Προκειμένου να λυθεί το πρόβλημα ότι τα χαρακτηριστικά ροής της ισορροπημένης ρυθμιστικής βαλβίδας τύπου εμβόλου που σχεδιάστηκε με εμπειρικό τύπο αποκλίνουν πολύ από την αναμενόμενη ευθεία γραμμή, παρουσιάζεται ένα σχέδιο για τη βελτιστοποίηση της δομής καρούλι της ρυθμιστικής βαλβίδας τύπου εμβόλου. Το σχήμα λαμβάνει τον συντελεστή ροής και την αύξηση του συντελεστή ροής ως κριτήρια για την αξιολόγηση του βαθμού γραμμικής προσαρμογής, παίρνει την πειραματική δοκιμή ως προϋπόθεση και την αριθμητική προσομοίωση ως κύριο μέσο προσαρμογής και βελτιστοποίησης της δομής του καρουλιού βήμα προς βήμα και επαληθεύει την ορθολογικότητα και ακρίβεια του σχήματος μέσω αριθμητικής προσομοίωσης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η βελτιστοποιημένη δομή του καρουλιού κάνει τα χαρακτηριστικά ροής να ταιριάζουν πολύ στην ευθεία γραμμή και η απόκλιση του συντελεστή ροής από τη θεωρητική τιμή σε κάθε άνοιγμα μειώνεται από περισσότερο από 8% σε λιγότερο από 2%. Η απόκλιση της αύξησης του συντελεστή ροής από τη θεωρητική τιμή πριν από τη βελτιστοποίηση είναι ως επί το πλείστον περισσότερο από 15%, και η μέγιστη είναι έως και 63,26% μειώθηκε σε λιγότερο από 5%, και η μέγιστη τιμή ήταν μόνο 13,62%.

Το σφαιρικό ζεύγος βαλβίδων είναι μία από τις κοινώς χρησιμοποιούμενες δομές εμβολοφόρου αντλίας υψηλής πίεσης και μεγάλης ροής με συμπαγή δομή, μεγάλη επιφάνεια έδρασης και ισχυρή ικανότητα αντίστασης σε ροπή ανατροπής. Η αξιολόγηση της αξιοπιστίας του είναι το βασικό μέρος της αξιοπιστίας της αντλίας εμβόλου. Προτείνεται μια μέθοδος αξιολόγησης αξιοπιστίας για τη ρωγμή κόπωσης και την υποβάθμιση της φθοράς των σφαιρικών ζευγών βαλβίδων με μια συγκεκριμένη γωνία κλίσης του εμβόλου. Καθιερώθηκε το μοντέλο διανομής του φιλμ λαδιού του σφαιρικού ζεύγους βαλβίδων και ελήφθη η έκφραση πίεσης του εσωτερικού και του εξωτερικού ιμάντα στεγανοποίησης για να πραγματοποιηθεί η ανάλυση δύναμης του ζεύγους βαλβίδων. Μέσω του μοντέλου προσομοίωσης ANSYS και της ανάλυσης του αδύναμου κρίκου του μπλοκ κυλίνδρων, πραγματοποιείται η ανάλυση αξιοπιστίας κόπωσης του κυλίνδρου με βάση το κριτήριο Miner. Η αξιοπιστία φθοράς του ζεύγους σφαιρικών πλακών υπολογίζεται με βάση την αντίστροφη θεωρία Gauss. Τέλος, η αξιοπιστία κόπωσης και η αξιοπιστία φθοράς συνδυάζονται για τη μελέτη της συνολικής αξιοπιστίας. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο πιο αδύναμος σύνδεσμος του ζεύγους σφαιρικών βαλβίδων της αντλίας αξονικού εμβόλου με κεκλιμένο έμβολο είναι η αιχμηρή γωνία της διεπαφής των οπών κοιλότητας υψηλής και χαμηλής πίεσης. Υπό τη δεδομένη συνθήκη τάσης, το ποσοστό επιβίωσης είναι 50%, οι χαμηλότεροι χρόνοι κύκλου του εξοπλισμού είναι 4,839×109 και η διάρκεια ζωής του μπλοκ κυλίνδρων είναι 31 839,52 ώρες. Η τάξη μεγέθους του συνολικού κύκλου τάσης είναι συνεπής με την τάξη μεγέθους του κύκλου στην αξιοπιστία κόπωσης και φθοράς, επομένως η συνολική αξιοπιστία μειώνεται όταν συνδυάζονται πολλαπλές αξιοπιστίες.