水具有含量丰富、环保安全等诸多优点。从而以水介质作为液压系统的中介成为未来发展的一大方向。而溢流阀是在液压系统中不可或缺的原件。可做溢流、安全阀、卸荷阀等使用。而矿物油相异于水的物理以及化学性质。因此对其结构要求和性能影响的液压元件将是不同的。为了长远发展以及社会需求，水液压技术已经进入了新的快速发展阶段。针对水液压技术，提出研制出一台结构紧凑、重量轻、体积小、高效水压溢流阀。该阀工作最高压力为14MPa。额定流量为10L/min。采用阀座运动的直动式结构，初步拟用纯水作为介质。并论证以上设计的实用性以及科学性。具体如下：首先比较分析了水介质不同于矿物油的性能，由于其不同的物理与化学性能，在水液压阀的应用中产生的各种技术难题。如气蚀、振动、磨损、泄漏与密封，以及液动力的问题。然后根据现有直动式溢流阀与先导式溢流阀的结构特点，为了克服水液压的技术难题，分析了二级节流阀口结构以及液动力补偿的方法。然后根据水液压溢流阀的设计要求，就水液压溢流阀存在的关键技术难题，进行了溢流阀的结构设计以及尺寸确定，如采取了二级节流结构分压，减小气蚀影响；使阀芯固定而使阀座运动，可以补偿一部分液动力，提高溢流阀的响应性能。通过两端受压使弹簧刚度降低，以提高阀座运动的灵敏度。另外由于阀座前后两端作用液压力，以及弹簧刚度减小，因此当在阀座后端接卸荷孔时，只需克服较小弹簧力，就能使阀座有很大开度，实现卸荷功能等。其次探讨了溢流阀存在的性能指标，包括静态性能指标和动态性能指标。然后简单介绍了Matlab与Simulink软件工具，以软件为基础将数学模型用机器语言的方框图模型进行表达，通过建立的模型进行了溢流阀的静动态特性分析。包括入口容积、两级节流口的密封问题以及阻尼对流场的影响等。并建立了溢流阀的卸荷性能分析模型并得到压力与阀口开启量的仿真结果。进而对溢流阀的结构参数进行设计优化。最后论述了溢流阀MTBF的试验方案。以加速寿命试验和等效样本法，根据故障树分析，建立试验系统，得到溢流阀的失效样本，通过统计分析学基础最终求得MTBF。