Для исследования влияния характеристик внутренних утечек спирального компрессора CO₂ электромобиля на производительность компрессора в данной работе рассматривается автомобильный спиральный компрессор CO₂ с теоретической производительностью 1,272 м³/ч. Построена трехмерная нестационарная термодинамическая численная модель рабочего процесса компрессора, погрешность между теоретическим моделированием и экспериментальными данными составляет менее 7,8%. На основе этой модели далее исследовано влияние ключевых параметров конструкции, таких как осевой зазор и уплотнительная структура, на производительность компрессора. Результаты показывают, что уплотнительная структура за счет блокирования утечки газа из камеры высокого давления в выпускную камеру и соседнюю базовую камеру существенно подавляет вторичный нагрев газа и снижает температуру выпуска: при одинаковом осевом зазоре введение уплотнительной структуры позволяет снизить температуру выпуска на 16% и повысить объемный КПД на 19,7%. При увеличении осевого зазора с 0,01 мм до 0,03 мм температура выпуска повышается на 13%, объемный КПД снижается на 13,7%, при этом утечка также способствует ослаблению явления переизбыточного сжатия компрессора. Уплотнительная структура изменяет радиальный путь утечки, поэтому глубина уплотнительной канавки также значительно влияет на объем утечки. С увеличением глубины уплотнительной канавки растут объемы радиальной и касательной утечек, причем увеличение радиальной утечки гораздо больше, чем касательной. Внутренняя радиальная утечка спирального компрессора CO₂ составляет около 80% от общего объема утечек, и ее доля увеличивается с ростом глубины уплотнительной канавки. Кроме того, увеличение объема утечек приводит к повышению давления в камере всасывания компрессора и возникновению обратного потока у впускного отверстия. Результаты исследования могут служить справкой для контроля утечек и оптимизации уплотнительной структуры спиральных компрессоров CO₂.

спиральный компрессор CO₂; характеристики утечек; численное моделирование; уплотнительная структура