高压共轨技术能够有效提高柴油机的动力性、燃油经济性以及排放性,作为三大精密偶件之一的控制柱塞的密封特性,对于高压共轨喷油器的性能来说极为关键,故以高压共轨喷油器的控制柱塞为研究对象,运用计算流体力学和热流固耦合的方法进行了油膜泄漏仿真及结构形变仿真研究。通过对共轨喷油器控制柱塞的间隙油膜进行了几何建模、网格划分以及后处理,研究了油膜厚度、油膜密封面长度、燃油压力、柱塞速度以及燃油粘度等参数对于油膜出口端燃油泄漏状况的影响。基于ANSY Workbench的热流固耦合方法研究了控制柱塞在同心和偏心情况下的结构变形情况,发现偏心对于控制柱塞最大结构变形量的影响比较大,因此需要避免柱塞持续处于偏心的状况,而热加载对于控制柱塞的结构变形的影响较小,幅度在15%以内。运用单向流固耦合的方法对于控制柱塞的结构进行了结构优化设计以及方案优选。优化方案包括环形槽、中心孔、阶梯形槽等几种模型,经过方案对比,优选出效果最显著的组合优化方案,该方案能将控制柱塞结构最大形变量减少12.21%,将平均油膜厚度减少36.17%。最后在CR3000A高压共轨燃油供给试验台上对BOSCH公司的CRI2.0型号共轨喷油器的控制柱塞在静态和动态下进行了燃油泄漏测量,发现控制柱塞在静态下的燃油泄漏量小于动态下的燃油泄漏量;同轴和偏心情况下单向流固耦合的燃油泄漏量比较接近;组合优化方案显著提高了喷油器的密封特性,并在轨压高于120MPa时,该方案的燃油泄漏率低于动态柱塞泄漏速率的值,证明组合优化方案在高压工况下密封性能是良好的。