国外早在50年代末就开始了数字阀的研制工作，但在1975年以前只限于实验室研究。高速电磁开关阀自二十世纪七十年代问世以来，国内外许多厂家、公司，竞相研制出不少的型式结构，对高速开关阀的研究和应用已经成为液压界的一个重要课题。

　　英国开展高速开关阀研究，开发出两种特殊结构的高速开关阀，分别采用筒状、锥状的结构设计从而提高了阀体结构刚度，克服了传统电磁开关阀电磁作用力越大衔铁加速度越小的矛盾，使得当阀芯行程小于1mm时，阀的响应时间不大于1ms。

　　美国公司则于1984年推出了一种三通球形高速电磁开关阀，该阀的响应时间为：开启时间3ms，关闭时间2ms，工作压力10Mpa。

　　德国一公司成功地开发出一种适用于超高压下工作的高速电磁开关阀，该阀的开启时间为0.3ms，关闭时间为0.65ms。德国另一公司研制响应时间为0.2ms，工作压力为135MPa的超高压高速电磁开关阀。

　　日本一公司研制的高速电磁开关阀，为三位四通滑阀结构，工作压力为 50MPa，响应时间为1ms，。 此类型高速开关阀的工作流量都甚小，需要的额定电磁力就较小。 各有特点，各有不同的实用范围，需要根据系统对电磁阀的性能、安装尺寸的具体要求选择合适的电磁阀结构设计。

　　与国外相比，我国的高速电磁开关阀的开发研究工作起步相对较晚，有关高速电磁开关阀的研究始于二十世纪八十年代后期，所开展的工作大致可以分为两个方面，即一方面是跟踪国外的研究，探索电磁开关阀实现快速响应的基础理论；另一方面则是自主或合作开发高速电磁开关阀样机及与之配套的驱动控制装置。

　　国内某厂研制成功了HSV系列高速电磁开关阀，该阀为螺纹插装式结构，阀的开启时间为3ms，关闭时间为2ms，额定工作压力为20MPa，额定流量为 2-9L/min。

　　1、按照阀芯的运动形式，可分为：滑阀、球阀、锥阀、平板阀等。

　　球阀式结构简单密封可靠，工艺性好，行程短，动作灵敏，具有较大的面积梯度和较小的运动摩擦力，因而动态特性也较好，是一种普遍使用的阀芯结构。但是，球阀式结构作用在钢球上的液压力不平衡。参考文献中，对二位三通球阀的液动力进行了仿真研究。受液动力影响，只能做成小通径阀。在流量要求较大的场合，常用它做先导阀构成二级开关阀结构，这就降低了开关阀的动态响应速度。

　　锥阀式结构通过高低压平衡设计，可以消除液动力的影响，克服球阀式结构液压力不平衡问题，是高速开关阀的一种较理想的阀芯结构形式。但是，由于受工艺性能的限制， 一般只做成二位二通式高速开关阀，而做成二位三通式高速开关阀的则较为少见，为了二位三通式锥阀两个锥面处能可靠密封，要求前后两个阀座具有严格的同轴度，这对于一些工作在高压、高频特殊环境中的高速开关阀来说，为了保证可靠的密封和阀芯不被卡死，加工精度要求非常高，加工难度大，制造成本高，而且，开关阀工作间隙调整困难。

　　平板阀不容易实现静态力平衡，一般只用于小通径或低压的场合。

　　2、按工作时制不同，可分为：直接驱动方式，电磁阀的驱动电流与阀口开启波形相同，阀芯靠弹簧复位，一般用于普通的电磁元件；冲击电压驱动方式，为了提高阀动作的快速性，在阀动作的瞬间加一冲击电流使其快速换向，当阀动作后，电流稳定在一较小的值，使阀芯定位；脉冲驱动方式，在阀动作的瞬间通强电流，一旦阀动作完毕，阀芯自动处于定位状态，这种结构的阀具有双稳的工作特性即具有记忆功能，这种阀对于阀芯的位置为脉宽调制，而对电流信号为脉频调制，从减少发热及快速性的角度而言，脉冲驱动方式最为有利。

　　结构简单紧凑：球阀组件中的钢球为普通钢球，阀座有两个同轴阶梯孔，钢球放在大孔内，限制钢球的径向运动，大孔周围开了四个对称槽，作为流体通道，大孔与小孔的台阶处有一个宽度约为0.1mm 的均匀密封环带，球阀开度通过选配分离销长度来保证。与普通滑阀相比，具有阀芯质量小、结构简单紧凑、便于加工等优点。

　　响应速度快：开关式高速电磁阀的小质量球阀为提高其响应速度创造了条件。除此之外，通过衔铁获得较大的电磁推力来提高响应速度。该阀在提高其推力方面采取了下述措施：采用软磁材料；减小衔铁与极靴间的气隙；增加线圈的安匝数。

　　重复性好：高速电磁阀为开关工作，重复性肯定好。

　　抗污染能力强：与普通滑阀相比，高速开关阀配合偶件的径向间隙较大，偶件的配合段两端不存在压差，且球阀开度较大，因此具有较强的抗污染能力。

　　寿命长：高速开关阀借助供油口与控制口间的压差作用使球阀回位，取代了普通阀中回位弹簧，使阀的寿命大幅度提高。该阀设计寿命为l亿次，试验寿命达2 亿多次。

　　(1) 具有高饱和磁通密度,高磁导率的软磁材料更适合高速电磁阀

　　(2) 适度的高电压激励有利于提高电磁阀的响应时间,但因考虑软磁材 料的饱和磁通密度限制,电路设计的成本以及高电压激励带来的发 热问题.

　　(3) 不应单纯的依靠减轻载荷的质量提高性能,而应考虑低密度高强度 的材料,并用合适的结构,如阀芯可采用铝合金材料,并设计成空 心结构等方法.

　　(4) 为提高阀的流量,除提高阀芯尺寸外,可适当提高阀的行程.

　　(5) 线圈匝数是较为敏感的设计因素,合适的线圈匝数有利于提供足够 的电磁力,提高电能转化为磁能的速度,可考虑采用线圈并联方式 绕制线圈.

　　(6) 还有很多因素可以考虑,如电源驱动方式,剩磁的影响等,模型本 身还有很多地方需要进一步改进和优化.