液压节流阀作为液压传动与控制中非常重要的基础性元件,具有密封性好,抗污染能力强等特点,被广泛的应用在液压系统中。但当节流阀内发生空化时,空化的周期性溃灭使阀内压力产生振荡,影响系统稳定性,且空泡在阀芯表面溃灭产生的压力冲击使阀芯表面金属剥落,形成气蚀,严重影响节流阀的使用寿命,因此对节流阀内部空化现象进行研究具有重要意义。本文采用了理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,分别对不同结构和工作参数时节流阀内油液流场非定常空化特性进行了研究,包括:空化结构演化过程及周期性、不同空化阶段对速度场的影响以及空化溃灭对节流阀下游流道压力脉动的影响。采用数值模拟与实验研究相结合的研究方法,研究了在一种典型工况时的液压节流阀内流场非定常空化特性,研究结果表明:空化的发展是一种非定常的周期性过程,其发展变化可以分为空化的产生、脱落以及溃灭这三个过程。相对于空化初生,空化溃灭阶段存在更广的高速分布区,在速度波动的程度相对更剧烈,同时不同位置截面在靠近壁面处均存在反向射流区,且不同截面位置所对应的反向射流的强度不同。不同监测点处的压力脉动具有相同的主频,该频率和空化结构演化的周期基本一致。针对结构参数对节流阀内非定常空化特性的影响,数值与理论分析了阀芯长径比以及上下游流道径比对阀内空化场、速度场以及压力场的影响,研究结果表明:空化周期随阀芯长径比的增大呈现先增大后减小的趋势,但相对于阀芯头部半径R0对空化流场的影响,改变阀芯头部曲线段长度L对空化流场的影响较大。此外,空化周期随上下游流道径比的增大同样呈现先增大后减小的趋势。在保持上游流道半径不变,减小下游流道半径时,阀芯头部的空化区域以及压力脉动的幅值逐渐增大,但改变节流阀上游流道半径对阀内流场的影响较小。为了研究工作参数对节流阀内非定常空化特性的影响,采用数值模拟与实验研究相结合的研究方法,研究了进出口压差以及开度变化对阀内空化场、速度场及压力场的影响,研究结果表明:随着进出口压差的增大,空化周期和游离型空化的最大长度也相对增加,同时压力脉动产生波谷期的时间会向前发生推移。在进出口压差保持不变,增大阀门开度时,介质在阀腔中沿轴向的速度增加,游离型空化随着主流一起向下游运动的速度相对增加,空化周期变小,游离型空化由产生到溃灭的时间相对减小,且阀芯头部的空化区域会逐渐减小。