CN117345436B - 串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，涉及液压系统技术领域，其包括：处理器、输出结构、调节结构、飞锤结构、调速阀、泵、油箱、调速设备和缓冲结构；调速阀包括阀体、第一阀芯、第二阀芯、第三阀芯和电磁铁；阀体包括第一电控结构、第二电控结构、第三电控结构、第四电控结构、第一容腔、第二容腔、第三容腔、进油流道、出油流道、第一流道、第二流道、第三流道、第四流道、第五流道、第六流道、第七流道、第八流道、第九流道、第十流道、第一连接道、第二连接道、第四容腔、第五容腔、第六容腔和第七容腔。本发明控制性能优良，有较高的冗余度和精度，能实现多模式自动化切换。

Description

串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统

技术领域

本发明涉及液压系统技术领域，特别是涉及一种串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统。

背景技术

液压调速系统是液压系统中一个重要的分支，它广泛应用于各种机械设备中，如工业生产线、起重设备、轨道交通等领域。目前，液压调速系统只包含一个液压调速阀，这样的系统在精确性、响应性、灵活性和可靠性方面都存在一定的缺陷。一些设置有两个阀的液压系统中，阀与阀之间的连接关系有两种：两个阀串联和两个阀并联，但他们均有各自的问题，两个阀串联的液压系统冗余性低，两个阀并联的液压系统的控制精度差。另一些液压系统中多个阀之间的油路连接方式均采用管道连接，这导致在需要改变阀与阀之间的连接关系时，只能通过人工拆卸相关的管道并重新组装，这不仅费时又费力，还会导致阀与管道之间的密封效果变差，从而降低管道的寿命，此外，这样的设计还限制了自动化切换的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，控制性能优良，有较高的冗余度和精度，能实现多模式自动化切换且寿命长。

一种串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其包括：处理器、输出结构、调节结构、飞锤结构、调速阀、泵、油箱、调速设备和缓冲结构；

所述调速阀包括阀体、第一阀芯、第二阀芯、第三阀芯和电磁铁；

所述阀体包括第一电控结构、第二电控结构、第三电控结构、第四电控结构、第一容腔、第二容腔、第三容腔、进油流道、出油流道、第一流道、第二流道、第三流道、第四流道、第五流道、第六流道、第七流道、第八流道、第九流道、第十流道、第一连接道、第二连接道、第四容腔、第五容腔、第六容腔、第七容腔、第一排油流道、第二排油流道、第三排油流道和第四排油流道；

所述第一阀芯上设置有第一阀芯流道、第二阀芯流道和第三阀芯流道；所述第二阀芯上设置有第一阀芯延伸体、第二阀芯延伸体、第三阀芯延伸体、第四阀芯延伸体、第一阀芯环槽、第二阀芯环槽、第三阀芯环槽、第四阀芯环槽和第五阀芯环槽；所述第三阀芯上设置有第六阀芯环槽、第四阀芯流道、第五阀芯流道和第六阀芯流道；

所述电磁铁、所述第一电控结构、第二电控结构、第三电控结构、第四电控结构、所述调速设备和所述输出结构均与所述处理器连接；

所述第一阀芯设置在所述第一容腔内，所述第二阀芯设置在所述第二容腔内，所述第三阀芯设置在所述第三容腔内，所述第一电控结构设置在所述第六容腔内，所述第二电控结构设置在所述第七容腔内，所述第三电控结构设置在所述第四容腔内，所述第四电控结构设置在所述第五容腔内；

所述第一阀芯流道贯穿所述第一阀芯，所述第八流道将所述第六容腔分别与所述第一容腔和所述第一阀芯流道连通，所述第七流道将所述第七容腔分别与所述第一容腔和所述第一阀芯流道连通；所述第二排油流道将所述第六容腔与所述油箱连通；所述第一排油流道将所述第七容腔与所述油箱连通；

所述第一阀芯延伸体的第一端与所述第二阀芯连接，所述第一阀芯延伸体的第二端通过所述第一连接道穿过所述第二容腔与所述第二阀芯延伸体连接；所述第三阀芯延伸体的第一端与所述第二阀芯连接，所述第三阀芯延伸体的第二端通过所述第二连接道穿过所述第二容腔与所述第四阀芯延伸体连接；

所述电磁铁包裹所述第二阀芯延伸体和所述第四阀芯延伸体；

所述第二阀芯流道和所述第三阀芯流道均与所述第一阀芯流道连通，所述第五流道将所述第二阀芯流道与所述第一阀芯环槽连通，所述第六流道将所述第三阀芯流道与所述第二阀芯环槽连通，所述出油流道将所述第五阀芯环槽与所述飞锤结构连通；

