活塞式空压机的电机驱动曲轴、连杆，把电机旋转运动转化为活塞在气缸内直线往复运动；依靠气缸、进气阀、排气阀配合完成空气吸入→压缩→排出全过程。

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单级活塞空压机四步循环
1. 吸气行程（活塞向下）
曲轴带动活塞向曲轴箱方向下行，气缸内部容积变大、形成负压；
外界大气压推开进气阀片，空气进入气缸；此时排气阀处于关闭状态。
2. 压缩行程（活塞向上前段）
活塞开始上行，气缸空间缩小，内部空气被挤压；
缸内压力低于管网压力，进气阀、排气阀全部关闭，空气密闭压缩，压力、温度同步升高。
3. 排气行程（活塞向上后段）
缸内空气压力上升至高于储气罐压力时，高压空气顶开排气阀片；
压缩空气通过排气管送入储气罐储存。
4. 余压复位（活塞到达上止点后下行）
活塞到达最高点后再次下行，缸内残余高压空气泄压，排气阀自动关闭，重新打开进气阀，进入下一轮吸气循环。