随着自然工质CO<,2>研究的进一步发展,为了提高系统的COP,采用膨胀机取代节流阀的方法越来越受到人们的重视.本文首先介绍了采用膨胀机的CO<,2>跨临界循环的系统流程,选取典型工况分别对活塞式、螺杆式、转子式和涡旋式膨胀机进行了热力计算,并结合CO<,2>超临界膨胀过程的特点和生产工艺初步研究了各种形式膨胀机的结构尺寸.通过对比分析各种膨胀机的功率匹配特性,确定了不同应用场合膨胀机的选型原则和技术可行性.在此基础上,重点分析和讨论了适用于小型制冷装置用二氧化碳涡旋式膨胀机.通过初步的结构设计,提出了影响膨胀机性能的关键几何参数,在此基础上进行了理想涡旋膨胀机的热力分析.文章最后研究了理想涡旋膨胀机的功损失情况,旨在为研究和设计CO<,2>膨胀机样机提供理论依据和设计经验.