油圧ポンプ

ギアポンプ（外歯付き）（固定容量）はシンプルで経済的なポンプです。油圧用ギアポンプの掃気容積または排気量は約1～200ミリリットルです。これらは最も低い体積効率（${\displaystyle \eta _{v}\approx 90\%}$3 つの基本ポンプタイプ (ギアポンプ、ベーンポンプ、ピストンポンプ) ^{[ 1 ]}のすべてにおいて、これらのポンプはギアの歯のかみ合いによって圧力を発生させ、流体をギアの周りに押し出して出口側を加圧します。ギアポンプの中には、他のタイプに比べてかなり騒音の大きいものもありますが、最新のギアポンプは信頼性が高く、古いモデルよりもはるかに静かです。これは、分割ギア、ヘリカルギアの歯、より精密で高品質な歯形を採用した設計により、かみ合いとかみ合いがよりスムーズになり、圧力リップルやそれに伴う有害な問題が軽減されるためです。ギアポンプのもう 1 つの利点は、他のほとんどのタイプの油圧ポンプに比べて、壊滅的な故障がはるかに少ないことです。これは、ギアが徐々にハウジングやメインブッシングを摩耗させ、ポンプの容積効率を徐々に低下させて、ほとんど役に立たなくなるためです。これは、摩耗が進むずっと前に発生し、ユニットが固着したり故障したりする原因となります。油圧ギアポンプは、昇降、開閉、回転などさまざまな要求があるさまざまな用途で使用され、安全で長寿命であることが期待されています。^{[ 2 ]}

ロータリーベーンポンプは、キャビティ内で回転するローターに取り付けられたベーンで構成される容積式ポンプです。場合によっては、これらのベーンは可変長であったり、ポンプの回転中に壁との接触を維持するために張力がかけられたりします。ベーンポンプの設計において重要な要素は、ベーンをポンプハウジングに押し付ける方法と、その部分のベーン先端の加工方法です。いくつかのタイプの「リップ」設計が使用され、主な目的は、ハウジング内部とベーンの間にしっかりと密閉性を確保すると同時に、摩耗と金属同士の接触を最小限に抑えることです。ベーンを回転中心からポンプハウジングに向かって押し出すには、スプリング式ベーン、または従来は（加圧されたシステム流体を介して）流体力学的に荷重をかけたベーンを使用します。

スクリューポンプ（固定容量型）は、互いに噛み合う2つのアルキメデス式スクリューが同一チャンバー内に収められた構造になっています。これらのポンプは、比較的低圧（最大100バール（10,000kPa ））で大流量の用途に使用されます。船舶では、定圧油圧システムが船全体に張り巡らされており、特にボールバルブの制御や操舵装置などの駆動に用いられていました。スクリューポンプの利点は、騒音レベルが低いことですが、効率は高くありません。 

スクリューポンプの主な問題点は、油圧反力が流体の流れ方向と軸方向に逆方向に伝達されることである。

この問題を克服するには、2つの方法があります。

1. 各ローターの下にスラストベアリングを配置する。
2. ローターの下にあるピストンに油圧をかけることで、油圧バランスを作り出す。

スクリューポンプの種類：

1. シングルエンド
2. ダブルエンド
3. シングルローター
4. マルチロータータイミング
5. マルチローター式、タイミング調整不要。

ベント軸ポンプ、ベント軸原理を用いた軸ピストンポンプおよびモーターは、固定容量型または可変容量型があり、2つの異なる基本設計が存在します。最大角度25度のトーマ原理（ドイツのエンジニア、ハンス・トーマ、1935年特許）と、ピストンロッド、ピストンリングと一体化した球形ピストンを持ち、駆動軸中心線とピストン間の最大角度が40度のワールマーク原理（グンナー・アクセル・ワールマーク、1960年特許）（ボルボ・ハイドロリクス社）です。これらは、すべてのポンプの中で最高の効率を誇ります。一般的に、最大容量は1回転あたり約1リットルですが、必要に応じて2リットルの掃気容量を持つポンプを製作することも可能です。オイル流量を細かく調整できるように、可変容量ポンプがよく使用されます。これらのポンプは、一般的に連続運転で最大350～420バールの作動圧力で動作できます。

これらの可変容量型ポンプは、さまざまな補償技術を用いることで、負荷要件、最大圧力カットオフ設定、馬力／比率制御、さらには電気信号以外の入力を必要としない完全電気比例制御システムに基づいて、1回転あたりの吐出量とシステム圧力を連続的に変化させることができます。これにより、原動機／ディーゼル／電気モーターの回転速度が一定で、必要な流体流量が一定でないシステムにおいて、他の定流量ポンプと比較して大幅な省エネルギー効果を発揮する可能性があります。

ラジアルピストンポンプは油圧ポンプの一種です。軸方向ピストンポンプとは異なり、作動ピストンは駆動軸を中心に放射状に左右対称に配置されます。

${\displaystyle Q=n\cdot V_{\text{stroke}}\cdot \eta _{\text{vol}}}$

どこ

• ${\displaystyle \scriptstyle Q}$流量（m³ ^/ s）
• ${\displaystyle \scriptstyle n}$ストローク周波数（Hz）
• ${\displaystyle \scriptstyle V_{\text{stroke}}}$ストローク容積（^m³）
• ${\displaystyle \scriptstyle \eta _{\text{vol}}}$体積効率

${\displaystyle P={n\cdot V_{\text{stroke}}\cdot \Delta p \over \eta _{\text{mech}}}}$

どこ

• ${\displaystyle \scriptstyle P}$電力（W）
• ${\displaystyle \scriptstyle n}$ストローク周波数（Hz）
• ${\displaystyle \scriptstyle V_{\text{stroke}}}$ストローク容積（^m³）
• ${\displaystyle \scriptstyle \Delta p}$ポンプにかかる圧力差（Pa）
• ${\displaystyle \scriptstyle \eta _{\text{mech,hydr}}}$機械/油圧効率

${\displaystyle n_{\text{mech}}={T_{\text{theoretical}} \over T_{\text{actual}}}\cdot 100\%}$

どこ

• ${\displaystyle \scriptstyle n_{\text{mech}}}$機械式ポンプの効率（％）
• ${\displaystyle \scriptstyle T_{\text{theoretical}}}$理論上のトルクで駆動
• ${\displaystyle \scriptstyle T_{\text{actual}}}$実際の駆動トルク

${\displaystyle n_{hydr}={Q_{actual} \over Q_{theoretical}}\cdot 100\%}$

どこ

• ${\displaystyle \scriptstyle n_{hydr}}$油圧ポンプの効率
• ${\displaystyle \scriptstyle Q_{theoretical}}$理論流量出力
• ${\displaystyle \scriptstyle Q_{actual}}$実際の流量出力