Hidrolik Pompa Çeşitleri Nelerdir, Hangisi Ne İçin Seçilir?

Hidrolik pompa çeşitleri üç ana gruba ayrılır: dişli pompa, paletli (kanatlı) pompa ve pistonlu pompa. Hidrolik pompa, elektrik motorundan ya da dizel motordan aldığı dönme hareketini yağ debisine çeviren, yani mekanik gücü hidrolik güce dönüştüren makine elemanıdır. Üç tip de aynı işi yapar; aralarındaki fark, hangi basınçta ne kadar verimle, ne kadar sessiz ve kirliliğe ne kadar dayanıklı çalıştıklarıdır.

Bu yazıda her tipin yapısını, güçlü ve zayıf yanını, sabit ve değişken deplasman farkını ve seçimde sorulması gereken soruları anlatıyoruz. Sonda bir karşılaştırma tablosu ve pompanızın tipini etiketten nasıl tanıyacağınıza dair kısa bir rehber var. Ostim'deki atölyemize gelen pompaların büyük kısmı bu üç ailedendir; aşağıdaki bilgiler de o tezgâh başı gözlemle kaynaklı katalog verisinin birleşimidir.

Hidrolik pompa nedir ve sistemde ne iş yapar?

Hidrolik pompa nedir sorusunun kısa cevabı: depodaki yağı emip belirli bir hacimde ve sürekli olarak sisteme basan elemandır. Silindiri iten, hidromotoru döndüren ve valflerin yönlendirdiği yağın tamamı pompadan çıkar. Pompa zayıfladığında makine yavaşlar, yük altında durur ve yağ ısınır.

Pompanın sistemdeki yerini ve yağın güç iletimindeki rolünü daha geniş çerçevede merak ediyorsanız hidrolik sistemin nasıl çalıştığını anlattığımız yazıya bakabilirsiniz. Burada odak, pompanın kendisi ve tipleri.

Pompa basınç mı üretir, debi mi?

Pompa debi üretir, basıncı yük belirler. Hydraulics & Pneumatics editörlerinin temel pompa rehberi bunu açık bir örnekle anlatır: sisteme bağlı olmayan bir pompanın çıkışındaki basınç sıfırdır, sisteme bağlı pompada ise basınç yalnızca yükü yenmeye yetecek seviyeye çıkar. Bu ayrımı sahada sık hatırlatıyoruz, çünkü "pompa basınç yapmıyor" şikâyetinin nedeni çoğu zaman pompa değil, açık kalan bir emniyet valfi ya da iç kaçak yapan bir silindirdir.

Hidrolik pompa nasıl çalışır?

Hidrolik pompa nasıl çalışır sorusunun cevabı tiplerden bağımsız olarak aynıdır: pompa içinde büyüyen bir hacim yağı emer, küçülen bir hacim yağı dışarı iter. Emiş tarafında oluşan kısmi vakum, depodaki yağın atmosfer basıncıyla emiş hattına dolmasını sağlar. Dişliler, paletler ya da pistonlar bu yağı basma tarafına taşır ve sisteme gönderir.

Pozitif deplasmanlı pompada her turda taşınan yağ miktarı, pompanın geometrisiyle belirlenir. Buna deplasman denir ve cm³/devir ile ifade edilir. Santrifüj gibi pozitif olmayan deplasmanlı pompalarda ise yağ pompa içinde geri kayabilir; basınç arttıkça debi belirgin biçimde düşer. Bu yüzden hidrolik tahrik sistemlerinde neredeyse her zaman pozitif deplasmanlı pompa kullanılır.

Debi ve güç nasıl hesaplanır?

Wikipedia'daki Hydraulic pump maddesi pompa debisini Q = n × V × ηv formülüyle verir: n devir sayısı, V deplasman, ηv hacimsel verimdir. Örnek bir hesap yapalım: 20 cm³/devir deplasmanlı bir pompa 1.500 dev/dk ile dönerse teorik debisi 30 l/dk olur. Hacimsel verim %90 ise pompanın gerçekten verdiği debi yaklaşık 27 l/dk'dır.

