往复活塞式压缩机因其自身的技术及成本优势得到广泛的应用,且占有压倒性的市场份额,但大容积的余隙使其存在较大的能源浪费问题。近年来,有专利文献提出了一种高效节能、高压缩比的无余隙往复活塞压缩机的结构设计,其产业化的推广对减少因传统往复活塞压缩机广泛应用带来的能源浪费意义重大。基于专利文献中的结构设计,结合往复活塞压缩机实际工况,建立了无余隙往复活塞式压缩机的结构模型,并使用Fluent软件进行了数值模拟计算,发现该专利所述的活塞进入高压腔以完全消除余隙的结构会使活塞与排气阀片产生碰撞。本文对该专利所述压缩机的结构进行了改进,通过高精度的零件加工使活塞不冲入高压腔,从而避免了前述的碰撞问题。针对改进后的新型活塞式压缩机进行了三维结构建模,制作样机;样机制作过程中,为防止由于加工和装配精度的不足,导致活塞冲入高压腔与排气阀片碰撞,特意在活塞顶部留出少许空隙;还建立了性能测试系统,选取示功图法对样机进行了测试,绘制并分析了新型压缩机的P-θ及P-V图像,研究了余隙容积变化对压缩机压缩过程和排气过程的影响并分析了其原因。试验结果表明,相比于普通往复活塞式压缩机,改进后的新型活塞式压缩机的余隙容积仅为普通压缩机的19.7%,且还有进一步减少余隙的前景。在压缩比为8的工况下,新型活塞式压缩机的容积流量增长8.1%,指示功率增长55.7%,工作效率明显优于普通活塞式压缩机,且压缩比越高,优势越明显。本研究对专利所述的无余隙往复活塞式压缩机的改进及其样机试验结果为其大规模产业化推广提供了可靠依据。