所述第六阀芯流道贯穿所述第三阀芯，所述第四阀芯流道和所述第六阀芯环槽均与所述第六阀芯流道连通；

所述第九流道将所述第四容腔分别与所述第三容腔和所述第六阀芯流道连通，所述第十流道将所述第五容腔分别与所述第三容腔和所述第六阀芯流道连通；

所述第一流道将所述第六阀芯环槽与所述第一阀芯环槽连通，所述第二流道将所述第二容腔与所述第五阀芯流道连通，所述第三流道将所述第四阀芯环槽与所述第五阀芯流道连通，所述第四流道将所述第五阀芯环槽与所述第三容腔连通，所述进油流道将所述第六阀芯环槽与所述泵的第一端连接，所述泵的第二端与所述油箱连接；

所述第三排油流道将所述第四容腔与所述油箱连通，所述第四排油流道将所述第五容腔与所述油箱连通；

所述调速设备与所述飞锤结构连接，所述飞锤结构分别与所述油箱和所述缓冲结构连接，所述缓冲结构分别与所述输出结构和所述调节结构连接，所述调节结构与所述油箱连接。

可选地，所述飞锤结构包括飞锤阀芯、飞锤阀体和飞锤；

所述飞锤阀芯设置在所述飞锤阀体内，并将所述飞锤阀体分隔成第一飞锤控制腔和第二飞锤控制腔，所述飞锤阀芯内开设有第三飞锤控制腔和飞锤连通腔；

所述第一飞锤控制腔和所述第三飞锤控制腔均与缓冲结构连接，所述飞锤连通腔分别与所述出油流道和所述缓冲结构连接，所述第二飞锤控制腔与所述油箱连通；

所述调速设备通过轮齿与所述飞锤阀体连接。

可选地，所述缓冲结构包括缓冲阀体、缓冲阀芯、第一弹簧、第三弹簧和第一节流阀；

所述缓冲阀芯设置在所述缓冲阀体内，并将所述缓冲阀体分隔成第八容腔和第九容腔；

所述第一弹簧设置在所述第八容腔内，所述第一弹簧的第一端与所述缓冲阀芯连接，所述第一弹簧的第二端与所述缓冲阀体的第一端连接；

所述第三弹簧设置在所述第九容腔内，所述第三弹簧的第一端与所述缓冲阀芯连接，所述第三弹簧的第二端与所述缓冲阀体的第二端连接；

所述第一节流阀的第一端与第八容腔连通，所述第一节流阀的第二端与第九容腔连通；

所述第一飞锤控制腔与所述第八容腔连通，所述第三飞锤控制腔与所述第九容腔连通，所述飞锤连通腔与所述第九容腔连通。

可选地，所述输出结构包括输出阀体、输出阀芯、第二弹簧和测量结构；

所述测量结构与所述处理器连接；

所述输出阀芯的第一端通过所述第二弹簧设置在所述输出阀体内，所述输出阀芯的第二端延伸出所述输出阀体；

所述输出阀芯的第一端将所述输出阀体内部分为第十容腔和第十一容腔；所述第十容腔与所述调节结构连接，所述第十一容腔分别与所述第八容腔和所述调节结构连接；

所述测量结构测量所述输出阀芯得到电信号，并将所述电信号传递至所述处理器。

可选地，所述第一连接道的截面积小于所述第二阀芯延伸体的截面积；所述第二连接道的截面积小于所述第四阀芯延伸体的截面积。

可选地，所述第一电控结构、所述第二电控结构、所述第三电控结构和所述第四电控结构均为压电晶体。

可选地，所述调节结构包括二位三通液控换向阀和第二节流阀；

所述二位三通液控换向阀的第一油口分别与所述第十一容腔和所述第八容腔连通，所述二位三通液控换向阀的第二油口与所述第十容腔连通，所述二位三通液控换向阀的第三油口与所述第二节流阀的第一端连通，所述二位三通液控换向阀的第四油口分别与所述第二节流阀的第二端和所述油箱连通。

可选地，所述测量结构为位移传感器、角度传感器和温度传感器中任意一者或几者。

可选地，所述第一阀芯、所述第二阀芯和所述第三阀芯的材质为橡胶，所述阀体的材质为不锈钢。

可选地，所述第二阀芯延伸体和所述电磁铁之间以及所述第四阀芯延伸体和所述电磁铁之间均设置有弹簧。

本发明的效果如下：

本发明串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，通过设置多模式调速阀，一方面，通过第一阀芯、第三阀芯控制油液的流通，使得调速系统具备足够的精确性、响应性、灵活性和可靠性。此外，在第一阀芯和第三阀芯之间还设置了第二阀芯，从而使第一阀芯、第三阀芯能够在串联和并联两种连接方式之间进行切换，进而克服了串联的液压系统冗余性低和并联的液压系统控制精度差的缺点。另一方面，将第一阀芯、第二阀芯和第三阀芯组合在一起，即简化了阀与阀之间的管道连接，降低了系统的复杂性，使调速系统具备轻量化的特征，还解决了因频繁拆卸和组装管道而导致管道的寿命下降的问题，使调速系统的装配更加便利。

