在汽车空调系统中,涡旋压缩机因其高效节能且结构简单的特点获得了大量的应用。尽管其具有许多其他种类压缩机所不具备的优点,但是低温工况下效率较低且排气温度较高的缺点在一定程度上限制了它的进一步应用。对此,人们提出了补气式结构用以解决这个问题。补气式涡旋压缩机可以通过在涡旋压缩机静涡旋盘上开设补气孔的方式在压缩过程中补入相应温度和压力的制冷剂,从而提升系统的效率以及降低其在低温时的排气温度,取得了较好的效果。本文对补气式涡旋压缩机进行了研究。基于其结构对补气式涡旋压缩机的工作原理进行了说明,并分析了使用补气式涡旋压缩机的两种准双级压缩系统和两种准三级压缩系统的循环及工作过程,为下文中的研究奠定基础。选取了圆渐开线作为涡旋压缩机型线并给出了型线的数学表达式,此外,建立了涡旋压缩机的三维模型。随后根据所建立的模型计算出涡旋压缩机的涡旋盘齿厚,涡旋盘节距,主轴偏心角等各项参数。补气式涡旋压缩机需要在涡旋压缩机的基础上进行加工,因此常规涡旋压缩机的设计是对补气式涡旋压缩机研究的基础。以MATLAB/SIMULINK与REFPROP联合仿真为基础,设计了使用补气式涡旋压缩机的准双级压缩系统性能参数的计算程序,分别对使用闪发器和经济器的准双级系统的制热性能进行分析计算,得出了制热COP,制热量,压缩机耗功以及排气温度随补气压力变化的关系。结果表明:使用闪发器的经济器的准双级系统相较于常规系统制热COP分别提升了4.4%和3.5%,并得出基于最大制热COP条件下的最佳补气压力,随后基于最佳补气压力给出了确定补气孔开设位置的方法,此外给出了系统中补气干度,质量流量等参数对于系统性能的影响。然后,针对使用两个闪发器及补气式涡旋压缩机的三级压缩系统进行了仿真计算,得出了上述参数度随补气压力变化的关系。结果表明:使用双闪发器的准三级系统相较于常规系统制热COP提升了7.5%,并得出最佳制热COP条件下的一级补气压力和二级补气压力以及相应补气孔的开设位置,并给出了系统中补气干度、质量流量等参数对于准三级系统性能的影响。并分析了不同形式补气孔优缺点.基于建立的补气式涡旋压缩机的模型进行流道提取,得到了用于三维仿真的补气式涡旋压缩机流道。在对数据进行研究的基础上给出了仿真用边界压力和温度等数值,并根据压缩机涡旋盘的运动情况编写用来定义动涡旋盘运动的UDF。随后对不同条件下的补气式涡旋压缩机进行三维仿真,并得出补气式涡旋压缩机中各压缩腔内制冷剂温度、压力,流速以及排气孔和补气孔上制冷剂质量流量的变化规律,同时对于使用不同形式补气孔的涡旋压缩机进行仿真以研究不同补气孔形式对压缩腔中制冷剂流动的影响。对补气式涡旋压缩机系统进行了实验方案设计,在涡旋压缩机基础上进行补气孔开设以获得补气式涡旋压缩机,针对系统性能选取了各部件如车内换热器、膨胀阀等的参数,设计了系统的控制方法并制定了实验条件。