie

Wewnątrz pompy olej musi jednocześnie pełnić dwie funkcje. Musi być wystarczająco rzadki, aby wpływać do przestrzeni międzyzębnych w miarę ich otwierania, i wystarczająco gęsty, aby oprzeć się wyciskaniu z powrotem przez luzy w miarę wzrostu ciśnienia. Niska prędkość utrudnia obie te czynności: pompa ma więcej czasu na wyciek na obrót i mniej czasu na napełnianie. Lepkość decyduje o tym, która awaria nastąpi pierwsza.

Strona wycieku równowagi

Wyciek przemieszcza olej z wylotu o wysokim ciśnieniu do wlotu o niskim ciśnieniu przez luzy na czubku, boku i zębach. Im rzadszy olej, tym więcej go przepływa. Przy niskiej prędkości ma to większe znaczenie, ponieważ każdy obrót trwa dłużej, dając olejowi o niskiej lepkości więcej czasu na ucieczkę. Rezultatem jest spadek wydajności objętościowej: mniej teoretycznej objętości przepływa do wylotu.

Strona napełniania równowagi

Napełnianie to odwrotny problem. Gęsty olej opiera się zasysaniu przez linię ssawną i do przestrzeni międzyzębnych. Przy niskiej prędkości wlot ma tylko ułamek sekundy na napełnienie każdej przestrzeni, więc ciężki olej może pozostawić pompę częściowo pustą. Niedostatecznie napełniona pompa wytwarza przepływ, który jest nieregularny i wydaje hałas często mylony z usterką mechaniczną. Spada również wydajność mechaniczna, ponieważ napęd musi ścinać ciężki płyn przy mniejszym wydatku.

Dlaczego temperatura przesuwa równowagę

Lepkość to krzywa, a nie stała wartość. Olej, który jest odpowiedni przy uruchomieniu, może stać się zbyt rzadki po godzinie pracy, a olej, który jest dobry na ciepło, może być zbyt gęsty w zimny poranek. Kształt tej krzywej jest określany przez wskaźnik lepkości oleju: wysoki wskaźnik utrzymuje lepkość bardziej stabilną w szerokim zakresie temperatur, dlatego ma większe znaczenie przy niskiej prędkości niż przy pełnej prędkości.

Cechy konstrukcyjne poszerzające bezpieczny zakres

Olej nie jest jedynym czynnikiem. Pompa zębata wewnętrzna o silnych charakterystykach ssania pewniej napełnia się gęstym olejem, a skuteczne kompensowanie osiowe i promieniowe utrzymuje wyciek pod kontrolą przy rzadkim oleju. Razem te cechy poszerzają zakres lepkości, który pompa toleruje, dlatego dwie pompy o równej objętości mogą zachowywać się bardzo różnie przy niskiej prędkości.

Wybór oleju i pompy razem

Praktyczna zasada polega na wyborze oleju według jego lepkości w rzeczywistej temperaturze roboczej maszyny, a nie w temperaturze wydrukowanej na opakowaniu, a następnie utrzymaniu tej temperatury roboczej w podanym zakresie pompy. Tam, gdzie temperatura znacznie się waha, olej o wysokim wskaźniku jest wart swojej ceny. Tam, gdzie praca jest naprawdę powolna, wybierz pompę, której zachowanie ssawne i kompensacja są odpowiednie dla niskiej prędkości, aby olej miał szerszy zakres działania. Wydajność przy niskiej prędkości jest projektowana, a nie dostrajana później.