附图说明

图1是本发明串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统的结构示意图；

图2为本发明阀体的结构示意图；

图3为本发明第一阀芯的结构示意图；

图4为本发明第二阀芯的结构示意图；

图5为本发明第三阀芯的结构示意图；

图6为本发明飞锤结构的结构示意图；

图7为本发明缓冲结构的结构示意图；

图8为本发明调速阀的结构示意图。

图中：110、处理器；120、输出结构；121、测量结构；122、第二弹簧；130、调节结构；131、第二节流阀；132、二位三通液控换向阀；140、飞锤结构；141、飞锤阀芯；142、飞锤阀体；143、飞锤；144、第一飞锤控制腔；145、第三飞锤控制腔；146、飞锤连通腔；147、第二飞锤控制腔；150、调速阀；160、泵；170、油箱；180、调速设备；190、缓冲结构；191、缓冲阀体；192、缓冲阀芯；193、第一弹簧；194、第一节流阀；200、阀体；201、进油流道；202、第一流道；203、第二流道；204、第三流道；205、第四流道；206、第五流道；207、第六流道；208、出油流道；209、第七流道；210、第一排油流道；211、第八流道；212、第二排油流道；213、第一连接道；214、第二连接道；215、第九流道；216、第三排油流道；217、第十流道；218、第四排油流道；220、第一电控结构；221、第二电控结构；222、第三电控结构；223、第四电控结构；230、第一容腔；231、第二容腔；232、第三容腔；233、第四容腔；234、第五容腔；235、第六容腔；236、第七容腔；300、第一阀芯；310、第一阀芯流道；320、第二阀芯流道；330、第三阀芯流道；400、第二阀芯；410、第一阀芯环槽；420、第二阀芯环槽；421、第三阀芯环槽；422、第四阀芯环槽；423、第五阀芯环槽；424、第一阀芯延伸体；425、第二阀芯延伸体；430、电磁铁；500、第三阀芯；510、第六阀芯环槽；511、第四阀芯流道；512、第五阀芯流道；513、第六阀芯流道。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是本发明串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其包括：处理器110、输出结构120、调节结构130、飞锤结构140、调速阀150、泵160、油箱170、调速设备180和缓冲结构190。

如图8所示，调速阀150包括阀体200、第一阀芯300、第二阀芯400、第三阀芯500和电磁铁430。第一阀芯300、第二阀芯400和第三阀芯500的材质为橡胶，阀体200的材质为不锈钢。第一阀芯300、第二阀芯400和第三阀芯500的材质还可以为塑料、钢或铁等。阀体200的材质还可以为镀有金属的铁。

如图2所示，阀体200包括第一电控结构220、第二电控结构221、第三电控结构222、第四电控结构223、第一容腔230、第二容腔231、第三容腔232、进油流道201、出油流道208、第一流道202、第二流道203、第三流道204、第四流道205、第五流道206、第六流道207、第七流道209、第八流道211、第九流道215、第十流道217、第一连接道213、第二连接道214、第四容腔233、第五容腔234、第六容腔235、第七容腔236、第一排油流道210、第二排油流道212、第三排油流道216和第四排油流道218。第一电控结构220、第二电控结构221、第三电控结构222和第四电控结构223均为压电晶体。第一电控结构220、第二电控结构221、第三电控结构222和第四电控结构223还可以为设置有电信号接收器的挡板，接收到电信号后，挡板产生移动，从而满足减小挡板和流道之间的距离的工作需求。

如图3所示，第一阀芯300上设置有第一阀芯流道310、第二阀芯流道320和第三阀芯流道330。

如图4所示，第二阀芯400上设置有第一阀芯延伸体424、第二阀芯延伸体425、第三阀芯延伸体、第四阀芯延伸体、第一阀芯环槽410、第二阀芯环槽420、第三阀芯环槽421、第四阀芯环槽422和第五阀芯环槽423。

如图5所示，第三阀芯500上设置有第六阀芯环槽510、第四阀芯流道511、第五阀芯流道512和第六阀芯流道513。

电磁铁430、第一电控结构220、第二电控结构221、第三电控结构222、第四电控结构223、调速设备180和输出结构120均与处理器110连接。

第一阀芯300设置在第一容腔230内，第二阀芯400设置在第二容腔231内，第三阀芯500设置在第三容腔232内，第一电控结构220设置在第六容腔235内，第二电控结构221设置在第七容腔236内，第三电控结构222设置在第四容腔233内，第四电控结构223设置在第五容腔234内。

第一阀芯流道310贯穿第一阀芯300，第八流道211将第六容腔235分别与第一容腔230和第一阀芯流道310连通，第七流道209将第七容腔236分别与第一容腔230和第一阀芯流道310连通；第二排油流道212将第六容腔235与油箱170连通；第一排油流道210将第七容腔236与油箱170连通。

第一阀芯延伸体424的第一端与第二阀芯400连接，第一阀芯延伸体424的第二端通过第一连接道213穿过第二容腔231与第二阀芯延伸体425连接；第三阀芯延伸体的第一端与第二阀芯400连接，第三阀芯延伸体的第二端通过第二连接道214穿过第二容腔231与第四阀芯延伸体连接。第一连接道213的截面积小于第二阀芯延伸体425的截面积；第二连接道214的截面积小于第四阀芯延伸体的截面积。