Pompayı döndürmek için gereken gücü de aynı mantıkla bulursunuz. Basınç bar, debi l/dk cinsindeyse hidrolik güç kW olarak p × Q / 600 ile hesaplanır; 27 l/dk debi 200 bar'da yaklaşık 9 kW eder. Motor gücü bunun üstünde seçilir, çünkü mekanik verim kayıpları da karşılanmalıdır. Bu hesap, "elektrik motoru neden ısınıyor" sorusunun da ilk kontrol noktasıdır.

Hidrolik pompa çeşitleri: üç ana aile

Hidrolik pompa çeşitleri sınıflandırılırken iki soru sorulur: yağı hangi eleman taşıyor ve deplasman sabit mi, ayarlanabilir mi? İlk soru pompanın ailesini, ikinci soru kontrol biçimini belirler. Aşağıda üç aileyi sırayla ele alıyoruz.

Dişli pompa: basit, sağlam, ekonomik

Dişli pompada birbirine geçen iki dişli, diş boşluklarına doldurduğu yağı gövde duvarı boyunca taşır ve dişlerin yeniden kavraştığı noktada dışarı iter. Yapısı basit, parça sayısı azdır. Wikipedia'ya göre hidrolikte kullanılan dişli pompaların deplasmanı yaklaşık 1 ile 200 ml arasındadır ve bu pompalar sabit deplasmanlıdır.

Dişli pompanın en sevdiğimiz özelliği arızasını haber vermesidir. Wikipedia'daki maddeye göre dişliler gövdeyi ve burçları yavaş yavaş aşındırır, hacimsel verim kademeli düşer ve ani kırılma diğer tiplere göre çok daha seyrek görülür. Sahada bunu "makine her ay biraz daha ağırlaşıyor" diye anlatırlar. O ağırlaşma, pompanın iç kaçağının arttığını gösterir.

Zayıf yanları da bellidir. Dişli pompalar diğer iki tipe göre daha gürültülü olabilir ve düşük devirde verimleri düşer; Power & Motion'daki rehber, bu nedenle dişli pompaların azami devirlerine yakın çalıştırılmasını önerir. İş makinelerinin yardımcı devrelerinde, traktörlerde, damperlerde, çöp araçlarında ve küçük güç ünitelerinde en sık gördüğümüz pompa budur.

Hidrolik dişli pompa çeşitleri nelerdir?

Hidrolik dişli pompa çeşitleri iki başlıkta toplanır: dıştan dişli ve içten dişli pompalar. Dıştan dişlide iki dişli yan yana çalışır; düz, helis ya da çavuş (ok) dişli olabilir. Power & Motion rehberine göre düz dişli en kolay işlenen ve en yaygın olanıdır, helis ve çavuş dişliler daha sessiz çalışır ama daha pahalıdır.

İçten dişli pompada küçük bir dişli, büyük bir iç dişlinin içinde döner. Hilal (orak) contalı tip ve gerotor tipi bu grubun iki örneğidir. Aynı rehbere göre içten dişli pompalar küçük ve kompakt yapılıdır, verimleri dıştan dişlilerle aynı aralıktadır, ancak kirliliğe karşı biraz daha hassastırlar. Dişlilerin kavraşma mantığını adım adım görmek isteyenler için aynı silodaki dişli pompa çalışma prensibi yazımızı ayrıca hazırlıyoruz.

Paletli (kanatlı) pompa: sessiz ve dengeli

Paletli pompada bir rotorun yuvalarına yerleştirilmiş paletler, dönerken gövde halkasına yaslanır. Paletler arasındaki hacim emiş tarafında büyür, basma tarafında küçülür. Paletin halkaya baskısı merkezkaç kuvvetiyle, yayla ya da basınçlı yağla sağlanır.

Bu tipin sahadaki artısı, aşınmayı kendi kendine telafi etmesidir. Power & Motion rehberine göre palet uçları ve halka aşındıkça paletler yuvasından biraz daha dışarı çıkar ve temasını korur, bu yüzden paletli pompalar verimlerini uzun süre korur. Danfoss'un VMQ serisi paletli pompa sayfası sürekli çıkış basıncını 293 bar'a, izin verilen tepe basıncı 310 bar'a kadar listeler ve düşük gürültüyü serinin öne çıkan özelliği olarak sayar.

