El pistón de alto rendimiento tiene un gran impacto en los parámetros de rendimiento del motor. El diseño rápido de un pistón de alto rendimiento puede acortar el ciclo de investigación y desarrollo y reducir el costo experimental. En la actualidad, el diseño del pistón se considera mayormente desde un solo factor, pero no se ha diseñado de manera integral desde múltiples factores. Partiendo del concepto de eficiencia estructural, este documento define los factores restrictivos que afectan los parámetros de rendimiento del motor en el diseño del pistón, propone un método de evaluación para cuantificar el beneficio del diseño del pistón en los parámetros de rendimiento del motor y deduce el modelo de cálculo. El pistón se diseña e itera muchas veces para obtener las mejores dos propuestas. Las dos propuestas se comparan cuantitativamente a través del modelo de cálculo mencionado y se verifican mediante experimentos. Los resultados muestran que la eficiencia estructural del pistón en la propuesta 2 es un 4.6% superior a la de la propuesta 1. El método de cálculo es aplicable al diseño de componentes clave del motor, lo que puede acortar el ciclo de investigación y desarrollo, ahorrar costos de prueba y mejorar significativamente la eficiencia de I+D.