当今高速发展的经济和生产力对柴油机性能的提升提出了更高的要求。其中,衡量柴油机性能最主要的指标是功率密度,高功率密度柴油机的命名由此而来。为了解决目前国内高功率密度柴油机迫切发展的需求,需要对其关键技术—高压共轨喷射系统进行研究。其中,高压共轨喷射系统的核心是共轨喷油器,而我国共轨喷油器技术较为落后,因此本文致力于研究一款高轨压、低延迟、大流量的共轨喷油器,以满足当前主流高功率密度柴油机的性能需求。本文在EFS高压共轨试验台上对博世0445 B29081-00型共轨喷油器进行试验,测量喷油特性和响应特性,随后将其拆解,分析结构和原理,最终以它作为原型机,通过AMESim软件搭建一维仿真模型,并将仿真结果与试验结果进行对比,验证了仿真模型的可信度。通过仿真模型研究共轨喷油器关键结构参数对共轨喷油器性能的影响,并以此为指导,探究满足高功率密度柴油机性能要求的大流量共轨喷油器结构参数,并完成第一轮三维设计。最终在原型机的基础上,进行改造设计和加工制造。研究结果主要如下:提升共轨喷油器喷油速率的方法主要有:增加共轨压力、增多喷孔数、增大喷孔直径、适当增加针阀升程。提升共轨喷油器针阀响应速度的方法主要有:增大进油节流孔直径、增大回油节流孔直径。普通共轨喷油器由于球阀结构的固有缺陷、喷油量不足、响应速度较慢等原因,无法满足高功率密度柴油机的需求。因此对普通共轨喷油器工作原理进行改进,采用平衡阀结构,增加了喷孔数和喷孔直径,提高了针阀升程,增大了进、回油节流孔直径并采用可变直径的设计,经多轮仿真优化,确定了大流量共轨喷油器的结构参数。仿真结果表明:大流量共轨喷油器在250MPa共轨压力下,1.3ms内可完成280.476mm~3的燃油喷射,压力损失率为5.324%,高压燃油损失率为9.3%。这一设计方案解决了针阀响应速度和高压燃油损失率之间的矛盾,满足了高功率密度柴油机的需求,为高功率密度柴油机大流量共轨喷油器样机的开发提供了理论参考。