Une pompe à engrenages est une pompe mécanique qui déplace des liquides à l’aide de deux engrenages rotatifs. Le liquide s’écoule sous pression depuis l’aspiration de la pompe jusqu’au refoulement dans l’espace formé par les dents de l’engrenage. Le liquide sert également à lubrifier les engrenages. Les petits jeux entre les parois de la chambre de la pompe et les dents de l’engrenage créent un joint étanche, empêchant ainsi le liquide de refluer par l’admission. Contrairement à d’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. Les vitesses de la pompe doivent être réduites lorsque la viscosité augmente pour laisser suffisamment de temps au liquide pour remplir les vides entre les dents de l’engrenage. Une pompe à engrenages est capable de pomper des quantités très précises de liquide à haute pression et est souvent utilisée pour pomper du carburant et du mazout, du carburant diesel et de l’essence. Les pompes à engrenages sont couramment utilisées dans les pompes à huile automobiles et les pompes de puisard domestiques.
Une pompe à engrenages 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 vide, est créée entre les dents des engrenages lorsqu’ils se désengrènent. Le liquide s’écoule dans cette zone de basse pression. Au fur et à mesure que l’engrenage continue de tourner, le liquide se retrouve piégé dans la poche formée par les dents de l’engrenage et la paroi de la chambre de pompe. Enfin, une zone de pression plus élevée est créée une fois que les engrenages commencent à s’engrèner, forçant le liquide des dents de l’engrenage vers la sortie de décharge. Des jeux extrêmement petits entre les dents de l’engrenage et la paroi sont nécessaires pour que la pompe fonctionne efficacement. Au fil du temps, la pompe à engrenages perdra progressivement de son efficacité à mesure que les jeux augmentent en raison de l’usure normale.
Il existe deux principaux types de pompes à engrenages, internes et externes. La pompe à engrenages internes, également connue sous le nom de gerotor, a deux engrenages. Un engrenage interne plus petit 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 excentré 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’admission à la décharge de la pompe à engrenages. La puissance est appliquée à l’arbre de l’engrenage interne, qui entraîne ensuite l’engrenage 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 parois de la chambre de pompe. La puissance est appliquée à l’arbre de l’engrenage d’entraînement, qui à son tour entraîne l’autre engrenage. Les engrenages droits 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 est un problème.