En
kugghjulspump (liksom alla hydraulpumpar) är en deplacementpump.
https://youtu.be/BK0sWHQ2jHsDet betyder att den flyttar ett bestämt antal kubikcentimeter
olja från sugsidan till trycksidan varje varv. Oljan flyttas i de täta kammare som bildas mellan kuggarna och huset. Tätningen är bara pga fin tolerans, det är bara några få hundradels millimeter mellan toppen av tänderna och huset och likaså mellan kugghjulen och gavlarna. Eftersom pumpen är tät ger den i princip oändligt högt
tryck om man blockerar utloppet. I praktiken säger det bara pang om man blockerar utloppet och så ryker det en
slang eller en
axel eller nåt annat.
Man kan se det som att pumpen greppar oljan som ett
kugghjul greppar en kuggstång.
Därför ska det alltid sitta en
tryckbegränsningsventil närmast pumpen. I datablad på kugghjulspumpar så står det angivet max tryck, t.ex. 250 bar. Det är alltså inte hur mycket pumpen GER utan hur mycket pumpen TÅL. Kör man högre tryck kan oljefilmen i lagerna ge upp och kugghjulen pressas ut och börjar gnaga på huset och pumpen sliter ner sig själv.
Låt oss anta att pumpen är på 20cc och går med 2500 rpm. Alltså 0,02 liter 2500 gånger per minut, alltså 50 lpm.
Jag har kladdat ihop ett litet test här. Pumpen står och blåser oljan över tryckbegränsaren på 200 bar. Men där är också ett litet hål direkt till tank som får symbolisera pumpens internläckage. Hålet är 0,1mm i
diameter, alltså knappt synligt för blotta ögat. Det har naturligtvis ingen nämnvärd inverkan på systemet, ekvation för dysa ger att endast 0,07 lpm går genom dysan. Manometern visar 200 bar eftersom tryckbegränsaren håller emot med det trycket.
(Jag symboliserar läckaget med en dysa och använder dysekvationen för att räkna ut tryck och
flöde. Detta är en förenkling jag gör för att man ska förstå principen. I verkligheten blir det säkert några komplicerade spaltflödesekvationer eller nåt sånt. Det hade gett lite andra tal men det har ingen betydelse här, principen är densamma.)
Om man ökar dysans diameter till 0,8 mm så går 4,3 lpm genom dysan. Det skulle behövts 27 000 bar (!) för att trycka 50 lpm genom en 0,8 mm dysa så därför går bara en liten del av oljan genom dysan och resten genom tryckbegränsaren. Ett internläckage på under 10% är sån ca tra-la-la vad en ny pump har.
Om dysans diameter ökas till 2 mm så går 27 lpm i
läckage, alltså drygt hälften av oljan. I praktiken betyder det att om man försöker lyfta max last med sin
lastare så får man alltså mindre än halva hastigheten mot vad man teoretiskt borde få. Det är på maxtryck alltså, att lyfta en hög med löv kräver kanske bara 100 bar och då går det såklart fortare. Trycket är fortfarande 200 bar eftersom det skulle behövts 690 bar för att trycka 50 lpm genom en 2mm dysa. En pump med mer än 50% internläckage skulle jag likaväl kalla för slutkörd.
Flyttar vi oss från testbänk till verklighet och antar att en pump med så mycket internläckage sitter på en maskin så märker nog den genomsnittlige maskinisten att det går långsamt ibland. Maskinen lyfter dock fortfarande maxlast men man måste hålla varvet uppe.
Om dysans diameter ökas till 3 mm så blir det annorlunda. All olja går nu i läckage och ingenting går över tryckbegränsaren. Det behövs bara 136 bar för att trycka 50 lpm genom en 3 mm dysa, trycket blir alltså inte högre oavsett hur mycket man skruvar på tryckbegränsaren. Det hade behövts ett flöde över 60 lpm för att trycket ska bli 200 bar men pumpen i exemplet här kan bara ge 50 lpm vid 2500 rpm.
Den genomsnittlige maskinisten märker fort att maskinen inte lyfter vad den ska. Förhoppningsvis börjar han inte ratta på tryckbegränsaren utan försöker istället finna ut om det är pumpen som är slut och har stor internläckage eller om oljan läcker genom nån annanstans i systemet, nån trasig
o-ring eller trötta cylindertätningar.
Ett litet talexempel till, med 2,7 mm dysa blir internläckaget 49 lpm. Man får då alltså bara 1 lpm ut vid 200 bar, lastaren lyfter alltså fortfarande max last men bara med 2% av ursprunglig hastighet...
För att verkligen ta reda på skicket på en pump använder man en flödesmätare i kombination med manometer. Som beskrivet ovan så är det inte maxtrycket som är intressant , det är pumpens flöde vid max tryck som är intressant.
Exempel på bruk av flödesmätare för test av pump här (videolink i posten):
ja-bond77 @ Nyförvärv: Kockums 414BDet finns andra fältmässiga test för att kolla skicket. Varvtalet är en stor faktor så klarar den max tryck på tomgång så är det kanske inte kris. Jag har inte helt koll på det, det beror nog lite på storlek på pump och dess nominella
varvtal. Kanske blir jag klokare nån dag och kan posta mer.
Den här posten är alltså inte det slutgiltiga svaret men jag hoppas att jag har kunnat förmedla principen av hur det funkar iallafall.
. Jag fattar inte hur du menar att en pump kan ge fullt tryck och ändå läcka internt.