电磁铁430包裹第二阀芯延伸体425和第四阀芯延伸体。第二阀芯延伸体425和电磁铁430之间以及第四阀芯延伸体和电磁铁430之间均设置有弹簧。第二阀芯延伸体425和第四阀芯延伸体上均缠绕有若干圈线圈，电磁铁430包围线圈。通过设置弹簧，第二阀芯400在运动过程中会有一定的回弹力，从而避免第二阀芯400与电磁铁430产生碰撞，进而延长第二阀芯400和电磁铁430的使用寿命。

第二阀芯流道320和第三阀芯流道330均与第一阀芯流道310连通，第五流道206将第二阀芯流道320与第一阀芯环槽410连通，第六流道207将第三阀芯流道330与第二阀芯环槽420连通，出油流道208将第五阀芯环槽423与飞锤结构140连通。

第六阀芯流道513贯穿第三阀芯500，第四阀芯流道511和第六阀芯环槽510均与第六阀芯流道513连通。

第九流道215将第四容腔233分别与第三容腔232和第六阀芯流道513连通，第十流道217将第五容腔234分别与第三容腔232和第六阀芯流道513连通。

第一流道202将第六阀芯环槽510与第一阀芯环槽410连通，第二流道203将第二容腔231与第五阀芯流道512连通，第三流道204将第四阀芯环槽422与第五阀芯流道512连通，第四流道205将第五阀芯环槽423与第三容腔232连通，进油流道201将第六阀芯环槽510与泵160的第一端连接，泵160的第二端与油箱170连接。

第三排油流道216将第四容腔233与油箱170连通，第四排油流道218将第五容腔234与油箱170连通。

调速设备180与飞锤结构140连接，飞锤结构140分别与油箱170和缓冲结构190连接，缓冲结构190分别与输出结构120和调节结构130连接，调节结构130与油箱170连接。

第二阀芯400有两个状态：串联状态和并联状态，第一阀芯300和第三阀芯500均有两个状态：连通状态和断开状态。

第一电控结构220接收到来自处理器110的电信号后会发生变形，从而减小与第八流道211之间的距离，改变第一容腔230靠近第八流道211侧的油液压力，进而使得第一阀芯300向远离第八流道211的方向运动，当第一阀芯300与阀体200接触并保持相对静止时，第一阀芯300位于断开状态。第二电控结构221接收到电信号后会发生变形，从而减小与第七流道209之间的距离，改变第一容腔230靠近第七流道209侧的油液压力，进而使得第一阀芯300向远离第七流道209的方向运动，当第一阀芯300与阀体200接触并保持相对静止时，第一阀芯300位于连通状态。第二阀芯延伸体425接收到来自处理器110的电信号后，在电磁铁430产生的电磁场的作用下，第二阀芯400向远离出油流道208的一侧运动，当第二阀芯400与阀体200接触并保持相对静止时，第二阀芯400位于串联状态。第二阀芯延伸体425接收到来自处理器110的电信号后，在电磁铁430产生的电磁场的作用下，第二阀芯400向靠近出油流道208的一侧运动，当第二阀芯400与阀体200接触并保持相对静止时，第二阀芯400位于并联状态。第三电控结构222接收到电信号后会发生变形，从而减小与第九流道215之间的距离，改变第三容腔232靠近第九流道215侧的油液压力，进而使得第三阀芯500向远离第九流道215的方向运动，当第三阀芯500与阀体200接触并保持相对静止时，第三阀芯500位于连通状态。第四电控结构223接收到电信号后会发生变形，从而减小与第十流道217之间的距离，改变第三容腔232靠近第十流道217侧的油液压力，进而使得第三阀芯500向远离第十流道217的方向运动，当第三阀芯500与阀体200接触并保持相对静止时，第三阀芯500位于断开状态。

在所有状态下，第二阀芯流道320连通第五流道206，第一阀芯环槽410连通第五流道206和第一流道202，第二阀芯环槽420连通第六流道207，第六阀芯环槽510连通进油流道201和第一流道202，第五阀芯流道512连通第三流道204。

在第一阀芯300位于连通状态下，第三阀芯流道330与第六流道207连通。在第一阀芯300位于断开状态下，第三阀芯流道330与第六流道207断开。

在第二阀芯400位于并联状态下，第二阀芯环槽420与出油流道208连通，第五阀芯环槽423与出油流道208断开，第三阀芯环槽421与第二流道203连通，第四阀芯环槽422与第三流道204断开，第五阀芯环槽423与第四流道205断开。在第二阀芯400位于串联状态下，第五阀芯环槽423与出油流道208连通，第三阀芯环槽421与第二流道203断开，第四阀芯环槽422与第三流道204连通，第五阀芯环槽423与第四流道205连通。

