在现代液压技术的发展过程中,插装阀凭借其结构简单、易于集成等优点在各种连接方式中脱颖而出,成为众多液压阀的发展方向。常见的电液伺服阀的导阀和主阀平行放置而无法插装化,因此其功重比无法进一步提高。而基于伺服螺旋机构的二维伺服阀将先导级和功率级集成在一根二维运动的阀芯上,力矩马达与阀芯轴向排布,符合插装阀的结构要求。常见的电液压力伺服阀在追求较高压力增益的同时,其稳定性会有所下降,易形成自激振荡。为了抑制该现象的发生,通常采用阻尼孔、节流槽或者挤压油膜的方式给系统增加稳定性,但是阻尼孔会影响伺服阀的响应速度和精度,节流槽会有压力损失,挤压油膜会限制阀芯位移等,同时三者均忽视了温度对压力伺服阀稳定性的影响。针对上述常见压力伺服阀的两个缺点,提出了一种新型的插装式二维电液压力伺服阀,使得其结构更为简单,功重比进一步提高,系统更易于集成。在此基础上增加了用聚甲醛材料加工的阻尼活塞结构,不仅避免了上述的问题,而且还具有温度补偿的功能。因此,本文的主要内容和研究成果如下:(1)根据二维伺服阀的特性,提出了一种新型的插装式二维电液压力伺服阀,说明了其具体原理,并通过阀体模块、电-机械转换器模块和位移传感器模块三个方面详细阐述了其结构设计。(2)分别建立了阀体模块中二维阀组件和主阀组件的传递函数,在考虑气穴的情况下对两者进行稳定性分析。由于主阀组件的固有频率远低于二维阀组件,因此对主阀组件的谐振现象进行分析,并通过能量守恒的方式来探究有无阻尼对系统谐振峰值的影响,最后得出粘性阻尼系数与谐振峰值的关系,为后面阻尼技术的研究提供基础。(3)提出了一种新型的阻尼活塞结构,讲述了其原理并建立数学模型,推导出阻尼活塞结构提供的粘性阻尼系数的公式,通过matlab探究其提供的粘性阻尼系数与阻尼活塞的直径、长度、阀芯的直径、阻尼活塞与阀套的间隙和油液的粘度的关系。最后考虑到温度对油液粘度的影响,将阻尼活塞的材质改为线膨胀系数较大的工程塑料,使其在温度变化时,提供的阻尼保持在一个较小的范围,即温度补偿。(4)针对上述研究,设计实验进行验证。首先对阻尼活塞进行加热和降温,测量其尺寸,看其变化确实满足理论的尺寸变化,即验证了温度补偿的可行性。接着搭建实验平台,探究插装式二维电液压力伺服阀性能,测得其阀芯位移滞环为1%,压力滞环为3%,阀芯位移频响为50 Hz,压力频响为35 Hz,5-10 MPa下的压力波动比为5-6%,均满足设计要求。本文设计的插装式二维电液压力伺服阀不仅结构简单、易于集成、功重比高,而且具有较高的稳定性和温度补偿,非常适用于航天航空领域。