Lai atrisinātu problēmu, ka virzuļa tipa līdzsvarotā regulēšanas vārsta plūsmas raksturlielumi, kas konstruēti pēc empīriskas formulas, ievērojami atšķiras no paredzamās taisnes, tiek izvirzīta shēma virzuļa tipa regulēšanas vārsta spoles struktūras optimizēšanai. Shēma izmanto plūsmas koeficientu un plūsmas koeficienta pieaugumu kā kritērijus lineārās atbilstības pakāpes novērtēšanai, izmanto eksperimentālo testu kā priekšnoteikumu un skaitlisko simulāciju kā galveno līdzekli, lai soli pa solim pielāgotu un optimizētu spoles struktūru, un pārbauda shēmas racionalitāte un precizitāte, izmantojot skaitlisku simulāciju. Rezultāti liecina, ka optimizētās spoles struktūras dēļ plūsmas raksturlielumi ir ļoti piemēroti taisnajai līnijai, un plūsmas koeficienta novirze no teorētiskās vērtības katrā atvērumā tiek samazināta no vairāk nekā 8% līdz mazāk nekā 2%. Plūsmas koeficienta pieauguma novirze no teorētiskās vērtības pirms optimizācijas lielākoties ir lielāka par 15%, un maksimums ir līdz 63,26%, samazināts līdz mazāk nekā 5%, un maksimālā vērtība bija tikai 13,62%.

Sfēriskais vārstu pāris ir viena no visbiežāk izmantotajām augstspiediena un lielas plūsmas virzuļsūkņa konstrukcijām ar kompaktu struktūru, lielu gultņu laukumu un spēcīgu spēju izturēt apgāšanās momentu. Tās uzticamības novērtējums ir virzuļsūkņa uzticamības galvenā sastāvdaļa. Tiek piedāvāta uzticamības novērtēšanas metode sfērisku vārstu pāru noguruma plaisām un nodiluma degradācijai ar noteiktu virzuļa slīpuma leņķi. Tika izveidots sfēriskā vārstu pāra eļļas plēves sadales modelis un iegūta iekšējās un ārējās blīvēšanas siksnas spiediena izteiksme, lai realizētu vārstu pāra spēka analīzi. Izmantojot ANSYS simulācijas modeli un cilindru bloka vājās saites analīzi, cilindru bloka noguruma uzticamības analīze tiek veikta, pamatojoties uz Minera kritēriju. Sfērisko plākšņu pāra nodiluma uzticamība tiek aprēķināta, pamatojoties uz apgriezto Gausa teoriju. Visbeidzot, noguruma uzticamība un nodiluma uzticamība tiek apvienota, lai pētītu kopējo uzticamību. Rezultāti liecina, ka aksiālā virzuļsūkņa ar slīpu virzuli sfēriskā vārstu pāra vājākā saite ir augsta un zema spiediena dobuma caurumu saskarnes asais stūris. Dotajā sprieguma stāvoklī izdzīvošanas rādītājs ir 50%, iekārtas zemākie cikla laiki ir 4,839 × 109, un cilindru bloka kalpošanas laiks ir 31 839,52 h. Kopējā sprieguma cikla lieluma secība atbilst noguruma un nodiluma uzticamības cikla lieluma secībai, tāpēc kopējā uzticamība tiek samazināta, apvienojot vairākas uzticamības.