二维柱塞泵是一种新型柱塞泵,具有结构紧凑及转速高的特点。在试验过程中,联轴器出现了十分严重的异常磨损,为解决这一问题,对泵芯组件进行受力分析,得出联轴器异常磨损发生的原因,并提出避免磨损的理论依据(简称:磨损判据)。对二维导轨的设计方程进行推导,得出在满足磨损判据下的二维柱塞泵输出压力与输入转速的关系方程。在该关系方程基础上提出二维柱塞泵使用工况边界条件,参考相应标准设计二维柱塞泵试验方案,并进行试验验证。试验结果表明:联轴器未再出现异常磨损,证明了研究提出的二维柱塞泵使用工况边界条件的合理性,能够避免联轴器异常磨损的发生。

为研究二维(2D)伺服阀的稳定性及其影响因素,结合2D阀先导级螺旋阀口双流道中心对称的结构特点,通过理论分析和流体动力学仿真,得出流体流经螺旋阀口产生的稳态液动力属于空间力,且2个对称阀口处稳态液动力的径向分力大小相同,方向相反;而轴向液动分力和周向液动分力形成的力矩随着阀口开度增加逐渐减小,yoz平面的射流角度也逐渐减小,且当阀口开度小于0.1mm时,减小幅度很大,开度大于0.2mm时,趋于稳定;随着入口流速的增加,轴向液动力和周向液动力矩逐渐增加。结果表明稳态液动力的轴向分力及周向力矩促使先导阀口关闭,对阀芯稳定具有促进作用。

为研究双自由度（2D）伺服阀先导控制阀口处气穴现象的影响因素及对阀芯稳定性的影响，运用Fluent软件中cavitation模型对2D伺服阀矩形先导阀口进行了气穴特性的仿真研究。研究表明，在出口压力低于1 MPa时，阀口处会出现气穴现象，且因气穴指数σ较小，故在弓形感受通道会出现气泡现象，出口压力高于5 MPa时，无明显气泡现象但阀口处的气穴仍然存在；随着入口流速增加，阀口内侧壁和外侧壁处气穴强度和分布范围增加；在出口压力0.1 MPa情况下，随着阀口开度增加气穴现象减弱。结果表明，2D伺服阀正常工作时先导阀口处会产生气穴，对伺服阀阀芯运动的稳定性产生干扰。

高速开关阀的开关特性在很大程度上取决于其电-机械转换元件的特性。本文提出了一种和新型电-机械转换元件-双稳开关力矩马达，该马达由脉冲电流驱动，具有记忆功能。理论分析和预测结果表明，该力矩马达具有较高的开关速度。

2D数字伺服阀为利用阀芯的双运动自由度原理设计而成导控型阀.阀芯的旋转由步进电机驱动;阀芯的轴向运动则由两端阀腔的静压力推动.为了克服传统的步进式数字阀(离散式比例阀)所固有的响应速度与量化误差的矛盾步进电机采用特殊的跟踪控制算法实现其输出角位移连续控制.本文主要对其频响特性进行分析.

高速开关元件种类繁多、用途各异，正确选择设计方案是提高其性能水平的重要保证。本文用相似理论分析了阀的尺寸大小、驱动方式及工作时制与开关元件快速性之间的关系。电磁高速开关元件的开关时间与尺寸成正比，大通径的高速开关阀宜采用多级（两级或三级）的结构；设计电磁-机械转换器时，采用双稳开关电磁铁（力马达）其温升比长时制的电磁-机械转换器的温升减少，工作效率明显提高。

针对传统2-D数字阀用电-机械转换器转动惯量大、动态响应低的不足研制了一种空心杯转子结构的低惯量旋转电磁铁。通过磁路解析讨论了电磁铁结构和运行参数对输出力矩的影响;基于Ansoft/Maxwell 3-D平台对其矩角特性进行了有限元模拟。试验结果和仿真结果基本一致该低惯量旋转电磁铁具有较大的静力矩其矩角特性近似于正弦波形可用作高频2-D数字阀的电-机械转换器。

介绍了控制双作用液压缸的差动负载敏感阀控系统，其中关键的控制元件是阀口经特殊设计的新型数字式P-Q阀。本文介绍了系统的工作原理，建立了系统的静态数学模型，对该静态特性做了详细的分析。

利用负载敏感控制理论，以电液负载敏感伺服系统为研究对象，分析了单作用和双作用液压缸的控制方案，该方案采用了阀口经特殊设计的关键的控制元件P-Q阀。基于线性理论建立了P—Q阀的数学模型。在忽略阀的敏感腔油液的压缩性的情况下，负载敏感机构和P—Q阀能保持稳定。试验结果表明P-Q阀能实现负载敏感伺服控制的需要。

介绍了一种新型的快速锁紧阀，该机构由先导阀和主阀两部分构成，具有响应速度快、高压大流量、无泄漏的特点。首先，建立了快速锁紧阀的数学模型，并进行了线性化分析。其次，基于该模型，通过计算机仿真工具Matlab对其阶跃响应过程进行了分析。仿真结果显示，该新型快速锁紧阀具有非常好的动态特性，响应时间仅为9ms。通过实验获得的阶跃响应特性曲线与仿真结果几乎完全一致，证明了锁紧阀的快速响应特性。