当活塞式压缩机的曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞式压缩机的活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。
总之，活塞式压缩机的曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。
优点：
(1)不论流量大小，都能得到所需要的压力，排气压力范围广，最高压力可达320MPa（工业应用），甚至700MPa，（实验室中）；
(2)单机能力为在500m3/min以下的任意流量；
(3)在一般的压力范围内，对材料的要求低，多采用普通的钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉；
(4)热效率较高，一般大、中型机组绝热效率可达0.7~0.85左右；
(5)气量调节时，适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和制冷量要求；
(6)气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大，同一台压缩机可以用于不同的气体；
(7)驱动机比较简单，大都采用电动机，一般不调速，可维修性强；
(8)活塞压缩机技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验；
缺点：
(1)结构复杂笨重，易损件多，占地面积大，投资较高，维修工作量大，使用周期较短，但经过努力可以达到8000小时以上；
(2)转速不高，机器体积大而重，单机排气量一般小于500m3/min；
(3)机器运转中有振动；
(4)排气不连续，气流有脉动，容易引起管道振动，严重时往往因气流脉动、共振而造成管网或机件的损坏；
(5)流量调节采用补助容积或旁路阀，虽然简单、方便、可靠，但功率损失大，在部分载荷操作时效率降低；
(6)用油润滑的压缩机，气体中带油需要脱除；
(7)大型工厂采用多台压缩机组时，操作人员多或工作强度较大。
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