工作機(jī)構(gòu)是壓縮機(jī)工作的主要部件，主要由氣缸、活塞、氣閥等構(gòu)成。氣缸呈圓筒形，兩端裝有若干吸氣閥與排氣閥，活塞在氣缸中做往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)所要求的排氣壓力較高時，可采用多級壓縮的方法，在多級氣缸中將氣體分兩次或多次壓縮升壓。不論有多少級氣缸，在每個氣缸內(nèi)都經(jīng)歷膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個過程，其工作原理是完全一樣的。現(xiàn)以一個單作用氣缸為例來分析說明。

圖1是壓縮機(jī)單作用級氣缸的工作原理示意圖，設(shè)曲軸的曲柄半徑為r，活塞從左到右移動的最大距離為2r，稱為行程S。若把氣缸中心線與曲柄之間的夾角稱為曲柄轉(zhuǎn)角α，則α在0°~360°之間變化，活塞從左向右移動一個行程S?；钊肿杂蚁蜃笠苿右粋€行程S，返回原來位置，完成一個循環(huán)，走過了兩個行程。對活塞每一側(cè)氣體而言，完成了一次循環(huán)，包括膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個過程。

圖1 活塞式壓縮機(jī)工作原理示意圖

圖1（a）中，曲柄轉(zhuǎn)角α=0°～40°，活塞自外止點(diǎn)（即活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)距離處）開始向右移動。位于活塞左側(cè)（稱蓋側(cè)）的缸內(nèi)容積就逐步增大，而右側(cè)（稱軸側(cè)）的缸內(nèi)容積相應(yīng)縮小。對蓋側(cè)容積而言，由于缸內(nèi)還有前一循環(huán)中被壓縮而沒有排盡的殘余氣體（即余隙容積內(nèi)殘留氣體），這部分氣體開始逐步膨脹降壓。此時缸內(nèi)壓力高于外部吸氣管道內(nèi)壓力（名義吸氣壓力），吸氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)而缸內(nèi)壓力又低于排氣管道內(nèi)壓力（名義排氣壓力），因此，排氣管道內(nèi)的高壓力使排氣閥關(guān)閉。也即兩閥均在關(guān)閉狀態(tài)，缸內(nèi)殘余氣體隨活塞的右移而不斷膨脹降壓，在p-V圖上表示為過程cd線，稱為膨脹過程。

圖1（b），在曲柄轉(zhuǎn)角為40°~180°之間，活塞繼續(xù)右移，蓋側(cè)容積繼續(xù)增大，活塞缸內(nèi)壓力繼續(xù)下降，直至略低于吸氣管壓力時，吸氣閥被頂開，新鮮空氣不斷被吸入氣缸，直到活塞到達(dá)內(nèi)止點(diǎn)（活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近位置）時為止，稱為吸氣過程。此時缸內(nèi)氣體壓力略低于吸氣管道內(nèi)壓力，吸氣閥關(guān)閉，在p-V圖上表示為過程da線。

圖1（c），當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)角在180°~280°之間，活塞自內(nèi)止點(diǎn)開始向左移動，蓋側(cè)容積逐步縮小而軸側(cè)容積卻相應(yīng)增大。對蓋側(cè)容積而言，被吸入的新鮮氣體就逐步被壓縮，缸內(nèi)氣體壓力升高，當(dāng)缸內(nèi)壓力高于吸氣壓力而又低于排氣壓力時，吸氣閥已關(guān)閉，排氣閥尚未打開，故缸內(nèi)氣體隨活塞左移而不斷被壓縮升壓，這個過程稱為壓縮過程，在p-V圖上表示為過程ab線。

圖1（d），當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)角在280°～360°之間，活塞繼續(xù)左移，蓋側(cè)容積繼續(xù)縮小，當(dāng)缸內(nèi)壓力繼續(xù)上升到略高于排氣管壓力時，排氣閥被頂開，于是壓縮氣體就不斷被排出，直到活塞到達(dá)外止點(diǎn)為止，稱為排氣過程，在p-V圖上表示為過程bc線。

由上可見，曲軸每旋轉(zhuǎn)一周，活塞做往復(fù)運(yùn)動一次，蓋側(cè)與軸側(cè)容積各自完成一個循環(huán)。吸氣閥只能吸氣，排氣閥只能排氣，不能同時動作。氣閥的啟閉是依靠缸內(nèi)外壓力差來實(shí)現(xiàn)的。但一般吸氣或排氣管道內(nèi)的壓力是維持恒定的。因此，只有依靠活塞的往復(fù)運(yùn)動改變缸內(nèi)容積，從而使缸內(nèi)壓力發(fā)生變化，才能造成缸內(nèi)外一定壓差，該壓差使氣閥時開時閉。所以歸納起來，往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的簡單工作原理是：由于活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動與氣閥相應(yīng)的開閉動作相配合，使氣缸內(nèi)依次經(jīng)歷膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個過程，不斷循環(huán)，將低壓氣體升壓而不斷輸出。