在第三阀芯500位于断开状态下，第四阀芯流道511与第二流道203断开，第五阀芯流道512与第二流道203连通，第五阀芯流道512与第四流道205断开，在第三阀芯500位于连通状态下，第四阀芯流道511与第二流道203连通，第五阀芯流道512与第二流道203断开，第五阀芯流道512与第四流道205连通。

如图6所示，飞锤结构140包括飞锤阀芯141、飞锤阀体142和飞锤143。

飞锤阀芯141设置在飞锤阀体142内，并将飞锤阀体142分隔成第一飞锤控制腔144和第二飞锤控制腔147，飞锤阀芯141内开设有第三飞锤控制腔145和飞锤连通腔146。

第一飞锤控制腔144和第三飞锤控制腔145均与缓冲结构190连接，飞锤连通腔146分别与出油流道208和缓冲结构190连接，第二飞锤控制腔147与油箱170连通。

调速设备180通过轮齿与飞锤阀体142连接。

在垂直于飞锤阀芯141的截面上，第一飞锤控制腔144和第三飞锤控制腔145沿轴线方向的截面形状相同，且飞锤连通腔146的容腔体积小于第三飞锤控制腔145的体积。

如图7所示，缓冲结构190包括缓冲阀体191、缓冲阀芯192、第一弹簧193、第三弹簧和第一节流阀194。

缓冲阀芯192设置在缓冲阀体191内，并将缓冲阀体191分隔成第八容腔和第九容腔。

第一弹簧193设置在第八容腔内，第一弹簧193的第一端与缓冲阀芯192连接，第一弹簧193的第二端与缓冲阀体191的第一端连接。

第三弹簧设置在第九容腔内，第三弹簧的第一端与缓冲阀芯192连接，第三弹簧的第二端与缓冲阀体191的第二端连接。

第一节流阀194的第一端与第八容腔连通，第一节流阀194的第二端与第九容腔连通。

第一飞锤控制腔144与第八容腔连通，第三飞锤控制腔145与第九容腔连通，飞锤连通腔146与第九容腔连通。

输出结构120包括输出阀体、输出阀芯、第二弹簧122和测量结构121。

测量结构121与处理器110连接。

输出阀芯的第一端通过第二弹簧122设置在输出阀体内，输出阀芯的第二端延伸出输出阀体。

输出阀芯的第一端将输出阀体内部分为第十容腔和第十一容腔；第十容腔与调节结构130连接，第十一容腔分别与第八容腔和调节结构130连接。

测量结构121测量输出阀芯得到电信号，并将电信号传递至处理器110。测量结构121为位移传感器、角度传感器和温度传感器中任意一者或几者。输出的电信号相应的为位移信号、角度信号和温度信号。优选地，处理器110为电路板。

调节结构130包括二位三通液控换向阀132和第二节流阀131。

二位三通液控换向阀132的第一油口分别与第十一容腔和第八容腔连通，二位三通液控换向阀132的第二油口与第十容腔连通，二位三通液控换向阀132的第三油口与第二节流阀131的第一端连通，二位三通液控换向阀132的第四油口分别与第二节流阀131的第二端和油箱170连通。

二位三通液控换向阀132包括第一工位和第二工位，在第一工位下，自输出结构120流出的油液流过二位三通液控换向阀132流入第二节流阀131，最后流入油箱170中，在第二工位下，自输出结构120流出的油液直接流入油箱170中。飞锤阀体142还连接有调速设备180，第二飞锤控制腔147连接油箱170，第一飞锤控制腔144和第三飞锤控制腔145分别连通缓冲阀体191的第八容腔和第九容腔。

调速阀150的工作共有8个状态，第二阀芯400位于串联状态时包括四个状态，分别为第一状态、第二状态、第三状态和第四状态，在第一状态、第二状态、第三状态和第四状态下，有且仅有第二电控结构221和第三电控结构222接收到信号，即第一阀芯300和第三阀芯500同时位于连通状态，进油流道201和出油流道208才会位于连通状态，否则，进油流道201和出油流道208位于断开状态，第一状态、第二状态、第三状态和第四状态下的系统拥有更好的控制精度。第二阀芯400位于并联状态时也包括四个状态，分别为第五状态、第六状态、第七状态和第八状态，在第五状态、第六状态、第七状态和第八状态下，有且仅有第一电控结构220和第四电控结构223接收到信号，即第一阀芯300和第三阀芯500同时位于断开状态，进油流道201和出油流道208才会位于断开状态，否则，进油流道201和出油流道208位于连通状态，第五状态、第六状态、第七状态和第八状态下的系统拥有更高的冗余性。

在第一状态下，第一阀芯300位于连通状态且第三阀芯500位于连通状态，油液从进油流道201流入，依次流过第六阀芯环槽510、第一流道202、第一阀芯环槽410、第五流道206、第二阀芯流道320、第一阀芯流道310、第三阀芯流道330、第六流道207、第二阀芯环槽420、第四阀芯环槽422、第三流道204、第五阀芯流道512、第四流道205、第五阀芯环槽423，最终从出油流道208流出，此时进油流道201和出油流道208位于连通状态。

