Sen ongelman ratkaisemiseksi, että empiirisellä kaavalla suunnitellun mäntätyyppisen tasapainotetun säätöventtiilin virtausominaisuudet poikkeavat suuresti odotetusta suorasta, esitetään suunnitelma mäntätyyppisen säätöventtiilin puolarakenteen optimoimiseksi. Kaaviossa käytetään virtauskerrointa ja virtauskertoimen lisäystä lineaarisen sovitusasteen arvioinnin kriteereinä, lähtökohtana on kokeellinen testi ja numeerinen simulointi pääasiallisena keinona säätää ja optimoida puolarakenne askel askeleelta, ja varmistaa järjestelmän rationaalisuus ja tarkkuus numeerisen simulaation avulla. Tulokset osoittavat, että optimoidun puolan rakenteen ansiosta virtausominaisuudet sopivat hyvin suoraan linjaan, ja virtauskertoimen poikkeama teoreettisesta arvosta kussakin aukossa pienenee yli 8 %:sta alle 2 %:iin. Virtauskertoimen lisäyksen poikkeama teoreettisesta arvosta ennen optimointia on enimmäkseen yli 15 % ja maksimi on jopa 63,26 % laskenut alle 5 %:iin ja maksimiarvo oli vain 13,62 %.

Pallomainen venttiilipari on yksi yleisesti käytetyistä korkeapaine- ja suurivirtausmäntäpumpun rakenteista, jolla on kompakti rakenne, suuri laakeripinta-ala ja vahva kyky vastustaa kaatumismomenttia. Sen luotettavuuden arviointi on keskeinen osa mäntäpumpun luotettavuutta. Ehdotetaan luotettavuuden arviointimenetelmää pallomaisten venttiiliparien väsymishalkeamien ja kulumisen heikkenemiseen männän tietyllä kallistuskulmalla. Palloventtiiliparin öljykalvon jakautumismalli määritettiin ja sisä- ja ulkotiivistehihnan paineilmaisu saatiin venttiiliparin voimaanalyysin toteuttamiseksi. ANSYS-simulaatiomallin ja sylinterilohkon heikon lenkin analyysin avulla sylinterilohkon väsymisluotettavuusanalyysi tehdään Miner-kriteerin perusteella. Pallomaisen levyparin kulumisluotettavuus on laskettu Gaussin käänteisen teorian perusteella. Lopuksi väsymisluotettavuus ja kulumisluotettavuus yhdistetään kokonaisluotettavuuden tutkimiseksi. Tulokset osoittavat, että kaltevalla männällä varustetun aksiaalimäntäpumpun palloventtiiliparin heikoin lenkki on korkean ja matalan paineen onteloreikien rajapinnan terävä kulma. Annetuissa jännitysolosuhteissa selviytymisprosentti on 50 %, laitteiston pienimmät sykliajat 4.839×109 ja sylinterilohkon käyttöikä 31 839.52 h. Kokonaisjännityssyklin suuruusluokka on yhdenmukainen väsymis- ja kulumisluotettavuuden syklin suuruusluokan kanssa, joten kokonaisluotettavuus pienenee, kun useat luotettavuudet yhdistetään.