往復式壓縮機工作原理如下圖所示。

往復式壓縮機屬于容積式壓縮機，是使一定容積(實際上是一定質 量的氣體，進出氣體質量不變，但經過壓縮之后壓力增加，體積縮小) 的氣體順序地吸入和排出封閉空間以提高靜壓力的壓縮機。

曲柄帶動連 桿4，連桿4通過十字頭7與活塞桿3相連帶動活塞2前后或上下運動。

活塞運動使氣缸1內的容積發生變化，當活塞向后或向下運動的時候， 氣缸容積增大，進氣閥5打開，出氣閥6關閉，氣體被吸進來，完成進 氣過程;當活塞2向前或向上運動的時候，氣缸容積減小，出氣閥6打 開，進氣閥5關閉，完成壓縮過程。

通常活塞上有活塞環來密封氣缸1和活塞2之間的間隙， 氣缸1內有潤滑油潤滑活塞環。

英格索蘭空壓機是通過曲軸(側視圖未畫出)帶動連桿，活塞做上下運動。

當活塞向下運動的時候，汽缸容積增大，進氣閥打開，排氣閥關閉，氣體被吸進來， 完成進氣過程;當活塞向上運動的時候，氣缸容積減小，出氣閥打開，進 氣閥關閉，完成壓縮過程。

下面根據圖2-10和圖2-11單動往復式壓縮機工作原理圖，再結合 圖2-12往復式壓縮機工作過程中壓力-體積變化關系說明往復式壓縮機 工作原理。

活塞在氣缸內運動到最左端時，活塞與氣缸蓋之間還留有一很小的 空隙，稱余隙，其作用主要是防止活塞撞擊到氣缸前端蓋上。

由于余隙的存在，在氣體排出之后，氣缸內還殘存一部分高壓氣體P2，其狀態 如圖2-12中A點所示。

當活塞從最左端向右運動時，殘留在余隙中的 氣體開始膨脹，壓力從P2下降到P1，其狀態相當于圖2-12中B點所 示，這一階段稱為膨脹階段。

當氣缸繼續向右運動時，氣缸內的壓力稍低于壓力p1，于是進氣閥打開，氣體被吸入氣缸， 直到活塞運動到最右端，其狀態如圖2-12中C點所示，這一階段稱為吸氣階段。

此后活塞改向左運動，缸內氣體被壓縮而升壓，進氣閥關閉，氣體繼續被壓 縮，直到活塞到達圖2-12中D點的狀態，壓力增大到稍微高于壓力 p2，這一階段稱為壓縮階段。

此時，排氣閥打開，氣體在壓力p2狀態下從氣缸中排出，直到活塞回復到圖2-12中A點的狀態， 這一階段稱為排氣階段。

由此可見，往復式壓縮機的一個循環過程是由膨脹、吸氣、壓縮、 排氣等四個階段構成。

在圖2-12的"V坐標上形成一個封閉曲線。

AB為余隙的膨脹階段，BC為吸氣階段，CD為壓縮階段，DA為排氣階段。

由于氣缸內余隙中高壓氣體的存在，使吸入的氣體量減少，增加動 力消耗，故余隙不宜過大，一般余隙容積為活塞一次掃過容積的5%左 右，此百分比又稱余隙系數。

氣體在往復式壓縮機的壓縮過程既不能是一個完全的等溫過程，也不 能是一個完全的絕熱過程，是介于等溫和絕熱之間的一個多變壓縮過程， 對于一個多變壓縮過程的排出氣體的絕對溫度和所消耗的外功。

在多變壓縮過程中，排氣溫度隨排氣壓力的增加而呈指數變化，壓縮比p2/p1越大， 排氣溫度就越高；進氣溫度越高。排氣溫度越高。

排氣溫度越高，壓縮機氣缸的強度越低，越容易受到破 壞，被壓縮的氣體危險性越大。

所以為了保證壓縮機操作的安全性，一 是壓縮機進口氣體的溫度要低，有的甚至要經過冷卻器冷卻降溫后方能 進氣，但進氣溫度要高于被壓縮氣體的露點溫度;二是壓縮比要適當。 同時，還要加強氣缸壁的冷卻和活塞與氣缸壁之間的潤滑。

在生產過程中，如果所需氣體的壓縮比很大，把壓縮過程用一個氣 缸一次完成往往是不可能的，即使理論上是可行的，但實際上也是無法 實現的。

壓縮比太高，不僅動力消耗過大，而且溫升也過大。溫升過 大，氣缸內的潤滑油會變性，即潤滑油發生裂解，使其鉆度下降，甚至 有可能發生焦糊現象。

由于潤滑油變性，潤滑不良，機件受損，嚴重時 會發生爆炸事故。為了降低壓縮機壓縮過程中溫升過高而對設備強度的 顯著影響，往往當壓縮比超過8時采用多級壓縮，一般正常情況下壓縮 比為3~5。

在多級壓縮過程中，增加氣缸的數目以減少每級壓縮比， 進而減少余隙的影響，提高壓縮機的容積率。

但多級壓縮機本身并沒有 解決氣體溫度過高的問題。雖然在氣缸壁上裝上水的夾套或散熱片，但 遠不足以移走氣體壓縮時所產生的熱量。

為了解決這一問題，在級與級間還設置了中間冷卻器，這樣可以移除壓縮所產生的熱量。

在中間冷卻 器后再安排一個氣液分離器或除油器，以除去氣體在冷卻過程中其中徽 量的可凝氣體液化成的液體或在壓縮過程中氣體中混入的潤滑油。

雖然說是微量液體，但若不除去，如果進入下一級壓縮機就會對壓縮機產生 嚴重的破壞作用。