液压阀流量特性是影响液压系统控制精度的重要因素,其中阀口流量系数又是流量特性的关键参数,工程上一般认为阀口流量系数为常量,实际上在小开口度和小压差情况下阀口流量系数变化具有非线性。有效的控制策略可以提高控制精度,但是液压系统具有不稳定、调节过程复杂且参数敏感等特点,而具有线性流量系数的液压阀能降低控制策略的复杂性提高控制精度。论文针对不同的阀芯结构,以线性流量系数和能量损失为目标,探究阀芯的流量系数线性特性,并进行了阀芯结构的优化。具体的研究内容如下:（1）传统阀芯流量系数线性特性研究基于Solidworks和Fluent仿真软件,建立传统座阀流道模型,分析了阀腔内流道参数的分布特征并结合座阀的几何结构,得到传统阀芯的阀口过流面积。分析了半锥角和锥部高度对阀口流量特性与能量损失的影响,得到半锥角和锥部高度的最佳参数,为锥阀流量系数线性特性研究和组合阀芯结构设计提供基础。对不同开口度下的传统座阀进行了流量系数的计算,并利用Origin软件分析了流量系数的残差平方和,得到传统阀芯阀口流量系数的线性特性。（2）组合阀芯设计及双目标优化基于线性流量系数对阀芯的母线方程进行分析,提出了一种母线为前段曲线后段直线的新型阀芯结构。通过数值模拟并分析了四种组合阀流量系数的残差平方和,得到较佳的组合阀芯结构。组合阀芯曲线的参数会影响阀口的流量系数和能量损失,利用距离相关系数确定相关性最大的结构参数,利用Design-Expert软件设计响应面试验,并利用双目标优化法进行了阀芯结构的优化,得到流量系数线性特性最佳的组合阀芯。（3）实验验证分析设计并加工出了试验阀体、阀芯螺纹套和八种结构阀芯,基于RCYCS-B液压综合测试实验台进行低压条件下实验,验证了不同结构阀芯的流量系数特性,为液压阀芯设计与液压系统控制研究提供了一定参考。