柱塞偶件是高压共轨系统中的精密偶件之一。柱塞受柱塞腔燃油压力、弹簧弹力和凸轮径向力等共同作用,柱塞偶件产生变形将导致其泄漏特性和润滑特性发生变化,造成柱塞供油密封性能降低或者柱塞偶件磨损、卡滞,进而导致喷油泵不能满足正常工作要求。柱塞偶件作为高压共轨系统压力的来源,其密封与润滑特性对高压共轨系统喷射压力进一步提高有非常重要的影响。本文基于高压共轨喷油泵的工作原理、运动和受力等工作特性,结合流体润滑和摩擦学原理,分析柱塞偶件的密封和润滑机理,得出柱塞偶件密封特性和润滑特性计算方法。利用Fluent软件对间隙油膜进行仿真分析,分析柱塞偶件结构参数、喷油泵工作参数以及燃油特性对柱塞偶件密封特性的影响。利用ANSYS Workbench对柱塞偶件进行热流固耦合模拟仿真,结果表明热载荷对柱塞偶件间隙油膜特性影响很大。通过模拟计算,对不同温度下间隙油膜厚度的分布规律进行研究,结果表明温度越高对间隙变形影响越大,同时对不同压力条件下径向力对油膜变形的影响进行分析,根据油膜变形情况确定柱塞偶件的易磨损位置。为了改善柱塞偶件的密封和润滑特性,本文提出了在柱塞上端面加工圆柱形补偿孔的四种方案,通过分析对比,发现补偿孔结构能够提高柱塞偶件的密封特性和润滑性能。同时对柱塞偶件材料替换的不同方案进行仿真研究,研究表明柱塞替换为陶瓷后柱塞偶件的润滑特性得到很大改善。本文对柱塞偶件磨损情况进行电镜观察实验,对柱塞偶件润滑特性的影响因素进行试验探索研究。实验研究发现柱塞偶件的磨损部位相对集中,主要位于柱塞套耦合面的上部和下部、柱塞距离上端面2mm处和距离下端面2.5mm处,即磨损主要集中在柱塞在的上止点和下止点位置时刻,柱塞端面与柱塞套面接触位置和柱塞套端面与柱塞面接触的位置;并且柱塞接近上端面位置磨损最严重,还有粘着磨损的痕迹。这与仿真结果确定的位置相吻合。对柱塞泵润滑特性的影响参数进行的研究表明喷油泵的工作压力对柱塞润滑特性影响比较大,其次是喷油泵的转速,而泵的出油量对润滑特性影响不大。数值模拟和试验研究表明在柱塞偶件上加开补偿孔、将柱塞材质替换为陶瓷是改善柱塞偶件密封和润滑特性的有益且可行的方法。