Dikkat edilmesi gereken nokta düşük devirdir. Aynı rehbere göre paletleri yalnızca merkezkaç kuvvetiyle halkaya bastıran pompalar 600 dev/dk altında çalıştırılmamalıdır; yay ya da başka bir mekanizma kullanılırsa 100 ile 200 dev/dk aralığında da verimli çalışma mümkündür. Takım tezgâhlarında, plastik enjeksiyon makinelerinde ve sessizliğin istendiği sabit tesislerde paletli pompayla sık karşılaşırız.

Pistonlu pompa: yüksek basınç ve ayarlanabilir debi

Pistonlu pompada bir silindir bloğuna yerleştirilmiş çok sayıda piston, dönme hareketini ileri geri harekete çevirerek yağ basar. Hidrolik pistonlu pompa çeşitleri, pistonların mile göre dizilişiyle ayrılır: pistonlar mil eksenine paralelse eksenel pistonlu, mil eksenine dik ve yıldız biçiminde dizilmişse radyal pistonlu pompa adını alır. Eksenel pistonlu pompalar da kendi içinde eğik plakalı (swashplate) ve eğik eksenli (bent axis) olarak ikiye ayrılır.

Wikipedia'daki maddeye göre eğik eksenli pistonlu pompalar tüm pompa tipleri arasında en yüksek verime sahiptir ve sürekli çalışmada genellikle 350 ile 420 bar çalışma basıncına çıkabilir. Danfoss'un Series 45 açık devre eksenel pistonlu pompa sayfası ise 25 ile 147 cm³ deplasman, 3.600 dev/dk'ya kadar devir ve modele göre 260 ya da 310 bar sürekli basınç verir. Ekskavatörler, mobil vinçler, presler ve yüksek güçlü endüstriyel ünitelerde bu tip pompalar kullanılır.

Pistonlu pompanın bedeli hassasiyettir. Piston ile silindir bloğu arasındaki ve valf plakasındaki boşluklar çok küçüktür; kirli yağ bu yüzeyleri hızla çizer ve iç kaçak artar. Atölyemizde revizyona gelen pistonlu pompalarda ilk baktığımız yer valf plakası ve piston pabuçlarıdır. Pistonlu pompanın iç işleyişini ayrı bir yazıda ayrıntılı ele alıyoruz.

Vidalı pompa ve diğerleri

Üç ana ailenin dışında vidalı pompa da hidrolikte yer bulur. Wikipedia'ya göre iç içe geçen iki vidadan oluşan bu pompalar yüksek debiyi görece düşük basınçta (en fazla 100 bar) verir; en büyük avantajları düşük ses seviyesidir. Power & Motion rehberi, büyük vidalı pompaların büyük preslerde düşük basınçlı, yüksek hacimli ön doldurma pompası olarak kullanıldığını belirtir.

Sabit mi, değişken deplasmanlı hidrolik pompa mı?

Sabit deplasmanlı pompa her turda aynı miktarda yağ basar; debiyi değiştirmenin tek yolu devri değiştirmektir. Değişken deplasmanlı hidrolik pompa ise iç geometrisini değiştirerek tur başına bastığı yağ miktarını ayarlar. Eksenel pistonlu pompada bu, eğik plakanın açısını değiştirerek yapılır; paletli pompada halkanın eksen kaçıklığı ayarlanır.

Fark en çok enerji faturasında ve yağ sıcaklığında görülür. Power & Motion rehberine göre sabit deplasmanlı pompa ile kurulan basit bir devre yalnızca yük tam güç istediğinde verimlidir; geri kalan zamanda pompanın ürettiği fazla enerji emniyet valfinden tanka döner, ısıya dönüşür ve toplam sistem verimi %25 ya da altına inebilir. Değişken pompa ise yükün istediği kadar debi verir ve bu kaybın büyük kısmını ortadan kaldırır.

Değişken pompaların kontrol tipleri de çeşitlidir: basınç kompansatörü, yük algılama (load sensing), güç sınırlama ve elektro oransal kontrol. Hangi kontrolün kullanılacağı devrenin kaç yükü beslediğine ve yükün ne sıklıkla değiştiğine bağlıdır. Kompansatör ayarı ise ayrı bir uzmanlık konusudur ve yanlış ayar pompayı sürekli yüksek basınçta ya da yetersiz debide çalıştırır.

Açık devre ve kapalı devre pompalar arasındaki fark ne?

