Um die Auswirkungen der inneren Leckageeigenschaften des CO₂-Scrollkompressors in Elektrofahrzeugen auf die Kompressorleistung zu untersuchen, befasst sich dieser Artikel mit einem fahrzeugspezifischen CO₂-Scrollkompressor mit einem theoretischen Volumenstrom von 1,272 m³/h. Es wurde ein dreidimensionales instationäres thermodynamisches numerisches Modell des Kompressorarbeitsprozesses erstellt, wobei die Abweichung zwischen theoretischer Simulation und experimentellen Ergebnissen innerhalb von 7,8 % liegt. Auf dieser Grundlage wurde die Auswirkung wichtiger Konstruktionsparameter wie Axialspalt und Dichtungsstruktur auf die Leistung des Kompressors untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Dichtungsstruktur durch Blockieren des Gaslecks vom Hochdruckraum zur Auslasskammer und zur benachbarten Basiskammer das sekundäre Erwärmen des Gases signifikant hemmt und die Auslasstemperatur senkt: Bei gleichem Axialspalt kann die Einführung der Dichtungsstruktur die Auslasstemperatur um 16 % senken und den Volumenwirkungsgrad um 19,7 % steigern. Wenn der Axialspalt von 0,01 mm auf 0,03 mm vergrößert wird, steigt die Auslasstemperatur um 13 % und der Volumenwirkungsgrad sinkt um 13,7 %, wobei die Leckage auch die Überkompressionserscheinung des Kompressors mildert. Die Dichtungsstruktur verändert den radialen Leckageweg, daher hat auch die Tiefe der Dichtungsnut einen erheblichen Einfluss auf die Leckagemenge. Mit zunehmender Tiefe der Dichtungsnut erhöhen sich sowohl radiale als auch tangentiale Leckagen, wobei die Zunahme der radialen Leckage deutlich stärker ist als die der tangentialen. Die interne radiale Leckage des CO₂-Scrollkompressors macht etwa 80 % der Gesamtleckage aus, und dieser Anteil nimmt mit zunehmender Tiefe der Dichtungsnut weiter zu. Darüber hinaus führt die Zunahme der Leckage zu einem Anstieg des Drucks im Ansaugbereich des Kompressors und zu einem Rückflussphänomen an der Saugleitung. Die Ergebnisse dieser Studie können als Referenz für die Kontrolle der CO₂-Scrollkompressorleckage und die Optimierung der Dichtungsstruktur dienen.

CO₂-Scrollkompressor; Leckageeigenschaften; numerische Simulation; Dichtungsstruktur