在第二状态下，第一阀芯300位于连通状态且第三阀芯500位于断开状态，油液从进油流道201流入，依次流过第六阀芯环槽510、第一流道202、第一阀芯环槽410、第五流道206、第二阀芯流道320、第一阀芯流道310、第三阀芯流道330、第六流道207、第二阀芯环槽420、第四阀芯环槽422、第三流道204、第五阀芯流道512，此时进油流道201和出油流道208位于断开状态。

在第三状态下，第一阀芯300位于断开状态且第三阀芯500位于连通状态，油液从进油流道201流入，依次流过第六阀芯环槽510、第一流道202、第一阀芯环槽410、第五流道206、第二阀芯流道320、第一阀芯流道310、第三阀芯流道330，此时进油流道201和出油流道208位于断开状态。

在第四状态下，第一阀芯300位于断开状态且第三阀芯500位于断开状态，油液从进油流道201流入，依次流过第六阀芯环槽510、第一流道202、第一阀芯环槽410、第五流道206、第二阀芯流道320、第一阀芯流道310、第三阀芯流道330，此时进油流道201和出油流道208位于断开状态。

在第五状态下，第一阀芯300位于连通状态且第三阀芯500位于连通状态，油液从进油流道201流入，此时，油液分成两路，一路依次流过第六阀芯环槽510、第一流道202、第一阀芯环槽410、第五流道206、第二阀芯流道320、第一阀芯流道310、第三阀芯流道330、第六流道207、第二阀芯环槽420，最终从出油流道208流出，另一路依次流过第六阀芯环槽510、第六阀芯流道513、第四阀芯流道511、第二流道203、第三阀芯环槽421、第二阀芯环槽420，最终从出油流道208流出，此时进油流道201和出油流道208位于连通状态。

在第六状态下，第一阀芯300位于连通状态且第三阀芯500位于断开状态，油液从进油流道201流入，依次流过第六阀芯环槽510、第一流道202、第一阀芯环槽410、第五流道206、第二阀芯流道320、第一阀芯流道310、第三阀芯流道330、第六流道207、第二阀芯环槽420，最终从出油流道208流出，此时进油流道201和出油流道208位于连通状态。

在第七状态下，第一阀芯300位于断开状态且第三阀芯500位于连通状态，油液从进油流道201流入，依次流过第六阀芯环槽510、第六阀芯流道513、第四阀芯流道511、第二流道203、第三阀芯环槽421、第二阀芯环槽420，最终从出油流道208流出，此时进油流道201和出油流道208位于连通状态。

在第八状态下，第一阀芯300位于断开状态且第三阀芯500位于断开状态，油液从进油流道201流入，依次流过第六阀芯环槽510、第一流道202、第一阀芯环槽410、第五流道206、第二阀芯流道320、第一阀芯流道310、第三阀芯流道330，此时进油流道201和出油流道208位于断开状态。

需要补充说明的是，无论第一阀芯300、第二阀芯400和第三阀芯500位于什么状态，油液始终能从进油流道201流入，并流过第六阀芯环槽510、第一流道202、第一阀芯环槽410、第五流道206、第二阀芯流道320、第一阀芯流道310，最终从第七流道209和第八流道211流出，因此，第一电控结构220和第二电控结构221可以控制第一阀芯300的运动。

本发明串并联多功能模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统的工作过程如下：

未通电时，调速阀150位于第八状态。通电后，泵160开始工作，泵160自油箱170泵出油液至调速阀150，油液充满调速阀150后，自第一排油流道210、第二排油流道212、第三排油流道216和第四排油流道218流回油箱170。当第一排油流道210、第二排油流道212、第三排油流道216和第四排油流道218均有油液流出时，处理器110开启，并发送信号至调速阀150，使得调速阀150从第八状态切换至第五状态，至此，进油流道201和出油流道208被连通。当调速阀150进入第五状态后，通过调节处理器110发送至第一电控结构220、第二电控结构221、第三电控结构222和第四电控结构223的电信号，进而控制进油流道201和出油流道208的油液压差。例如当第一电控结构220、第二电控结构221、第三电控结构222和第四电控结构223均得到电信号并完全挡住第七流道209、第八流道211、第九流道215和第十流道217时，进油流道201和出油流道208的压差近乎为零，当第一电控结构220、第二电控结构221、第三电控结构222和第四电控结构223均未得到电信号并完全打开第七流道209、第八流道211、第九流道215和第十流道217时，进油流道201和出油流道208的压差近乎为进油流道201处的压力。