Açık devrede pompa yağı depodan emer, sisteme basar ve dönen yağ depoya gider. Endüstriyel ünitelerin ve iş makinelerinin çalışma hidroliğinin büyük kısmı açık devredir. Kapalı devrede ise pompanın çıkışı doğrudan hidromotora gider, motordan dönen yağ yine pompanın emişine gelir.

Kapalı devre en çok yürüyüş tahriklerinde, yani hidrostatik şanzımanlarda karşımıza çıkar. Bu pompalar genellikle değişken deplasmanlıdır ve akış yönünü tersine çevirebilir; Power & Motion rehberi bu özelliği "over center" olarak adlandırır. Kapalı devre pompa, karşısındaki hidromotorla birlikte değerlendirilir; motor tarafının tiplerini hidrolik motor çeşitlerini anlattığımız yazıda bulabilirsiniz.

Hidrolik pompa çeşitleri karşılaştırma tablosu

Aşağıdaki tablo üç ana aileyi seçimde en çok sorulan başlıklarla karşılaştırıyor. Basınç değerleri tek bir üreticinin örnek serilerinden alınmıştır ve bir sınıfın tavanını değil, tipik bir katalog değerini gösterir. Kendi pompanız için daima kendi etiket numarasının kataloğuna bakın.

Tablodaki "optimum koşulda %93" ifadesi Power & Motion rehberinden, "yaklaşık %90" ise Wikipedia'dan gelir. İki kaynak birbirini tamamlar: dişli pompanın hacimsel verimi doğru devirde ve uygun yağla %90'ın biraz üstüne çıkar, düşük devirde ve aşınmış gövdede belirgin düşer.

Hangi pompa tipi hangi iş için seçilir?

Seçim katalogdan değil, işten başlar. Doğru pompa, yükün istediği basıncı ve debiyi makul bir verimle, makinenin çalışma koşulunda ve bakım imkânıyla uyumlu biçimde veren pompadır. Sahada ve danışmanlık işlerinde sorduğumuz soruları dört başlıkta topluyoruz.

1. Çalışma basıncı ve tepe basınç: Emniyet valfinin ayar değeri ve sistemin gördüğü en yüksek basınç, pompa ailesini daraltan ilk filtredir.
2. Debi ve debinin değişkenliği: Yük sürekli aynı debiyi mi istiyor, yoksa uzun süre beklemede mi kalıyor? Bekleme süresi uzunsa değişken pompa ısı ve enerji kazandırır.

İlk iki soru pompanın boyunu ve kontrol tipini belirler. Son iki soru ise pompanın o makinede ne kadar dayanacağını gösterir.

1. Tahrik devri: Dizel motor rölantide uzun çalışıyorsa düşük devirdeki verim belirleyici olur; paletli pompanın alt devir sınırı burada önem kazanır.
2. Yağ temizliği ve bakım disiplini: Filtrasyonu zayıf, tozlu sahada çalışan bir makinede pistonlu pompa en hızlı yıpranan eleman olur.

Bu dört soruya iki pratik başlık daha ekliyoruz. Ses sınırı olan kapalı alanlarda paletli ya da helis dişli pompa öne çıkar. Yedek parça ve servis erişimi de seçimin parçasıdır: sahada hızla değiştirilebilen ya da revize edilebilen bir pompa, katalogda birkaç puan daha verimli ama parçası aylarca gelen bir pompadan çoğu zaman daha ekonomiktir.

Mevcut pompanın yerine yenisini seçerken

Arızalı pompanın yerine aynı tipi koymak çoğu zaman doğru karardır, ama tek başına yeterli değildir. Önce pompanın neden bozulduğunu bulmak gerekir: kirli yağ, emiş hattında daralma, yanlış viskozite ya da yanlış ayarlanmış emniyet valfi yeni pompayı da aynı yoldan götürür. Tip değiştirmek, örneğin dişliden pistonluya geçmek, filtrasyonun ve tank tasarımının da gözden geçirilmesini gerektirir.

Pompanızın tipini nasıl anlarsınız?

Etiket okunuyorsa iş kolaydır. Üretici adı ve tip kodu, pompanın ailesini, deplasmanını ve dönüş yönünü verir; kataloğu bu koddan buluruz. Etiket yoksa ya da silinmişse dış görünüş ipucu verir.

