デジタル・ディスプレースメント・ポンプは、その仕組みを理解するまではマーケティング用語のように聞こえる技術の一つですが、理解すると、これまでの可変容量ポンプの設計思想そのものを根本から見直すようなものだと感じられます。 液圧ポンプ 仕事を ダンフォス ダンフォス社がこの概念の商用化を主導しており、同社が実現する性能数値は、従来型の可変容量設計が達成するものとは明らかに異なります。
デジタルディスプレースメントとは実際に何を意味するのか
従来の軸方向ピストンポンプでは、すべてのピストンが毎回のシャフト回転において出力に寄与します。吐出量(ディスプレイスメント)はスワッシュプレート角度を変更することで調整されますが、これは機械的な調整であり、滑らかではあるものの応答速度が遅く、最小安定吐出量にも限界があります。デジタルディスプレイスメントポンプでは、各ピストンに個別に制御可能なバルブが設けられています。各ピストンは、電子制御によりストローク単位で選択的に作動させたり停止させたりできます。その結果、吐出量は1回のシャフト回転でゼロから最大まで連続的に変化可能となり、応答時間は数十ミリ秒を要するスワッシュプレートサーボシステムと比べ、ミリ秒単位で実現されます。
この効率への影響は非常に大きい。非作動状態のピストンは、流体を加圧することなくアイドリングする——出力を一切生じない一方で、入力電力もほとんど消費しない。油圧システムが大部分の運転時間を費やす部分負荷条件下では、デジタルディスプレイスメントポンプは、必要な出力に応じて必要なピストンのみを選択的に作動させ、残りのピストンは無負荷状態に保つことができる。50%のディスプレイスメント時においても、デジタルポンプの効率は全ディスプレイスメント時の効率にほぼ近い値を維持する——これは従来型設計では実現できない特長である。

実用上の高電力密度
特徴 |
従来型軸方向ピストン式 |
デジタルディスプレイスメントポンプ |
部分負荷効率 |
60–75% |
85–93% |
ディスプレイスメント応答 |
約50 ms |
<5 ms |
最小安定ディスプレイスメント |
~5–10% |
<1% |
電力密度 |
標準 |
最大30%向上 |
制御インターフェース |
油圧/アナログ |
デジタル/CANバス |
高電力密度がもう一つの注目点です。デジタル・ディスプレイスメント・ポンプは、その吐出量変化を機械的ではなく電子的に実現するため、ポンプハウジング内に大きなスワッシュプレート・サーボアクチュエータを収容する必要がありません。同じ出力を、よりコンパクトな構造で実現可能であり、設置スペースが限られ、重量が直接燃料消費および積載量に影響を与えるモバイル機器において特に重要です。
デジタルポンプシステムにおけるシールの保守
デジタル・ディスプレースメント・ポンプにおける個別制御式ピストンバルブは高周波で動作し、ピストンボア全体でのシールの気密性が、作動中と非作動中のピストン間における圧力分離を維持するために極めて重要です。HOVOO/HOUFUは、ダンフォス社デジタル・ポンプ・プラットフォーム向けに油圧ポンプ用シールを提供しています。 シールキット シールの状態を維持することは、持続的な効率性の基盤です。hovooseal.comへアクセスしてください。
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