螺纹插装阀具有拆卸组装方便、集成度高、结构简单、适合批量生产等诸多特点,是液压行业的重要发展趋势,有良好的发展前景。2D插装阀由于吸取了螺纹插装技术和2D阀的优点而显得特别有生命力,目前已广泛应用于军工和航空航天领域。本论文设计了一种新型的插装式二维(2D)伺服阀,通过控制力矩马达的偏转角度来直接驱动阀芯直动,进而控制伺服阀的输出流量,通过LVDT检测阀芯位移实现位置闭环控制,克服了多级阀无法实现插装的困难。论文的主要研究内容和成果如下:(1)插装式二维(2D)伺服阀的结构设计。根据设计要求确定插装式二维(2D)伺服阀的总体结构方案,详细介绍插装式二维(2D)伺服阀的工作原理。用三维建模软件Solidworks完成阀体模块、电机械转换器模块和位置传感器模块的结构设计,重点为阀体模块的结构设计。(2)关键部件的设计计算与校核。主要计算了阀芯尺寸、开口量和最大液压驱动力,对阀套进行耐压强度仿真,对销钉和螺钉连接进行强度校核,对密封圈进行选型设计,计算阀芯零位时的内泄漏,以及对弹簧进行静力学仿真。(3)阀套回油流道结构优化设计与流场仿真。设计两种阀套回油流道结构,通过Fluent对两种流道作数值模拟计算,对比分析两种流道的流量特性曲线、压力-流量特性曲线、不同的阀芯位移和不同的进出口压差的流阻系数,简单分析流道内部的压力云图和速度云图。(4)插装式二维(2D)伺服阀的实验研究。为了验证前述流场仿真和结构设计的准确性搭建了实验平台,对两种流道的压力流量特性和流阻系数以及阀的动静态特性进行实验研究。实验结果表明:扇形流道相比于圆形流道流阻更小,流量更大,通流能力更大,更有利于流体流动;流阻系数是流道的固有特性,不随外界条件而改变;在系统压力10MPa下,伺服阀滞环为1.7%,线性度为5%,幅频宽(-3dB)为90Hz,相频宽(-90°)为95Hz,均满足设计要求。插装式二维(2D)伺服阀抗污染能力强,可靠性高,同时功率-重量比优势明显,静动态特性各项指标满足航空航天对伺服阀的要求,因此在军工和航空航天领域有广阔的应用前景,目前该阀应用于航空发动机燃油供油系统中。