随着现代工业的快速发展,机械、航空、船舶等诸多行业增加了对液压同步驱动技术的需求,实现液压同步的方案有很多,其中同步阀因其价格低廉、性能稳定的优点得到了广泛的应用。然而在实际工作中,同步阀经常会出现两支路负载压力不相等和入口流量偏离额定流量的情况,从而产生同步误差,且这些误差是原理性的,不会因同步阀加工精度的提高而减小,不能适应较大范围的偏载和流量波动大大限制了同步阀的实际应用范围。尽管液压控制技术发展的趋势是集成化和数字化,但是传统液压阀仍是其发展的根基。因此,选择液压同步阀作为研究对象,提高同步阀抗偏载和抗流量变化的能力,从解决原理性误差的角度提高同步阀的同步精度,不但可以扩宽同步阀的应用范围,还可以丰富液压同步阀的设计理论,具有理论与现实双重意义。现有同步阀的可变节流口形状大多数都是圆形,而节流口面积与负载压力差和总入口流量之间并非线性关系,所以可变节流口的补偿作用有限,同步误差理论上就不为零,因此,同步阀的设计理论需要进一步改进和创新。基于此,本文通过分析负载压差和流量变化分别导致同步阀产生同步误差的机理,提出原理误差全补偿的设计理论,并根据该理论设计了一种具有三级结构的新型同步阀:第一级结构为固定节流孔;第二级结构为负载压差补偿级,对负载压力差值产生的同步误差进行补偿;第三级结构为流量偏差补偿级,对流量变化产生的同步误差进行补偿。后两级结构从薄壁小孔的流量压力特性着手,结合同步阀的基本工作原理,按照同步误差随负载偏差和流量波动的变化规律进行设计。论文还通过利用MATLAB定量分析负载压差和入口流量变化对可变节流口面积的影响,创新节流口形状,这种特殊的节流口形状能通过阀芯的线性位移补偿非线性的同步误差。最后用仿真软件AMESim建立新型同步阀的模型对其工作状态进行仿真,发现新型同步阀在入口流量为额定值20L/min、负载压差在最大负载压力的40%的范围内变化时,同步误差小于0.4%;在负载压差为10MPa、入口流量在额定值的50%的范围内变化时,同步误差小于0.6%,从补偿原理性误差的角度将同步阀的精度提高到了1%以内。大量研究证实,同步阀控制系统中流量与压力存在非线性耦合关系,仅采用压差补偿法或反馈法,难以有效解决同步阀在负载变化时高精度流量控制问题,特别是在面对负载剧烈变化的场合。针对这一科学问题,本文从薄壁小孔的流通特性着手,基于对负载偏载与流量偏差引起的误差分别全补偿的原则,对同步阀的控制方式及可变节流口的形式进行了全新设计,新型同步阀具有高精度、抗负载偏载能力强、抗流量偏差能力强的优点。通过对新型同步阀的研究,探索负载在变化较大时,流量适应范围更宽的高精度同步阀流量补偿方法及关键技术,为类似的液压阀提高性能提供一种可行的设计理论与方法。