W celu rozwiązania problemu polegającego na tym, że charakterystyki przepływu odciążonego zaworu regulacyjnego tłokowego zaprojektowanego według wzoru empirycznego znacznie odbiegają od oczekiwanej linii prostej, zaproponowano schemat optymalizacji konstrukcji suwakowej zaworu regulacyjnego typu tłokowego. Schemat przyjmuje współczynnik przepływu i przyrost współczynnika przepływu jako kryteria oceny stopnia dopasowania liniowego, przyjmuje test eksperymentalny jako założenie, a symulację numeryczną jako główny sposób dostosowania i optymalizacji konstrukcji suwaka krok po kroku oraz weryfikuje racjonalność i dokładność schematu poprzez symulację numeryczną. Wyniki pokazują, że zoptymalizowana konstrukcja suwaka sprawia, że ​​charakterystyka przepływu jest dobrze dopasowana do linii prostej, a odchylenie współczynnika przepływu od wartości teoretycznej przy każdym otworze zmniejsza się z ponad 8% do mniej niż 2%. Odchylenie przyrostu współczynnika przepływu od wartości teoretycznej przed optymalizacją wynosi przeważnie więcej niż 15%, a maksimum wynosi do 63,26% i spadło do niecałych 5%, a maksymalna wartość wyniosła tylko 13,62%.

Para zaworów sferycznych jest jedną z powszechnie stosowanych konstrukcji pomp tłokowych o wysokim ciśnieniu i dużym przepływie, o zwartej konstrukcji, dużej powierzchni nośnej i dużej odporności na moment wywracający. Ocena niezawodności jest kluczową częścią niezawodności pompy tłokowej. Zaproponowano metodę oceny niezawodności pęknięć zmęczeniowych i degradacji zużycia par zaworów kulistych przy określonym kącie nachylenia tłoka. Ustalono model rozkładu filmu olejowego pary zaworów sferycznych oraz uzyskano ekspresję ciśnienia wewnętrznego i zewnętrznego pasa uszczelniającego w celu przeprowadzenia analizy siły pary zaworów. Dzięki modelowi symulacyjnemu ANSYS i analizie słabych ogniw bloku cylindrów przeprowadzana jest analiza niezawodności zmęczeniowej bloku cylindrów w oparciu o kryterium Minera. Niezawodność zużycia pary płytek sferycznych obliczana jest w oparciu o odwrotną teorię Gaussa. Wreszcie, niezawodność zmęczenia i niezawodność zużycia są łączone w celu zbadania ogólnej niezawodności. Wyniki pokazują, że najsłabszym ogniwem pary zaworów kulistych osiowej pompy tłokowej z nachylonym tłokiem jest ostry narożnik styku otworów wnękowych wysokiego i niskiego ciśnienia. W danych warunkach naprężenia przeżywalność wynosi 50%, najniższe czasy cykli urządzenia wynoszą 4,839×109, a żywotność bloku cylindrów wynosi 31 839,52 godz. Rząd wielkości całkowitego cyklu naprężenia jest zgodny z rządem wielkości cyklu w zakresie niezawodności zmęczeniowej i zużycia, zatem ogólna niezawodność ulega zmniejszeniu w przypadku połączenia wielu niezawodności.