当调速阀150进入第五状态并稳定后，油液自出油流道208流出，此时的油液压力通过调速阀150调整至需求的压力后，油液通过管道流至飞锤连通腔146，再从飞锤连通腔146的另一端流入第一节流阀194，经过第一节流阀194节流后的油液流入输出结构120。由于从第一节流阀194流出的油液压力大于二位三通液控换向阀132切换至第二工位的弹簧设置力，因此，二位三通液控换向阀132处于将输出结构120流出的油液直接导入油箱170的第二工位下。此时，输出结构120输入端有油液流入，油液的压力大于第二弹簧122的弹力，输出结构120的阀芯会产生运动，该运动方向为增大调速设备180燃油供给的方向，从而导致调速设备180的转速升高。当调速设备180的转速升高到需要数值时，自第一节流阀194流出至输出结构120油液作用在调速设备180的阀芯上的力等于第二弹簧122的弹力时，阀芯便不再运动，自第一节流阀194流出的油液便从二位三通液控换向阀132的液控部分流至油箱170。至此，调速设备180速度稳定且为设定值。

当调速设备180上的负载增大后，调速设备180的转速便会下降，导致第三飞锤控制腔145内的油液流出至缓冲结构190内，从而使得缓冲阀芯192向远离飞锤结构140的方向运动，进而导致输出结构120与二位三通液控换向阀132连通的腔内的油液压力升高，来自缓冲结构190的油液压力大于第二弹簧122的弹力时，会推动输出结构120的阀芯运动，此时调速设备180的燃油喷油量增加。因此，调速设备180转速便会增大，直至与设定值相等。

当调速设备180上的负载减小后，调速设备180的转速便会升高，导致第一飞锤控制腔144内的油液流出至缓冲结构190内，从而使得缓冲阀芯192向靠近飞锤结构140的方向运动，进而导致输出结构120与二位三通液控换向阀132连通的腔内的油液压力降低，来自缓冲结构190的油液压力小于第二弹簧122的弹力时，会推动输出结构120的阀芯运动，此时调速设备180的燃油喷油量减少。因此，调速设备180转速便会减小，直至与设定值相等。

为了便于更精确的控制自出油流道208油液的压力，即控制调速设备180的设定转速，便可将第二阀芯400切换至串联状态。第二阀芯400位于串联状态可以使进油流道201和出油流道208的油液压差通过第一阀芯300和第三阀芯500共同控制，从而使得压差的控制精度更高。

当调速设备180速度达到稳定后，控制处理器110发送电信号至调速阀150，使调速阀150从第五状态切换至第一状态，此后，通过控制第一电控结构220、第二电控结构221、第三电控结构222和第四电控结构223的变形量，便可调节自出油流道208流出的油压，从而使得输出结构120的阀芯位于一个新的位置处于平衡状态，进而改变调速设备180的速度设定值。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其特征在于，其包括：处理器、输出结构、调节结构、飞锤结构、调速阀、泵、油箱、调速设备和缓冲结构；

所述调速阀包括阀体、第一阀芯、第二阀芯、第三阀芯和电磁铁；

所述阀体包括第一电控结构、第二电控结构、第三电控结构、第四电控结构、第一容腔、第二容腔、第三容腔、进油流道、出油流道、第一流道、第二流道、第三流道、第四流道、第五流道、第六流道、第七流道、第八流道、第九流道、第十流道、第一连接道、第二连接道、第四容腔、第五容腔、第六容腔、第七容腔、第一排油流道、第二排油流道、第三排油流道和第四排油流道；

所述第一阀芯上设置有第一阀芯流道、第二阀芯流道和第三阀芯流道；所述第二阀芯上设置有第一阀芯延伸体、第二阀芯延伸体、第三阀芯延伸体、第四阀芯延伸体、第一阀芯环槽、第二阀芯环槽、第三阀芯环槽、第四阀芯环槽和第五阀芯环槽；所述第三阀芯上设置有第六阀芯环槽、第四阀芯流道、第五阀芯流道和第六阀芯流道；

所述电磁铁、所述第一电控结构、第二电控结构、第三电控结构、第四电控结构、所述调速设备和所述输出结构均与所述处理器连接；

所述第一阀芯设置在所述第一容腔内，所述第二阀芯设置在所述第二容腔内，所述第三阀芯设置在所述第三容腔内，所述第一电控结构设置在所述第六容腔内，所述第二电控结构设置在所述第七容腔内，所述第三电控结构设置在所述第四容腔内，所述第四电控结构设置在所述第五容腔内；

所述第一阀芯流道贯穿所述第一阀芯，所述第八流道将所述第六容腔分别与所述第一容腔和所述第一阀芯流道连通，所述第七流道将所述第七容腔分别与所述第一容腔和所述第一阀芯流道连通；所述第二排油流道将所述第六容腔与所述油箱连通；所述第一排油流道将所述第七容腔与所述油箱连通；

所述第一阀芯延伸体的第一端与所述第二阀芯连接，所述第一阀芯延伸体的第二端通过所述第一连接道穿过所述第二容腔与所述第二阀芯延伸体连接；所述第三阀芯延伸体的第一端与所述第二阀芯连接，所述第三阀芯延伸体的第二端通过所述第二连接道穿过所述第二容腔与所述第四阀芯延伸体连接；

