Para investigar o impacto das características de vazamento interno do compressor scroll de CO₂ de veículos elétricos no desempenho do compressor, este artigo foca em um compressor scroll de CO₂ automotivo com vazão teórica de 1,272 m³/h. Foi estabelecido um modelo numérico termodinâmico tridimensional não estacionário do processo de trabalho do compressor, com erro inferior a 7,8% entre a simulação teórica e os resultados experimentais. Com base neste modelo, foram estudados os efeitos de parâmetros de design chave, como folga axial e estrutura de vedação, no desempenho do compressor. Os resultados mostram que a estrutura de vedação, bloqueando o vazamento de gás da câmara de alta pressão para a câmara de escape e a câmara base adjacente, pode inibir significativamente o reaquecimento secundário do gás e reduzir a temperatura de escape: com a mesma folga axial, a introdução da estrutura de vedação pode reduzir a temperatura de escape em 16% e aumentar a eficiência volumétrica em 19,7%. Quando a folga axial aumenta de 0,01 mm para 0,03 mm, a temperatura de escape aumenta 13% e a eficiência volumétrica diminui 13,7%, enquanto o vazamento também alivia o fenômeno de sobrecompressão do compressor. A estrutura de vedação altera o caminho do vazamento radial, portanto, a profundidade da ranhura de vedação também impacta significativamente o volume do vazamento. Com o aumento da profundidade da ranhura de vedação, tanto os vazamentos radiais quanto os tangenciais aumentam, sendo o aumento do vazamento radial muito maior que o tangencial. O vazamento radial interno do compressor scroll de CO₂ representa cerca de 80% do vazamento total, e essa proporção aumenta com a profundidade da ranhura de vedação. Além disso, o aumento do vazamento causa aumento da pressão na câmara de sucção do compressor e o aparecimento de refluxo na entrada de sucção. Os resultados deste estudo podem servir como referência para o controle do vazamento e a otimização da estrutura de vedação do compressor scroll de CO₂.

compressor scroll de CO₂; características de vazamento; simulação numérica; estrutura de vedação