運動機構和氣缸腔體部分組成了活塞式壓縮機的主要構件,其中運動傳輸機構的主要功用是向各運動部件傳遞來自活塞的動力部分。而氣缸及腔體部件是工作所用形成的壓縮容腔，利用往循環(huán)運動帶動氣體體積的周期變化達到對空氣的壓縮的效果。通常為了保證壓縮機上的正常持續(xù)運轉，還設計裝配上附加輔助機構裝置。

帶動活塞產生往復運動來實現氣體壓縮的各個組成構件稱為壓縮機的運動機構。驅動電機的動力通過帶輪傳遞到曲軸使其回旋，曲軸又來回推動連桿，就可以將驅動力帶動的回轉變?yōu)檫B桿的往復直線運動。常見的運動機構都采用曲柄連桿機構這種形式，也有采用凸輪連桿機構驅動運動的情況，與曲柄連桿類似，利用連桿作往復直線運動來驅使十字頭引導活塞作往復運動。

當活塞從行程最遠處的極限位置（即死點位置）向行程最近處移動時，由氣缸組件及活塞頭頂面形成的腔體容積增加。此時外界氣體從進氣管道沖撞開氣閥中的閥片，體氣進入氣缸，活塞持續(xù)往行程最近端部移動過程中，從管道進入氣缸中的氣體體積持續(xù)增大，不斷膨脹到活塞頂端位于氣缸下部的極限行程（即為氣缸下死點）。

整個行程增大過程中，外界氣體持續(xù)被吸入氣缸。當活塞從氣缸下極限行程處開始反下死點遠離運動時，此時氣壓變化將吸氣口閥體處鎖緊，停止吸氣。在活塞遠離下極限行程移動時，連續(xù)擠壓腔體內的氣體，從而導致腔體內氣體壓力不斷變大。當活塞到達某一位置，被持續(xù)壓縮的氣體壓力增加到特定值時，壓縮氣體將會沖撞開排氣閥。這些特定壓強的氣體經由輸送管道運送到使用部門，往復循環(huán)此過程。

歸納起來，往復活塞式空氣壓縮機的主要工作機理簡單概括為：電機驅動的活塞組件在腔體內的循環(huán)直線運動與氣閥間相對應的開啟閉合行為相匹配，迫使腔體內發(fā)生氣體的擴張、吸進、擠壓、排出四個過程，往復運動周期重復，將低壓氣體升壓。

氣體通過在壓縮機腔體中產生兩次或者更多次升壓動作，滿足目標排氣壓力后再排入排氣管道，成為多級壓縮。

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