所述电磁铁包裹所述第二阀芯延伸体和所述第四阀芯延伸体；

所述第二阀芯流道和所述第三阀芯流道均与所述第一阀芯流道连通，所述第五流道将所述第二阀芯流道与所述第一阀芯环槽连通，所述第六流道将所述第三阀芯流道与所述第二阀芯环槽连通，所述出油流道将所述第五阀芯环槽与所述飞锤结构连通；

所述第六阀芯流道贯穿所述第三阀芯，所述第四阀芯流道和所述第六阀芯环槽均与所述第六阀芯流道连通；

所述第九流道将所述第四容腔分别与所述第三容腔和所述第六阀芯流道连通，所述第十流道将所述第五容腔分别与所述第三容腔和所述第六阀芯流道连通；

所述第一流道将所述第六阀芯环槽与所述第一阀芯环槽连通，所述第二流道将所述第二容腔与所述第五阀芯流道连通，所述第三流道将所述第四阀芯环槽与所述第五阀芯流道连通，所述第四流道将所述第五阀芯环槽与所述第三容腔连通，所述进油流道将所述第六阀芯环槽与所述泵的第一端连接，所述泵的第二端与所述油箱连接；

所述第三排油流道将所述第四容腔与所述油箱连通，所述第四排油流道将所述第五容腔与所述油箱连通；

所述调速设备与所述飞锤结构连接，所述飞锤结构分别与所述油箱和所述缓冲结构连接，所述缓冲结构分别与所述输出结构和所述调节结构连接，所述调节结构与所述油箱连接。

2.根据权利要求1所述的串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其特征在于，所述飞锤结构包括飞锤阀芯、飞锤阀体和飞锤；

所述飞锤阀芯设置在所述飞锤阀体内，并将所述飞锤阀体分隔成第一飞锤控制腔和第二飞锤控制腔，所述飞锤阀芯内开设有第三飞锤控制腔和飞锤连通腔；

所述第一飞锤控制腔和所述第三飞锤控制腔均与缓冲结构连接，所述飞锤连通腔分别与所述出油流道和所述缓冲结构连接，所述第二飞锤控制腔与所述油箱连通；

所述调速设备通过轮齿与所述飞锤阀体连接。

3.根据权利要求2所述的串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其特征在于，所述缓冲结构包括缓冲阀体、缓冲阀芯、第一弹簧、第三弹簧和第一节流阀；

所述缓冲阀芯设置在所述缓冲阀体内，并将所述缓冲阀体分隔成第八容腔和第九容腔；

所述第一弹簧设置在所述第八容腔内，所述第一弹簧的第一端与所述缓冲阀芯连接，所述第一弹簧的第二端与所述缓冲阀体的第一端连接；

所述第三弹簧设置在所述第九容腔内，所述第三弹簧的第一端与所述缓冲阀芯连接，所述第三弹簧的第二端与所述缓冲阀体的第二端连接；

所述第一节流阀的第一端与第八容腔连通，所述第一节流阀的第二端与第九容腔连通；

所述第一飞锤控制腔与所述第八容腔连通，所述第三飞锤控制腔与所述第九容腔连通，所述飞锤连通腔与所述第九容腔连通。

4.根据权利要求3所述的串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其特征在于，所述输出结构包括输出阀体、输出阀芯、第二弹簧和测量结构；

所述测量结构与所述处理器连接；

所述输出阀芯的第一端通过所述第二弹簧设置在所述输出阀体内，所述输出阀芯的第二端延伸出所述输出阀体；

所述输出阀芯的第一端将所述输出阀体内部分为第十容腔和第十一容腔；所述第十容腔与所述调节结构连接，所述第十一容腔分别与所述第八容腔和所述调节结构连接；

所述测量结构测量所述输出阀芯得到电信号，并将所述电信号传递至所述处理器。

5.根据权利要求1所述的串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其特征在于，所述第一连接道的截面积小于所述第二阀芯延伸体的截面积；所述第二连接道的截面积小于所述第四阀芯延伸体的截面积。

6.根据权利要求1所述的串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其特征在于，所述第一电控结构、所述第二电控结构、所述第三电控结构和所述第四电控结构均为压电晶体。

7.根据权利要求4所述的串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其特征在于，所述调节结构包括二位三通液控换向阀和第二节流阀；

所述二位三通液控换向阀的第一油口分别与所述第十一容腔和所述第八容腔连通，所述二位三通液控换向阀的第二油口与所述第十容腔连通，所述二位三通液控换向阀的第三油口与所述第二节流阀的第一端连通，所述二位三通液控换向阀的第四油口分别与所述第二节流阀的第二端和所述油箱连通。

8.根据权利要求4所述的串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其特征在于，所述测量结构为位移传感器、角度传感器和温度传感器中任意一者或几者。

9.根据权利要求1所述的串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其特征在于，所述第一阀芯、所述第二阀芯和所述第三阀芯的材质为橡胶，所述阀体的材质为不锈钢。

10.根据权利要求1所述的串并联多模式切换轻量化电液复合燃油泵调速系统，其特征在于，所述第二阀芯延伸体和所述电磁铁之间以及所述第四阀芯延伸体和所述电磁铁之间均设置有弹簧。