阀的右腔通过小孔a，经阀芯内部通道和小孔b与进油口（系统压力）相通，其面积为其左腔的一半。左腔的压力由开设在阀芯左端台肩上的一对高、低压孔和开设与阀芯孔左端的螺旋槽相交的两个微小弓型面积串联的液压阻力半桥控制。

在静态时，若不考虑摩擦力及阀口液动力的影响，左敏感腔的压力为进油压力的一半，阀芯轴向保持静压平衡，与螺旋槽相交的高低侧弓型面积相等。

当以逆时针（面对阀芯伸出杆）的方向转动阀芯，则高压侧弓型面积增大、低压侧弓型面积减小，左侧压力升高，并推动阀芯右移。同时，高、低压孔又回到螺旋槽两侧，处于高、低压弓型面积相等的位置，敏感腔的压力恢复进油口（系统压力）的一半，保持轴向力平衡。

若顺时针转动阀芯，变化正好相反，阀芯向左移动。

从结构和工作原理可以看出2D伺服阀为两级、位置反馈、液压流量伺服阀。