恒流量控制阀在各类工程机械中得到了广泛的应用,在航空、航天领域,重量轻、传动效率高、控制精度高的恒流量控制阀更显得尤为重要。前人的研究表明,恒流量控制阀可以通过比较简单的方式实现,但控制精度不高,特别是在低负载的情况下,存在恒流量控制稳定性不好的缺点,有必要对其进行进一步的研究和改进。　　本文在前人的研究基础上,进行了分析和优化,设计了一种机械结构简单、能量损失小、控制精度高的机械自力式恒流量控制阀。主要研究工作如下:　　1.根据前人的研究成果,选用了与控制阀结构相近的同心圆环缝隙流量公式作为其原始模型的理论设计依据。为了节省计算资源,论文首先利用简单的二维轴对称数值模拟对恒流量控制阀原始模型的流场进行计算,数值模拟采用RNG k-ε湍流模型和结构化网格SIMPLE算法。得到了原始模型在阀芯处于不同位移时的流场情况,同时计算出了控制阀原始模型的阀芯受力-位移的变化曲线。　　2.通过分析控制阀原始模型的流场数值模拟结果,论文确定了以延长阀芯末端几何曲线作为提高控制阀阀芯受力-位移特性曲线在大位移范围线性度的方案,以修改挡环的结构作为提高控制阀特性曲线总体线性度的方案。最终实现了控制阀阀芯受力-位移特性曲线总体线性度良好的目标。　　3.为了验证简单的二维轴对称数值模拟对计算控制阀流场的可行性,同时考虑到出口支撑板对控制阀流场的影响,论文对恒流量控制阀全流场进行三维造型和结构化网格划分,并完成了包括支撑板在内的控制阀三维流场的数值模拟,验证了二维数值仿真的可行性。　　4.考虑到出口支撑板对流场的阻滞效应,对出口支撑板处于不同位置时的恒流量控制阀模型进行了数值模拟和分析,得到了出口支撑板对控制阀流场的干扰情况以及对特性曲线的影响,找到了支撑板的最佳位置,并最终得到了控制精度良好的恒流量控制阀模型。　　数值模拟结果表明,阀芯几何曲线和挡环结构对恒流量控制阀的流场均有较大影响,从而影响到阀芯的受力-位移特性曲线的线性度,最终对恒流量控制阀的控制精度产生影响。在恒流量控制阀的设计和优化当中,采用二维和三维数值模拟相结合的方法对控制阀的流场进行模拟仿真,可有效地缩短设计周期,同时按照本文的方案改进后的流量阀可以较好地实现恒流量控制。