制冷剂的替代是一个世界性问题,自然工质越来越受到广泛的关注。采用自然工质CO₂的跨临界循环技术具有广阔的应用前景,而提高CO₂跨临界制冷循环系统性能是推广此技术应用的关键。本文通过理论分析,开发CO₂双级滚动转子压缩机,通过双级压缩实现系统性能的提高。论文对两种常见的CO₂双级压缩制冷循环系统进行了分析,探讨两者自身的特点,对两者的系统性能进行比较,给双级压缩制冷循环系统提供了选择参考。论文分析了CO₂双级滚动转子压缩机的工作过程,开发了CO₂双级滚动转子压缩机的设计程序,并详细分析了结构特征尺寸对压缩机工作过程的影响,给出了适合CO₂的双级滚动转子压缩机结构特征尺寸的选择依据。为了更为真实地描述压缩机的工作过程,本文对润滑油和CO₂混合物的溶解特性和热物性进行了分析。然后详细地建立了CO₂双级滚动转子压缩机的泄漏数学模型并计算了各部分的泄漏量以及导致的泄漏功率损失。论文分析了滑板的受力情况,探讨了滑板与滑板槽的摩擦力和滑板与滚动转子的摩擦力。然后对CO₂双级滚动转子压缩机高、低压级压缩机各部分的机械摩擦建立数学模型,并计算各部分的机械摩擦功率损失。为今后CO₂双级滚动转子压缩机的优化设计奠定基础。