对2D数字溢流阀系列中的间接检测式溢流阀进行详细深入讨论,其主阀的基本工作原理和普通的先导式溢流阀是相同的,不同之处在于2D数字溢流阀的先导阀采用了双自由度的调压螺旋机构,这不但使先导阀的结构大大简化,同时对整个溢流阀的性能也有所提高。

介绍了2D数字阀的基本结构及工作原理,提出了2D流量控制概念。研究了由径向力引起的液压卡紧现象。通过Fluent软件对数字阀内部进行流场分析,得出2D阀芯弓形槽处壁面所受的压力分布,并对阀芯受到径向力的原因进行了分析,提出了减小2D阀阀芯卡紧力的一些措施。

2D伺服螺旋数字阀作为先导控制大流量高频响的换向阀,结构上利用2D阀的阀芯的双自由度运动,阀芯由步进电机驱动旋转,通过高低压孔的开口通断来改变敏感腔的压力,从而推动阀芯轴向运动。大流量高频换向阀的小阀芯与2D阀的阀芯由球头刚性连接,获得所需的大行程,驱动主阀芯运动。基于MATLAB建立2D阀的数学模型,该模型的仿真结果能较为准确地描述2D阀的动静态特征。

提出了一种层流比例调压阀，论述了该阀内部的压力调节结构，阐述了它的工作原理，建立其数学模型，通过MATLAB软件进行仿真，最后搭建测试试验装置，采集相关特性曲线来对该阀的动静态调压特性进行研究，并验证了理论分析的正确性。研究结果表明：在输入不同的系统压力作用下，该阀输出呈线性变化的压力，同时，在输入5MPa系统压力作用下，阀芯全开口状态时的出油口压力动态响应时间仅为2．2S。

2D数字压力阀是采用阀芯的双运动自由度设计的导控型压力阀.该阀由阻尼管型的液压桥路和旋转自由度构成阀的导控级,控制着一个阀腔的压力,该压力与反馈到另一个阀腔的压力进行比较,所产生的不平衡力驱动阀芯线性运动从而改变阀口的大小,使的阀的出口压力与液压桥路的输出压力保持定值比例关系,并且不随阀口输出流量的变化而变化.阀芯的旋转运动由数字接口驱动,该数字接口由执行元件--步进电动机及数字阀控制器组成.控制器的核心部分为跟踪算法,该算法可以使步进电动机的输出角位移连续可控,这样可以同时保证阀的响应速度和控制精度.

电液材料试验机对试件的加载通常由伺服阀或比例阀构成闭环控制系统实现.由于对载荷及加载速率的控制精度要求较高,故由伺服阀或比例阀表现出的非线性,如滞后、饱和、分辨率等,就不能对液压加载控制子系统产生很大影响,为此本文提出了分级比例控制的方法,其基本思想是:将阀的整个控制区间分成若干段,而在每一段内均执行独立的比例控制.通过分级比例控制,多种因非线性导致的不利影响被大大削弱.目前这种技术已被应用于水泥材料试验机.根据ISO水泥试验机标准,电液加载子系统的加载速率为2.4kN/s时,误差应不超过7%,保载误差应在0.2%以内.应用分级比例控制后,此两项具体数值分别被控制在2%及0.05%以内.

对一种利用螺旋机构原理设计的数字液压伺服缸作了静态特性分析.为使结构参数更合理、性能更优,利用Matlab软件进行仿真分析,根据获得的曲线讨论了各结构参数对刚度和零位泄漏量的影响.并通过修正系统设计,初步选定合适的结构参数,使数字缸具有优良的静态特性,特别在接近满负载的工况下,性能更佳,比传统的数字液压伺服缸更具有应用价值.

对先导零遮盖型2D伺服阀性能进行研究。首先对先导零遮盖型2D伺服阀的零位泄漏量进行了理论分析。在建立阀芯直线位移对阀芯转角关系的基础上对先导零遮盖型2D伺服阀的动态特性进行了仿真分析。最后，为了验证理论分析的正确性，设计试制了一个7MPa压差下300L／min的零遮盖2D伺服阀，进行了零位泄漏量测试和动态响应测试。实验结果表明，在压力21MPa，先导零遮盖型2D伺服阀零位泄漏量为0．6L／min，先导零遮盖型2D伺服阀的阶跃响应的上升时间约为7ms。理论分析和实验结果均表明先导零遮盖型2D伺服阀具有良好动态性能，并且其零位泄漏量很小。

对通径6的数字伺服阀的性能进行研究。首先阐明2D数字伺服阀的工作原理其次分析其内泄漏的原因并进行理论分析。2D数字伺服阀为利用阀芯的双运动自由度原理设计而成的导控型阀由于其采用的是螺旋伺服机构使得两个自由度互不干扰十分巧妙地实现了两级阀的功能。最后对其进行试验研究实验结果和与国外阀的性能比较均表明2D数字伺服阀具有良好的动态性能并且其内泄漏量很小。