随着对柴油机排放法规、节能和噪声方面要求的不断提升，柴油机的电控化以成为未来的主要发展方向。而作为柴油机核心的燃油系统的技术突破，对柴油机的节能减排有重要意义，特别是柴油机电控高压共轨燃油喷射系统作为目前公认的水平最高的燃油喷射技术，能够显著提高柴油机的动力性和燃油经济性。本文是对中国一汽无锡油泵油嘴研究所开发的高压共轨燃油喷射系统进行性能研究，主要利用仿真软件AMESim建立高压共轨的核心部件喷油器的仿真计算模型，找出影响喷油器性能的关键结构参数，利用优化平台Optimus对喷油器进行性能优化。本文的主要的研究内容和结论如下：建立高压共轨喷油器的液力、机械等子系统的数学模型，利用AMESim建立高压共轨喷油器的仿真模型，通过不同轨压、不同脉宽下的喷油规律实验数据与仿真计算结果的对比验证了模型的正确性。在小轨压、小脉宽和大轨压、大脉宽两种工况下，研究进油量孔有效流通面积、出油量孔有效流通面积、控制腔容积和针阀弹簧预紧力对高压共轨喷油器的喷油速率、喷油量、控制腔压力、针阀升程曲线、盛油槽压力等喷油特性的影响，在小轨压、小脉宽时，各个结构参数对喷油特性都有显著影响，而在大轨压、大脉宽时，进油量孔有效流通面积、出油量孔有效流通面积对喷油规律影响较大，控制腔容积和针阀弹簧预紧力对喷油规律基本无影响。Optimus对喷油器的单次喷油速率进行单目标优化。利用正交试验设计和响应面分析，进、出油量孔的交互作用对喷油速率的影响最大，利用自适应进化遗传算法对喷油速率进行优化，获得了和目标喷油速率吻合时所对应的喷油器结构参数。Optimus对喷油器针阀上升/下降时间进行多目标优化。采用多目标自适应遗传算法得到多目标函数Pareto最优解集。优化结果表明，针阀的上升时间降低了9.1%，针阀的下降时间降低了8.8%，提高了喷油器的液力响应特性。