• Dişli pompa: Genellikle kısa, dikdörtgen kesitli, alüminyum ya da dökme gövdeli ve iki portludur. Gövde ortasında dişli çiftinin kapak cıvataları dikkat çeker.
• Paletli pompa: Dairesel gövdeli ve kompakttır; çift pompa olarak iki çıkış portlu gövdeler sık görülür.
• Pistonlu pompa: Daha uzun ve ağırdır, üzerinde kompansatör ya da kontrol bloğu taşır; ek drenaj (kaçak yağ) portu belirgin bir işarettir.

Emin olamadığınızda etiketin ya da pompanın fotoğrafını göndermeniz yeterlidir. Marka ayrımı yapmadan çalıştığımız için Bosch Rexroth, Parker ya da Dana Brevini gibi farklı üreticilerin pompalarını tip kodundan tanımlayıp ölçülerini çıkarıyoruz.

Pompa çeşidine göre bakımda nelere dikkat edilir?

Her pompa ailesi farklı bir zayıf noktadan yıpranır. Bakım planı da bu zayıf noktaya göre şekillenmelidir. Aralıklar makinenin çalışma saatine ve üretici kitabına göre belirlenir; aşağıdaki maddeler ise neyin izleneceğini gösterir.

• Dişli pompalarda iç kaçak zamanla artar; makine sıcakken yük altında yavaşlaması ilk belirtidir. Debi ölçümü, pompanın ne kadar yorulduğunu sayıyla gösterir.
• Paletli pompalarda palet ve halka yüzeyleri kirli yağdan etkilenir; ses değişimi ve emiş tarafındaki hava girişi yakından izlenmelidir.
• Pistonlu pompalarda drenaj hattından dönen kaçak yağ miktarı pompanın iç durumunu gösteren en değerli veridir. Kompansatör ayarının da belirli aralıklarla kontrolü gerekir.

Üç tipin ortak düşmanı kirli ve yanlış viskozitedeki yağdır. Atölyemize gelen pompalarda gördüğümüz aşınma izleri çoğu zaman pompanın değil, yağın hikâyesini anlatır. Bir atölye gözlemi: tezgâhta açılan her pompanın içinden, makinenin son bakım defterinden daha dürüst bir rapor çıkar.

Pompa mı tamir edilir, hidromotor mu kontrol edilir?

Pompa ile hidromotor yapıca birbirine çok benzer; biri mekanik gücü yağa, diğeri yağı yeniden mekanik güce çevirir. Bu yüzden güç kaybında suçlu her zaman pompa değildir. Basınç ve debi ölçümüyle arızanın pompada mı, valfte mi, yoksa yürüyüş ya da döner tabla motorunda mı olduğunu ayırıyoruz.

Ölçüm pompayı gösterirse hidrolik pompa tamiri kapsamında pompayı söküp aşınmayı toleransa göre ölçüyor, revizyonun mu yeni pompanın mı mantıklı olduğunu raporla söylüyoruz. Arıza motordaysa aynı atölyede hidromotor tamiri yapıyoruz; kapalı devrede pompa ve motoru birlikte değerlendirmek, birini yenileyip diğerinin kirli yağıyla devreye almaktan daha sağlıklıdır. Babacan Hidrolik olarak ayda ortalama 700 araç bakımı yapıyor ve 3.000'den fazla araç çeşidinin hidroliğiyle çalışıyoruz.

Pompanız ses yapıyor, ısınıyor ya da yük altında yavaşlıyorsa makinenin markasını, modelini ve belirtinin ne zaman başladığını iletişim sayfamızdan bize yazın; Ankara ve çevresinde aynı gün yerinde müdahale ediyor, pompanın durumunu tahminle değil ölçümle teşhis ediyoruz. Acil durumlar için 7/24 hattımız açık.

Bu içerik Babacan Hidrolik ekibi tarafından hazırlanmıştır. Babacan Hidrolik, 2015'ten bu yana Ankara Ostim'de hidrolik servis, bakım ve imalat hizmeti veriyor. Pompa seçimi sorularında ekibimizin ilk istediği bilgi pompanın kendisi değil, beslediği yükün çalışma döngüsüdür; doğru tip çoğu zaman oradan okunur. Katalog değerleri üreticiye ve modele göre değişir; uygulamada makinenizin güncel üretici dokümanını esas alın.

İlgili Hizmetlerimiz

Hidrolik Servis Hidrolik Bakım Hidrolik Arıza Tespit