锥阀在液压控制阀中占重要地位,广泛应用于螺纹插装阀、二通插装阀以及其他传统非插装式控制阀。其阀口通流特性、阀芯受力特性、瞬态响应特性等都影响系统的控制精度和稳定性。同时,阀口节流作用产生的温升、气蚀等危害,也会影响锥阀的应用。因此,采用理论分析和仿真方法对锥阀上述特性及节流产生危害的研究有着重要的理论意义和工程应用价值。本文首先系统研究了目前不同液压阀产品中锥阀结构特点,比较了其共同点和差异,讨论了针对液压锥阀需要研究的重点问题。研究了锥阀流量增益、液阻及液动力计算方法,分析了结构参数对其影响,并指出阀芯锥角是影响锥阀性能的最主要参数。以锥阀芯与直角刃阀座形式锥阀为具体研究对象,基于液压系统仿真平台,建立该锥阀仿真模型,并对其稳态和瞬态特性进行了仿真分析。基于仿真结果,讨论了弹簧刚度和预紧力对锥阀流量-压力稳态和瞬态响应特性的影响。对锥阀内液流状态进行了数值仿真,得到阀芯静止状态下和阀芯在不同运动速度下的流场,直观反映出阀芯静止和以不同速度运动时阀内液流速度及静压分布。指出锥阀中易产生气穴的区域主要是阀口后侧。同时,仿真计算得到的阀口“负压”、阀芯温升及阀芯轴向力和侧向力可为锥阀的设计及合理使用提供依据。在理论分析和数值仿真的基础上,对锥阀结构进行了改进。改进后,锥阀通流特性得到改善,气穴影响减弱。