Zur Verringerung der Spaltlecks zwischen Kolben und Zylinder im ölfreien Linearkompressor und zur Verbesserung der Dichtungsleistung schlägt dieser Artikel eine rechteckige Labyrinthstruktur vor, die für die Spaltdichtung des freien Kolbens im Linearkompressor geeignet ist. Es wurde ein transienter numerischer Modellaufbau erstellt, der den freien Kolben, die Arbeitskammer, den radialen Kolbenspalt und die Rückraumstruktur umfasst, um die Auswirkung der charakteristischen Maße des Labyrinthraums sowie der Breite, Tiefe und des Abstands der Kavität auf die Dichtungsleistung zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass es einen optimalen Wert für die charakteristischen Maße des Labyrinthraums gibt, bei dem die Nettoleckrate auf 0,798 % sinkt, wenn die charakteristische Größe 0,2 mm beträgt. Die Parameter einer einzelnen Labyrinthdichtungsstruktur wurden untersucht, wobei die beste Gesamtleistung bei einer Kavitätenbreite von 0,2 mm, einer Tiefe von 0,1 mm und einem Abstand von 0,2 mm erzielt wurde. Zudem wurde eine vergleichende Analyse der Leckageunterdrückung zwischen Labyrinth- und Spaltdichtung durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Labyrinthstruktur den momentanen Massenstrom durch den Spalt signifikant reduziert und eine deutlichere Unterdrückung der Leckverluste aufweist, die bei hohem Druckverhältnis noch ausgeprägter ist. Unter Betriebsbedingungen mit einem Druckverhältnis von 6,0 reduziert die Labyrinthstruktur die Nettoleckage um etwa 46,52 %. Die Forschungsergebnisse können als theoretische Grundlage für die Entwicklung berührungsloser Dichtungsstrukturen und die Parameteroptimierung von ölfreien Linearkompressoren dienen.

Linearkompressor mit Ventil; Labyrinthdichtung; Spaltleckage; numerische Simulation; Dichtungsleistung