A fim de resolver o problema de que as características de fluxo da válvula reguladora balanceada tipo êmbolo projetada pela fórmula empírica se desviam muito da linha reta esperada, é apresentado um esquema para otimizar a estrutura do carretel da válvula reguladora tipo êmbolo. O esquema toma o coeficiente de fluxo e o incremento do coeficiente de fluxo como critérios para avaliar o grau de ajuste linear, toma o teste experimental como premissa e a simulação numérica como principal meio para ajustar e otimizar a estrutura do carretel passo a passo, e verifica o racionalidade e precisão do esquema através de simulação numérica. Os resultados mostram que a estrutura otimizada do carretel faz com que as características do fluxo se ajustem perfeitamente à linha reta, e o desvio do coeficiente de fluxo do valor teórico em cada abertura é reduzido de mais de 8% para menos de 2%. O desvio do incremento do coeficiente de fluxo do valor teórico antes da otimização é principalmente superior a 15%, e o máximo é de até 63,26% diminuiu para menos de 5%, e o valor máximo foi de apenas 13,62%.

O par de válvulas esféricas é uma das estruturas comumente usadas de bomba de pistão de alta pressão e grande fluxo com estrutura compacta, grande área de rolamento e forte capacidade de resistir ao momento de tombamento. Sua avaliação de confiabilidade é a parte fundamental da confiabilidade da bomba de pistão. É proposto um método de avaliação de confiabilidade para trincas por fadiga e degradação por desgaste de pares de válvulas esféricas com um certo ângulo de inclinação do êmbolo. O modelo de distribuição da película de óleo do par de válvulas esféricas foi estabelecido e a expressão da pressão da cinta de vedação interna e externa foi obtida para realizar a análise de força do par de válvulas. Através do modelo de simulação ANSYS e análise do elo mais fraco do bloco de cilindros, a análise de confiabilidade à fadiga do bloco de cilindros é realizada com base no critério Miner. A confiabilidade do desgaste do par de placas esféricas é calculada com base na teoria gaussiana inversa. Finalmente, a confiabilidade à fadiga e a confiabilidade ao desgaste são combinadas para estudar a confiabilidade geral. Os resultados mostram que o elo mais fraco do par de válvulas esféricas da bomba de pistão axial com êmbolo inclinado é o canto agudo da interface dos orifícios da cavidade de alta e baixa pressão. Sob a condição de estresse dada, a taxa de sobrevivência é de 50%, os tempos de ciclo mais baixos do equipamento são 4.839×109 e a vida útil do bloco de cilindros é de 31.839,52 h. A ordem de grandeza do ciclo de tensão geral é consistente com a ordem de grandeza do ciclo na confiabilidade de fadiga e desgaste, de modo que a confiabilidade geral é reduzida quando múltiplas confiabilidades são combinadas.